空调冰蓄冷系统经济性分析与优化研究

论文摘要

冰蓄冷空调技术不仅起到“移峰填谷”、缓和电网峰段电力供需矛盾的作用,还可以为用户节省大量的运行费用,但通常初投资要增加,因此,冰蓄冷系统经济性最优的问题就出现了。目前现有的对冰蓄冷系统优化的研究,大多数只是研究了系统的运行优化,而很少同时考虑到初投资在内的寿命周期总费用的优化问题。本文针对此问题,就冰蓄冷系统的优化进行了深入的研究。本文提出空调冰蓄冷系统寿命周期内初投资和运行费用之和最小的优化目标,建立了系统优化的数学模型；采用外点惩罚函数法结合步长加速法的算法进行求解；利用VB.NET语言编制了数学模型的计算程序,开发了可视化人机交互界面。本文以西安办公楼、宾馆及商场为工程实例,利用DeST软件计算出建筑物的全年逐时冷负荷；利用编制的计算程序,对系统的初投资、年运行费用及寿命周期总费用进行计算,并找到工程的经济性最优方案；利用计算结果,分析建筑物负荷特性、蓄冷率(设计日总蓄冷量与设计日总冷负荷的比值)、释冷特性及电价对模式系统经济性的影响；将优化系统与常规空调系统作经济性比较,为冰蓄冷系统的优化设计及经济运行提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 空调冰蓄冷系统优化的研究现状
• 1.2.1 国内外空调冰蓄冷系统优化的研究现状
• 1.2.2 空调冰蓄冷系统优化存在的主要问题
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 1.3.1 本课题研究的主要内容及创新点
• 1.3.2 本课题的研究方案
• 2 空调冰蓄冷系统方案
• 2.1 冰蓄冷系统
• 2.1.1 冰蓄冷系统介绍
• 2.1.2 冰蓄冷系统的流程
• 2.2 冰蓄冷系统的设备
• 2.2.1 蓄冰装置
• 2.2.2 制冷机组
• 2.2.3 冰蓄冷系统的辅助设备
• 2.3 系统供冷负荷的确定
• 本章小结
• 3 空调冰蓄冷系统经济性优化数学模型的建立
• 3.1 数学模型的建立的条件
• 3.2 目标函数
• 3.3 目标函数的组成
• 3.3.1 初投资CF
• 3.3.2 系统全年运行费用CO
• 3.4 系统寿命周期总费用的优化数学模型
• 本章小结
• 4 空调冰蓄冷系统经济性优化模型的算法
• 4.1 算法比较与选择
• 4.1.1 有约束最优化的算法
• 4.1.2 无约束最优化的算法
• 4.2 系统优化数学模型的算法
• 4.2.1 外点惩罚函数法+步长加速法
• 4.2.2 优化数学模型的算法
• 本章小结
• 5 空调冰蓄冷系统经济性优化计算程序的编制
• 5.1 系统经济性优化计算程序
• 5.1.1 程序语言
• 5.1.2 程序计算流程图
• 5.1.3 程序功能
• 5.2 程序可视化界面
• 本章小结
• 6 实例模拟与分析
• 6.1 负荷特性对空调冰蓄冷系统经济性的影响
• 6.1.1 办公楼
• 6.1.2 宾馆
• 6.1.3 商场
• 6.2 释冷特性对空调冰蓄冷系统经济性的影响
• 6.2.1 冰球
• 6.2.2 内融冰盘管
• 6.2.3 外融冰盘管
• 6.3 蓄冷率对空调冰蓄冷系统经济性的影响
• 6.4 电价模式对空调冰蓄冷系统经济性的影响
• 6.5 空调冰蓄冷系统经济性的比较
• 本章小结
• 7 结论和展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献