中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能控制的研究

【摘要】：建筑能耗占社會總能耗的30%以上,做好建筑節(jié)能對減小社會總能耗具有非常重要的意義。而在建筑能耗系統(tǒng)中,中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能潛力最大,建筑節(jié)能首先應(yīng)考慮中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。 冷卻水系統(tǒng)能耗是中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要組成部分,占中央空調(diào)總能耗的15~20%。中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)大部分時間在部分負(fù)荷下運(yùn)行,節(jié)能的關(guān)鍵在于部分負(fù)荷下如何節(jié)能,或者說部分負(fù)荷下如何對冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行控制。 本文首先對中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能潛力進(jìn)行研究。對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了辨析,認(rèn)為冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能潛力在10%左右(基準(zhǔn)是冷卻水泵和冷水機(jī)組總耗電量),不低于冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能量。然后提出了一種計(jì)算冷卻水系統(tǒng)節(jié)能量的方法,可以簡單準(zhǔn)確地計(jì)算冷卻水泵變頻的節(jié)能量。 通常采用的冷卻水系統(tǒng)節(jié)能控制策略主要有兩種:定冷卻塔進(jìn)出口溫差控制和定冷機(jī)出口冷卻水溫度控制,與定冷卻水流量相比,這兩種控制策略都是節(jié)能的,但都不是最優(yōu)的。本文提出了中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)最優(yōu)節(jié)能控制策略。這種控制策略要求在系統(tǒng)調(diào)試過程中確定各種外界條件下的最小能耗工況的水泵和風(fēng)機(jī)頻率。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,直接根據(jù)外界條件將水泵和風(fēng)機(jī)頻率調(diào)到這個頻率。本文同時給出了計(jì)算各種外界條件下最小能耗工況的水泵和風(fēng)機(jī)頻率的方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)最優(yōu)節(jié)能控制策略,本文設(shè)計(jì)了一套控制系統(tǒng)(包括硬件和軟件)。硬件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要在于具有較大容量的存儲器,用來存儲一個四維數(shù)據(jù)庫,這個數(shù)據(jù)庫中存儲了各種外界條件(四維條件)下,最小能耗工況的水泵、風(fēng)機(jī)的開啟臺數(shù)及頻率。軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于對上述數(shù)據(jù)庫尋址程序。經(jīng)檢驗(yàn),設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫存儲、數(shù)據(jù)庫尋址以及其它輸入輸出功能,能夠滿足實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制策略的要求。 在一個實(shí)際工程中試用上述控制系統(tǒng)。在試用期間,冷卻水進(jìn)出冷水機(jī)組的溫差明顯加大,總節(jié)能量達(dá)4.9%(以冷機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵總耗電為基準(zhǔn))。初步證明本文提出的控制策略及開發(fā)的控制系統(tǒng)具有一定的實(shí)用性和較好的節(jié)能效果。 【關(guān)鍵詞】：冷卻水系統(tǒng) 冷卻水泵 冷卻塔風(fēng)機(jī) 中央空調(diào)系統(tǒng) 節(jié)能控制
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TU831.3
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-13
• 第1章 緒論13-20
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)控制研究14-18
• 1.2.2 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能控制研究18-19
• 1.3 本文研究內(nèi)容19-20
• 第2章 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能潛力分析20-27
• 2.1 相關(guān)研究文獻(xiàn)辨析20-22
• 2.2 冷卻水泵變頻全年節(jié)能量的計(jì)算22-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)最優(yōu)節(jié)能控制策略27-38
• 3.1 問題的提法27-28
• 3.1.1 控制目標(biāo)27
• 3.1.2 可以調(diào)節(jié)的量27
• 3.1.3 可以測量的量27-28
• 3.1.4 問題的提法28
• 3.2 控制策略28-29
• 3.3 確定某一外界條件下最小能耗工況的一般方法29-33
• 3.4 確定某一外界條件下最小能耗工況的簡化方法33-36
• 3.5 討論36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第4章 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能控制模塊設(shè)計(jì)38-44
• 4.1 節(jié)能控制模塊功能38
• 4.2 節(jié)能控制模塊電路設(shè)計(jì)38-39
• 4.3 節(jié)能控制模塊軟件設(shè)計(jì)39-42
• 4.4 控制模塊性能測試42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第5章 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能控制模塊工程應(yīng)用44-56
• 5.1 試驗(yàn)用中央空調(diào)系統(tǒng)概況44-47
• 5.2 安裝中央空調(diào)冷卻水節(jié)能控制系統(tǒng)47-48
• 5.3 編制節(jié)能控制系統(tǒng)軟件48-50
• 5.3.1 冷卻塔換熱性能數(shù)學(xué)模型48-49
• 5.3.2 冷水機(jī)組COP 數(shù)學(xué)模型的建立49-50
• 5.3.3 數(shù)據(jù)庫的建立及計(jì)算軟件的編制50
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果50-53
• 5.5 分析與討論53-55
• 5.6 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)論及展望56-58
• 6.1 結(jié)論56-57
• 6.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況63

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