集中空调水系统最优控制策略研究与软件开发

发布时间：2017-05-22 08:45

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【摘要】：据统计,我国既有建筑面积近430亿平方米,每年新建建筑面积约20亿平方米,其中95%以上的建筑属于高能耗建筑,目前我国建筑能耗已经超过了交通和工业能耗,约占全社会总能耗的1/3,空调供冷供热系统能耗占建筑物总能耗的40-54%,机组能耗占整个系统能耗的70%,循环水泵能耗占25%。如何降低空调系统能耗是建筑节能减排的关键,除了产品质量外,影响空调系统的运行能耗的主要因素是空调系统的设计与运行控制策略。随着变频技术的发展,变流量系统已被设计师们广泛的选用,在实际工程中节能效果明显。因为变流量系统的控制方法比定流量复杂得多,控制策略选择不当很可能导致节能效果大打折扣甚至增加系统能耗,所以变流量系统控制策略一直是暖通界研究的热点。本文以集中空调水系统能耗最小化为目标,在建立系统能耗计算模型的基础上,提出变供水温度与流量控制相结合的控制策略,最后编写最佳出水温度与流量控制软件。首先,建立表冷器干湿工况数学模型,利用厂家提供的实验数据拟合得到表冷器传热系数和接触系数方程,通过理论计算分析了空气处理机组的动态换热特性。其次,建立基于外在参数修正的冷水机组的能耗计算模型和冷冻水泵的能耗计算模型,利用模型对系统能耗进行分析,在此基础上提出优化控制策略。最后,在MATLAB7.0基础上开发了集中空调水系统最佳出水温度与流量控制软件,并且为了便于软件在实际工程中应用,制作了用户图形界面GUI。
【关键词】：表冷器 冷水机组 冷冻水泵 能耗 MATLAB
【学位授予单位】：南京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TU831
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 变流量对末端设备的换热性能影响12
• 1.2.2 变流量对制冷主机的能效影响12-13
• 1.2.3 变流量水系统的控制方法研究13-14
• 1.2.4 变流量水系统的节能方法研究14-15
• 1.3 研究内容和意义15-17
• 第二章 空气处理机组换热特性研究17-29
• 2.1 模型换热方程17-18
• 2.1.1 表冷器换热量方程17-18
• 2.1.2 表冷器空气侧与水侧流量方程18
• 2.2 表冷器干工况18-19
• 2.3 表冷器湿工况19-21
• 2.3.1 表冷器析湿系数方程式19-20
• 2.3.2 表冷器接触系数方程式20
• 2.3.3 表冷器湿工况模型方程组20-21
• 2.4 表冷器传热系数和接触系数拟合计算21-22
• 2.5 空气处理机组的换热特性22-28
• 2.5.1 定进风参数23-25
• 2.5.2 定供水温度25-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 系统数学模型及其能耗计算分析29-43
• 3.1 冷水机组数学模型29-34
• 3.1.1 基础性能系数29-30
• 3.1.2 冷凝器工况修正30
• 3.1.3 蒸发器工况修正30
• 3.1.4 机组能效计算模型30
• 3.1.5 冷水机组模型建立30-31
• 3.1.6 误差分析31-32
• 3.1.7 机组能耗模拟计算32-34
• 3.2 水泵数学模型34
• 3.2.1 水泵变频节能原理34
• 3.2.2 能耗计算模型34
• 3.3 系统能耗计算与分析34-41
• 3.3.1 空调系统原理图35
• 3.3.2 水泵型号35-36
• 3.3.3 冷冻水泵能耗计算与分析36-38
• 3.3.4 冷水机组能耗计算与分析38-40
• 3.3.5 系统总能耗计算与分析40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 集中空调水系统最优控制策略与软件开发43-53
• 4.1 变供水温度与流量控制策略43-48
• 4.1.1 控制原理43-44
• 4.1.2 能耗分析44
• 4.1.3 工况点的确定44-45
• 4.1.4 不同控制方式的节能性对比45-48
• 4.2 最佳出水温度与流量控制软件研发48-52
• 4.2.1 MATLAB软件简介48-49
• 4.2.2 OTF用户界面的打开49-50
• 4.2.3 图形用户界面(GUI)简介50
• 4.2.4 如何使用OTF软件50-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 5.1 主要结论53
• 5.2 后续工作展望53-55
• 参考文献55-60
• 附录 最佳出水温度与流量控制软件源程序60-69
• 攻读硕士学位期间的成果69-70
• 致谢70

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本文编号：385135