空调水系统节能控制若干问题试验研究

摘要

随着我国经济社会的高速发展，建筑能耗在社会总能耗的比例越来越大，已由2007年的24.5％增加到2012年的32％，而大型公共建筑能耗占建筑总能耗的22％，中央空调系统的耗电量占大型公共建筑总耗电量的50～60％，中央空调系统必将成为建筑节能的重点。在空调系统的实际运行中，首先，绝大多数的空调水系统末端没有连续型电动调节阀，很难实现对空调水系统末端设备的调节控制，加大了水系统的输送能耗。其次，空调水系统在启动时间和启动方式上相差很大，完全凭运行人员主观经验启停空调系统，缺乏科学的决策。另外，在许多变频控制的空调水系统中，水泵变频控制的依据----水系统压差监测点位置的选择也多种多样，导致空调水系统循环泵能耗大小不一。因此，针对上述问题，根据对实际空调系统检测和诊断结果，以及空调水系统诸多问题的研究要求，建立通用的空调水系统智能控制试验平台。针对上述问题进行研究开发，对降低空调系统运行能耗、建筑节能减排具有重要的学术和实用价值。
　　本文首先针对某实际空调系统的检测，针对空调水系统控制调节共性问题，设计并建设了中央空调系统智能控制试验平台，包括空调水系统、电气系统和网络控制系统。在此基础上对试验台各设备、管路、传感器、执行机构等机电设备系统的特性进行测试分析，为后续的试验研究工作奠定了试验基础。其次，本文引入空调水系统最不利水力环路和最不利热力环路的概念，并进行了辨析，针对末端没有阀位反馈的空调水系统，提出了以房间温度和供回水温差为参考量的空调水系统最不利热力环路辨识方法，通过试验验证了该方法的可行性。第三，本文针对空调系统的启动时间和启动方式，试验研究空调水系统并联水泵启动台数和上班前预冷启动时间，分析了空调水系统总体能耗大小，结果表明，针对本试验系统中的两台并联水泵，在预冷阶段同时联合启动要比单独启动一台时能耗要小。最后，本文针对水泵变频控制中压差参考点的选择进行了研究，试验表明，压差参考点设置在空调水系统主干管中间位置时，循环水泵的能耗最低。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 变流量空调水系统的发展

1．2．2 变流量空调水系统控制方法

1．2．3 既有空调系统的诊断测试结果分析

1．2．4 既有建筑中央空调水系统存在问题分析

1．3 主要研究内容

2 中央空调智能控制试验平台的建设

2．1 试验台空调系统概况

2．2 试验台控制系统概况

2．3 试验台主要功能

2．4 试验台特色简介

2．5 本章小结

3 中央空调智能控制试验平台的运行调试

3．1 热泵机组性能测试

3．2 循环水泵特性测试

3．3 温度传感器校验

3．4 流量传感器校验

3．5 连续调节阀静态性能测试

3．6 试验台水系统特性测试

3．6．1 管网系统水力特性

3．6．2 管网水力失调与水力稳定性

3．6．3 试验台水系统管网特性

3．7 本章小结

4 空调水系统最不利环路的辨识

4．1 最不利水力环路的分析

4．2 最不利热力环路的定义

4．3 最不利热力环路的辨识

4．3．1 通过回风温度对最不利热力环路的辨识

4．3．2 通过回水温度对最不利热力环路的辨识

4．4 最不利热力环路的辨识试验

4．5 本章小结

5 循环水泵启动方式及最佳压差控制点优化

5．1 空调系统水泵启动方式的优化

5．2 空调水系统压差参考点位置的优化

5．2．1 控制策略

5．2．2 试验研究

5．3 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

攻读硕士学位期间参与的科研项目

致谢