建筑物内有效能量分析与空调节能控制

摘要

随着近年来经济的迅速增长，工业化和城镇化进程的加快，中国的能源形势日益严峻。建设节能型社会已经成为我国经济社会发展的必然选择。当前我国建筑能耗约占社会总能耗的30％，其中中央空调能耗占整个建筑物运行能耗的60％左右。中央空调系统节能控制在节能领域具有非常重要的地位。 在实际工程应用中，如何评估控制系统的控制效果，如何计算空调系统的能量利用状况，是空调节能研究的热点。经过近年来的研究，已经有了一些建筑物负荷计算的标准，但是普遍存在着计算复杂、应用不便的不足。空调能量利用状况的分析的研究才刚刚起步。本文主要利用能量利用效率和空调负荷的估算方法对空调控制系统的控制效果及区域空调能量利用状况进行分析。 为实现对空调系统的集散式控制，本文使用了一套中央空调控制系统。利用房间末端控制器检测区域内温度与人流量状况，同时对中央空调末端设备进行控制，并通过控制系统的网络通信功能对控制区域的能量参数进行采集与存储。目前该控制系统已经应用到某医院放疗候诊区，实现了空调末端设备节能控制。经过几个月的控制运行，取得了明显的节能效果。同时获取了大量的控制数据，为系统的分析和改进提供了数据支持。 本文利用能量利用效率和节能效率的计算与评价体系，将中央空调的能量利用效率与节能效果进行了量化。通过对本文设计的空调控制系统所采集的数据进行的分析，可以比较方便的得出系统的实际控制效果，为系统改进提供了参考依据。另外，本文应用了空调有效能耗的估算方法，估算出控制区域的实际冷负荷需求，得到空调区域的空调负荷分布状况。通过分析，上述评价体系简化了空调系统能量利用状况的计算，分析结果有利于提高控制系统的节能效果，反映区域负荷的分布。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2研究现状

1.2.1空调控制发展现状

1.2.2空调负荷研究现状

1.3研究内容与意义

第二章控制系统设计

2.1中央空调控制系统

2.1.1中央空调节能控制技术

2.1.2系统结构组成

2.1.3系统工作原理

2.2系统硬件设计

2.2.1能量管理服务器设计

2.2.2房间末端控制器设计

2.2.3传感器设计

2.3嵌入式操作系统

2.3.1嵌入式系统概述

2.3.2基于PIC系列微控制器的操作系统简介

2.4系统软件设计

2.4.1能量管理服务器任务设计

2.4.2房间末端控制器任务划分

2.4.3任务调度实现

2.4.4功能程序的设计

2.5系统测试

2.5.1硬件测试

2.5.2软件测试

第三章评价体系与计算方法

3.1能量利用效率

3.1.1能量利用效率的定义

3.1.2能量利用效率的计算

3.1.3温度与空调负荷的关系

3.1.4节能效率的计算

3.2建筑物空调基准能耗需求

3.2.1冷负荷的组成

3.2.2空调系统有效能量计算

3.3本章小结

第四章系统控制效果分析

4.1控制系统安装运行

4.1.1控制区域概况

4.1.2控制系统的安装运行

4.2控制效果分析

4.2.1时间角度分析

4.2.2能量利用效率分析

4.3区域空调系统能耗

4.3.1各控制区域空调负荷分析

4.3.2空调负荷分布规律

4.4分析总结

4.4.1控制系统不足与改进

4.4.2评价体系小结

第五章总结与展望

附录

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文和参与的项目