基于控制分析的变制冷剂流量空调系统仿真

摘要

变制冷剂流量(Variable Refrigerant Flow,VRF)空调系统由于其在节能方面和改善室内环境舒适性等方面的优异表现,正越来越得到广泛的应用。与普通变频空调系统相比,在VRF系统中,由于室外机通常只有一台,而室内机具有多台,各室内机之间运行相互影响,如何保证系统的精准控制成为了VRF系统研究中必须解决的关键性问题。
　　对于VRF系统控制方面的研究,目前多采用仿真研究。然而由于VRF系统具有较强的耦合性,目前的研究多集中于一拖二/三系统的研究或复杂系统的性能研究,较少涉及系统控制分析,因此所建立的系统仿真模型具有较大的局限性,并不适用于一拖三以上系统的控制分析研究。
　　本文以上海市某商务大楼VRF空调系统为仿真对象,以系统设计参数和设备性能参数为基础,在TRNSYS中建立了VRF空调系统仿真器,以进行系统控制分析仿真研究。由于系统仿真器的目的是进行控制分析研究和优化控制策略的开发,因此对于构成仿真器的部件数学模型和仿真算法提出了新的要求,既要保证精确的运算结果,又要保证合理的运算时间。根据研究需要,在以往研究基础上,建立了适于进行控制分析仿真的系统部件模型和制冷剂、空气物性计算显式模型;同时设计了三种三重循环迭代的系统仿真算法,通过对其计算时间及计算结果的对比,确定了最佳的仿真算法,并以此构成系统仿真器的核心部分。
　　本文提出了两种基本的系统控制策略,以实现对室内温度和蒸发器出口过热度的控制,并利用系统仿真器对这两种策略进行了控制稳定性对比仿真试验,确定了系统性能仿真试验所用控制策略。通过系统在夏季典型日和过渡季节典型日的性能仿真试验,进一步验证系统仿真器的合理性及通用性,仿真结果表明,系统性能变化符合实际系统运行趋势。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

主要符号表

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及目的和意义

1.2 文献综述

1.3 本文研究的主要内容

第二章 VRF空调系统部件的数学模型

2.1 压缩机模型

2.2 换热器模型

2.3 电子膨胀阀模型

2.4 其它部件模型

2.5 热力参数和物性参数计算模型

2.6 本章小结

第三章 VRF空调系统动态仿真器的建立

3.1 TRNSYS软件平台

3.2 仿真对象的建立

3.3 部件模型的连接

3.4 数据文件的处理

3.5 动态仿真器的调试

3.6 本章小结

第四章 VRF空调系统控制策略研究

4.1 控制策略分析

4.2 系统性能仿真试验

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间论文发表、专利申请情况