基于冰蓄冷系统的组合式空气处理机组的操作优化研究

摘要

随着空调和制冷技术的普及，空调系统的能耗问题日益凸显，据统计，我国的空调能耗约占社会总能耗的20％。空气处理机组为空调温湿度控制系统的主要装置，空气处理机组在运行过程中表冷器的降温除湿及加热器的再加热造成了冷热抵消现象，存在严重的能量浪费问题。如何在满足房间舒适度的情况下降低空调系统能耗成为研究的热点。冰蓄冷系统具有移峰填谷、平衡电力负荷的特点，能够为用户节约可观的运行费用，在办公大楼、体育馆等建筑中有着广泛的应用。
　　国内外对空气处理机组和冰蓄冷系统展开了较多的研究，但很少有学者将两者结合起来进行优化研究。本课题对基于冰蓄冷系统的组合式空气处理机组的操作优化展开研究，旨在探讨操作优化与房间舒适度、系统能耗及系统能耗费用之间的关系。具体工作如下：
　　(1)在分析组合式空气处理机组运行原理基础上，建立空调温湿度控制系统的数学模型，仿真分析控制变量对房间温湿度的影响，为下文的操作优化奠定基础。
　　(2)在分析冰蓄冷系统的运行原理基础上，研究冰蓄冷系统的系统配置、运行方式、控制策略与优化控制模型。在夏季工况下，针对实际的冰蓄冷系统，采用优化控制策略，得出夏季工况下典型设计日逐时蓄冰罐和制冷机组供冷量的最优分配比例。
　　(3)根据舒适度模型建立控制精度目标函数，依据蓄冰罐和制冷机组冷负荷分配比例建立能耗费用目标函数，并建立考虑房间舒适度和系统能耗费用的优化操作目标函数，采用联立求解方法将微分代数方程(DAOPs)转化为非线性规划问题求解。
　　(4)利用MATLAB和GAMS软件进行仿真，得出以下三个结论：1、在满足房间舒适度容限下，当室温跟踪误差最大为0.81?c，室内含湿量跟踪误差最大为0.79 g/kg时，系统可实现13%以上的节能效果；2、考虑电价和外部环境对冰蓄冷空调系统操作优化的影响，提出了动态调整目标函数权重的策略，研究结果表明该策略进一步降低了4.3%的系统能耗；3、利用夏季工况下的操作优化方法，探讨不同季节工况下冰蓄冷空调系统的操作优化情况。研究结果表明该操作优化方法在不同季节工况下也能节约较多的能耗，且因蓄冰罐的作用，其他季节工况下的节约能耗费用效果比夏季工况下更好。
　　本研究对冰蓄冷空调系统的节能优化控制具有一定的意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2组合式空气处理机组国内外研究现状

1.3冰蓄冷空调系统国内外研究现状

1.4 空调系统节能的主要措施

1.5本课题研究的主要内容

第2章 组合式空气处理机组系统建模与仿真

2.1 引言

2.2 空气处理机组系统描述

2.3 空调温湿度控制系统的建模

2.4 影响因子分析

2.5本章小结

第3章 冰蓄冷空调系统的优化控制

3.1 引言

3.2 冰蓄冷系统的运行原理

3.3 系统流程配置

3.4 冰蓄冷系统的运行方式

3.5 控制策略

3.6 冰蓄冷系统的优化控制模型

3.7本章小结

第4章 冰蓄冷空调系统的操作优化

4.1 引言

4.2舒适度指标模型

4.3 冰蓄冷空调系统的优化目标函数

4.4优化方法

4.5本章小结

第5章 建筑办公大楼的操作优化研究

5.1 引言

5.2 操作优化实例分析

5.3 不同季节冰蓄冷空调系统操作优化情况

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录