活塞式冷水機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)特性及節(jié)能研究

【摘要】：空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行是公共建筑節(jié)能減排的關(guān)鍵所在,而冷水機(jī)組是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件,占了系統(tǒng)能耗的50%~60%。因此有必要研究冷水機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行控制策略。冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行是一個(gè)多變量耦合的復(fù)雜工程,因此需要綜合考慮負(fù)荷特性、各設(shè)備運(yùn)行調(diào)節(jié)特性和組合情況、管網(wǎng)特性和不同的運(yùn)行控制策略等因素。本文考慮負(fù)荷特性和負(fù)荷分配策略的基礎(chǔ)上,建立了多機(jī)頭活塞式冷水機(jī)組的熱力學(xué)理論模型,并對(duì)該理論模型進(jìn)行了測試驗(yàn)證。結(jié)果表明,模擬計(jì)算結(jié)果和實(shí)測參數(shù)的冷水機(jī)組的系能系數(shù)和冷卻水出水溫度的相對(duì)誤差分別低于8.4%和5%,從而驗(yàn)證了理論模型的準(zhǔn)確和可靠性。利用所建的理論模型模擬分析了多機(jī)頭活塞式冷水機(jī)組的運(yùn)行特性,并考慮制冷劑環(huán)路和壓縮機(jī)之間可以同時(shí)進(jìn)行冷負(fù)荷分配的策略,與其它三種常規(guī)的控制策略相比,優(yōu)化后控制策略具有明顯的節(jié)能效果。建立了冷卻水一次泵變流量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析了相同型號(hào)水泵的同步調(diào)速和非同步調(diào)速的節(jié)能效果,得到同步調(diào)速最節(jié)能;并結(jié)合考慮單臺(tái)多機(jī)頭活塞式冷水機(jī)組的能耗和參數(shù)變化對(duì)主機(jī)和冷卻塔出水溫度的影響,在不同負(fù)荷率和不同運(yùn)行策略下,對(duì)比分析了應(yīng)用在同一個(gè)冷卻水系統(tǒng)的單臺(tái)大水泵變頻和二臺(tái)相同類型小水泵同步變頻這兩種方案的節(jié)能效果,結(jié)果表明,兩種方案都能夠達(dá)到理想的節(jié)能效果。對(duì)某辦公樓中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)聯(lián)合變頻的運(yùn)行調(diào)節(jié)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,主要分析了在調(diào)節(jié)過程中設(shè)備間的耦合性、調(diào)節(jié)惰性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明,冷卻水泵和冷卻塔在調(diào)節(jié)過程中都比較穩(wěn)定;對(duì)冷卻塔出水溫度控制時(shí),不要太接近環(huán)境濕球溫度,而冷卻水泵調(diào)節(jié)到設(shè)定的溫差目標(biāo)值所對(duì)應(yīng)的頻率所需的時(shí)間是比較快。在冷凍水側(cè)負(fù)荷和大氣環(huán)境參數(shù)保持不變,當(dāng)冷卻水流量減小或冷凝器進(jìn)水溫度都升高時(shí),壓縮機(jī)進(jìn)口過熱度降低,冷凝器出口過冷度基本不變,而蒸發(fā)溫度隨著冷凝溫度的升高而升高;當(dāng)冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率為30Hz~50Hz和水流量比為37%~70%下進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),冷卻塔出水溫度變化不大,說明設(shè)置冷卻塔變頻器的調(diào)節(jié)區(qū)間為30Hz~50Hz時(shí),調(diào)節(jié)冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速具有一定的節(jié)能效果。同時(shí)根據(jù)該辦公樓的負(fù)荷特性情況,在不同的季節(jié)下對(duì)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化節(jié)能控制實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了對(duì)冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)聯(lián)合變頻控制策略的優(yōu)勢。 【關(guān)鍵詞】：多機(jī)頭活塞式冷水機(jī)組 冷卻水系統(tǒng) 優(yōu)化控制 調(diào)節(jié)特性 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU831
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 冷水機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行控制的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化控制研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題主要研究的工作內(nèi)容16-18
• 第二章 多機(jī)頭活塞式冷水機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行控制策略分析18-34
• 2.1 引言18-19
• 2.2 多機(jī)頭活塞式冷水機(jī)組簡介19-20
• 2.3 活塞式冷水機(jī)組熱力學(xué)特性模型建立20-24
• 2.3.1 蒸發(fā)器熱力計(jì)算模型20-22
• 2.3.2 冷凝器熱力計(jì)算模型22-23
• 2.3.3 活塞式壓縮機(jī)熱力計(jì)算模型23-24
• 2.4 多機(jī)頭活塞式壓縮機(jī)冷水機(jī)組計(jì)算模型算法24-26
• 2.5 模型模型驗(yàn)證26-27
• 2.6 運(yùn)行控制策略27-29
• 2.7 機(jī)組運(yùn)行特性和優(yōu)化運(yùn)行控制策略分析29-33
• 2.7.1 機(jī)組運(yùn)行特性分析29-31
• 2.7.2 機(jī)組優(yōu)化控制策略分析31-33
• 2.8 本章小結(jié)33-34
• 第三章 冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行研究34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 冷卻水系統(tǒng)聯(lián)結(jié)方式簡介34-36
• 3.3 冷卻水系統(tǒng)變水量優(yōu)化控制分析36-46
• 3.3.1 冷卻水泵功耗模型建立36-38
• 3.3.2 運(yùn)行方案選擇38-41
• 3.3.3 參數(shù)變化對(duì)主機(jī)和冷卻塔出水溫度的影響41-42
• 3.3.4 不同控制方式的節(jié)能對(duì)比分析42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)特性的實(shí)驗(yàn)研究47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹47-51
• 4.2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)介紹47-49
• 4.2.2 中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹49-51
• 4.3 冷卻泵和塔聯(lián)合變頻的調(diào)節(jié)特性分析51-57
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)測試條件和控制策略51-52
• 4.3.2 耦合性分析52-55
• 4.3.3 調(diào)節(jié)惰性和穩(wěn)定性分析55-57
• 4.4 優(yōu)化節(jié)能控制分析57-62
• 4.4.1 建筑物空調(diào)季負(fù)荷57
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)測試條件和控制策略57-58
• 4.4.3 不同季節(jié)下的優(yōu)化分析58-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果71-72
• 致謝72-73
• 附件73

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