大型公建空调系统节能优化控制技术研究

摘要

随着国民经济的迅速发展，煤、石油等自然能源的紧缺已不仅仅是中国，更是当今世界各国所要面对的一大难题，该难题已经渐渐开始制约经济发展的步伐，节能成为关系到国计民生的大事。而建筑所产生的能量消耗几乎占了我国所有能耗的近33％，有关建筑的节能问题已引起政府和相关部门的重视。而在大型建筑当中，消耗能源最多的就是空调以及采暖，约占到建筑总共能源消耗量的55％甚至更多。因此深入研究大型公建中央空调的节能控制技术具有很大意义。本文主要的研究内容如下:
　　首先，分析空调的通风系统、提出了送风静压优化控制以及送风温度优化控制，解决了送风量过低以及部分区域过冷或过热的问题;分析空调的制冷系统、提出了群控技术、变水量控制以及变水温控制。群控技术的运用优化了各台冷水机组的使用时间。变水量优化控制策略通过改变末端的温差，将末端重要机组的水阀开度和末端环境温度当做是需要控制的参数，以避免出现单独使用末端温差控制时所控环境的温度和湿度产生较大波动的现象。而变水温控制方法的思路是将水泵及冷水机组的能耗总和降至最小，通过改变冷冻水出口温度提高机组的COP。
　　第二，针对中央空调系统优化运行，对空调系统进行全面细致的监控，实时监测各测点的值。本文主要研究对全空气空调机组、空调水系统、新风机组以及风机盘管的监控。
　　第三，研究了空调能耗最优方法，以空调的水系统为目标，从全局的角度来分析空调水系统的节能问题，实现对中央空调水系统的最佳优化控制。首先构建空调水系统中各部分的能耗模型，并且运用最小二乘拟合方法，对其各子系统能耗模型中的主要参数进行辨识，继而确定总的关于空调水系统的能耗模型。并确定其约束条件以及关键独立变量，然后运用遗传算法对多变量能耗系统寻优，得到能耗最低时各个独立变量的值，即优化结果。
　　最后，对扬州大学某校区大型公共建筑的空调系统进行能耗模拟仿真。分别从空调系统的监测模型、装置读数模型、运行计划及冷负荷模型、计算结果模型、PLC控制模型、用能设备模型进行了探讨研究，并通过场景模拟，基本验证了本课题空调控制具有一定节能优化效果。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景及研究意义

1．2 空调优化控制的研究现状

1．3 本文的主要工作

第二章 大型公建空调系统优化控制技术

2．1 大型公建空调系统能耗现状与控制问题

2．2 通风系统的控制与优化

2．2．1 通风系统的控制

2．2．2 通风系统的优化

2．3 制冷系统的控制与优化

2．3．1 冷水机组的群控

2．3．2 变水量控制

2．3．3 变水温控制

2．4 本章小结

第三章 空调系统的监测与控制

3．1 全空气空调机组的监控

3．2 空调水系统的监测与控制

3．3 新风机组的监测与控制

3．4 风机盘管的监测与控制

3．5 本章小结

第四章 空调水系统能耗最优方法

4．1 空调水系统能耗模型的建立

4．1．1 冷水机组能耗模型

4．1．2 冷冻水泵能耗模型

4．1．3 冷却水泵能耗模型

4．1．4 冷却塔能耗模型

4．1．5 风机盘管模型

4．2 独立变量的确定及模型参数估计

4．2．1 独立变量的确定

4．2．2 模型参数估计

4．3 约束条件

4．3．1 部件的物理约束

4．3．2 部件间的相互约束

4．4 中央空调水系统优化模型

4．5 遗传算法寻优流程

4．6 本章小结

第五章 空调系统能耗仿真应用

5．1 空调系统装置监测与读数模型

5．1．1 空调系统装置监测模型

5．1．2 装置读数模型

5．2 运行计划及冷负荷模型

5．3 计算结果模型

5．4 PLC控制模型

5．5 用能设备模型及模拟场景

5．5．1 用能设备模型

5．5．2 模拟场景

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 未来工作的展望

致谢

参考文献

附录

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