中央空调变流量冷水系统变压差控制方法应用研究

论文摘要

建筑能耗在我国的社会总能耗中一直占据着很大的比重，而空调系统的能耗又是建筑能耗的重要组成部分。在空调系统中，冷水机组和水泵的输送能耗约占整个空调系统能耗的70%左右。研究空调水系统的节能，对于我国的节能减排工作具有重要意义。二次泵变流量系统是常用的空调水系统形式，它通过改变二次泵的频率，使二次泵输送的冷冻水量和空调用户所需的冷冻水量相等，不仅节约二次泵的输送能耗，而且保持了冷冻水供回水温差的恒定，使冷机的COP值维持在较高的水平。本文以以TRNSYS为仿真平台，建立中央空调二次泵变流量系统的仿真模型；并以空调冷冻水系统最不利末端用户两端的压差作为二次泵变频控制的控制信号，对空调冷冻水系统变压差控制方案及其节能效果展开研究。首先根据空调系统的负荷特性对空调负荷进行分区，并计算出各负荷分区的压差设定值；然后利用仿真模型计算变压差控制方式下整个供冷季节冷水机组和冷水系统输送能耗。仿真结果表明，针对本文研究的空调系统，与目前常用的定压差控制方案相比，变压差控制方案能够节约6.49%的二次泵输送能耗，节约5.10%的冷水机组运行能耗。变压差控制方式具有明显的节能效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 中央空调变流量系统的发展
• 1.2.2 中央空调变流量冷水系统控制策略的发展现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 中央空调变流量冷水系统及其控制方法分析
• 2.1 空调变流量冷水系统的形式
• 2.1.1 一次泵变流量系统
• 2.1.2 二次泵变流量系统
• 2.2 二次泵变流量系统的控制方法
• 2.2.1 二次泵系统中一次泵及冷机的控制方法
• 2.2.2 二次泵的控制方法
• 2.2.3 本文采用的二次泵变流量系统的控制方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 中央空调水系统仿真模型的建立
• 3.1 空调冷水机组与水泵的仿真模型
• 3.1.1 冷机数学模型
• 3.1.2 一次泵（定速泵）的数学模型
• 3.1.3 二次泵（变速泵）的数学模型
• 3.2 水管，阀门以及分集水器的仿真模型
• 3.2.1 水管模型
• 3.2.2 二通阀模型
• 3.2.3 分水器模型
• 3.2.4 集水器模型
• 3.3 风机盘管与冷却塔的仿真模型
• 3.3.1 风机盘管模型
• 3.3.2 冷却塔模型
• 3.4 系统仿真器的建立
• 3.4.1 TRNSYS 简介
• 3.4.2 以 Trnsys 为仿真平台建立系统仿真器
• 3.5 空调水系统水力平衡模型的建立
• 3.6 本章小结
• 第4章 变流量冷水系统变压差控制方法及其节能效果分析
• 4.1 仿真研究对象
• 4.2 各部件仿真模型参数的确定
• 4.2.1 冷水机组模型参数的确定
• 4.2.2 二次泵（变速泵）模型参数的确定
• 4.2.3 其他模型参数的确定
• 4.3 压差的优化设定
• 4.3.1 定压差控制方案下末端压差设定值的确定
• 4.3.2 变压差控制方案下末端压差设定值的确定
• 4.4 控制器设计
• 4.4.1 PID 控制器模型
• 4.4.2 PID 控制器的整定方法
• 4.4.3 不同设定压差下的 PID 控制器参数
• 4.5 定压差控制策略下系统能耗分析
• 4.6 变压差控制策略下系统能耗分析
• 4.7 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢