风机盘管调速方式对房间热动态性能及能耗的影响

摘要

公用建筑空调面积大，建筑能耗高，一般以风机盘管机组作为空调系统的末端装置。风量调节是风机盘管机组能量调节的主要手段，风量调节方式不同，节能效果不同。针对公用建筑的节能问题，本文采用数值方法研究了风机盘管机组调速方式对房间热动态性能及能耗的影响，并分析了室内环境的舒适特性。
　　提出了基于瞬态传热理论的房间热动态模型，并编写了计算程序，用于分析空调房间的热动态特性。
　　建立了风机盘管换热模型，明确了供冷量（供热量）随风量的变化关系，并给出了计算方法;同时确定了风机盘管机组功耗的计算方法。
　　根据不同调速方式风机盘管机组的控制方式和控制策略，结合房间的热动态模型及供冷量（供热量）和功耗的计算方法，模拟了相应调速方式下房间的热动态特性和能耗热性。结果表明，采用风量连续调节的风机盘管机组的空调房间的室内温度波动要比采用三档调节风盘空调房间的波动小，控制稳定性较好，且前者的控制偏差较小，控制精度较高。以单位功耗供冷量（供热量）为指标，比较两种调速方式下的能耗特性，结果表明，连续调节风机盘管机组的单位功耗供冷量（供热量）要比三档调节风盘机组的大。
　　模拟研究了房间面积、保温层厚度及设定温度值对不同调速方式下房间热动态性能和能耗的影响。结果表明，房间面积、保温层厚度对房间热动态性能影响主要取决空调负荷的改变，风盘机组实际工况偏离设定工况是波动（超调）变化的主因;设定温度对房间热动态性能的影响取决于温度控制偏差的大小，温度控制偏差是波动（超调）变化的主因。单位功耗供冷量（供热量）的变化方向主要取决于空调负荷变化率与风机功耗变化率的相对大小。
　　计算了房间内PMV和PPD值，分析结果表明，连续调节风机盘管机组空调房间的舒适性优于三档调节;室内平均辐射温度的计算结果表明，夏季连续调节风盘机组空调房间的室内平均辐射温度低于三档调节风盘的情况，而冬季则相反。
　　综上所述，风量连续调节风盘机组在空调房间的热动态性能，能耗及舒适性方面都要优于三档调节风盘机组。

目录

声明

摘要

主要符号

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．1．1 能源现状

1．1．2 建筑能耗现状

1．1．3 建筑节能手段和节能技术的发展

1．1．4 风机盘管的使用和节能

1．2 国内外有关风机盘管调速的研究现状

1．2．1 国外的研究

1．2．2 国内的研究

1．2．3 存在的问题

1．3 本文的工作

1．4 技术路线及研究内容

第二章 建筑热动态模型的建立

2．1 数学模型

2．1．1 房间热平衡方程

2．1．2 外墙、内墙、天花板(屋顶)和地板传热量

2．1．3 窗户传热量

2．1．4 人员散热量

2．1．5 灯光散热

2．1．6 工艺设备散热量

2．1．7 空气渗透得热量

2．1．8 空调供冷量(供热量)

2．2 围护结构内部节点温度和室内温度的数值计算

2．2．1 围护结构物理模型和控制方程

2．2．2 数值离散

2．3 建筑模型物理参数

2．4 室外天气参数的确定

2．5 程序框图

2．6 网格依赖性分析

第三章 风机盘管能量输出确定及运行控制

3．1 风机盘管概述

3．1．1 风机盘管机组的结构

3．1．2 风机盘管的容量

3．1．3 风机盘管机组的水路系统

3．1．4 风机盘管机组的送风系统

3．2 风机盘管冷量计量

3．2．1 冷量计算原理

3．2．2 风盘冷量计量结果

3．3 风机盘管机组风量调节

3．3．1 手动控制

3．3．2 位式控制

3．4 风机盘管机组风量的连续调节

3．4．1 模型简化

3．4．2 控制参数的确定

3．5 风机功耗的确定

3．5．1 风机盘管有效功率的确定

3．5．2 风机盘管输入功率的确定

第四章 房间热动态特性及能耗模拟结果与分析

4．1 风机盘管不同调速方式下的房间热动态性能及能耗分析

4．1．1 房间热动态性能

4．1．2 房间能耗特性

4．1．3 风盘机组的功耗

4．1．4 风机盘管机组的性能评价

4．2 建筑结构形式、控制参数对不同调速方式风盘性能的影响

4．2．1 建筑面积

4．2．2 房间保温结构

4．2．3 设定温度值

第五章 风盘机组空调房间的舒适性分析

5．1 舒适性指标

5．2 风盘机组空调房间舒适性计算结果

5．2．1 PMV-PPD值的变化

5．2．2 室内平均辐射温度变化

第六章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的论文发表情况