基于變蒸發(fā)與冷凝溫度的變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)能耗仿真分析和實驗驗證.pdf

1、在當(dāng)今建筑節(jié)能技術(shù)日益發(fā)展和建筑節(jié)能理念越發(fā)深入人心的背景下，在建筑物中采用何種合適的空調(diào)方式能有效提高建筑物中各耗能設(shè)備的能源利用效率，是建筑節(jié)能領(lǐng)域?qū)W者們最關(guān)注的論題之一。為能耗預(yù)測而進行的有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)的仿真研究中，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)參數(shù)和氣象參數(shù)、并基于蒸發(fā)與冷凝溫度控制的變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)（Variable Refrigerant Flow System，以下簡稱VRF）能耗仿真研究在國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)界上目前仍然處于起步階段。
　

2、　本文擬通過在美國能源部發(fā)布的新一代動態(tài)建筑物能耗模擬軟件EnergyPlus的基礎(chǔ)架構(gòu)上，結(jié)合課題組先前所做的研究開發(fā)工作，對其新開發(fā)的VRF系統(tǒng)仿真程序進行了再開發(fā)，實現(xiàn)了蒸發(fā)溫度與冷凝溫度控制模式下的VRF系統(tǒng)能耗仿真，并將仿真結(jié)果與能耗實測結(jié)果做對比來分析研究蒸發(fā)溫度設(shè)定值、冷凝溫度設(shè)定值、室內(nèi)溫度設(shè)定值及氣象參數(shù)對能耗仿真結(jié)果的影響，并提出仿真模型的優(yōu)化改進方案。該工作旨在通過研究仿真結(jié)果的合理性，有效估算在建筑物中設(shè)置的VR

3、F系統(tǒng)能耗，為VRF系統(tǒng)的設(shè)計和選型提供參考。
　　對基于建筑物結(jié)構(gòu)參數(shù)、氣象參數(shù)及 VRF系統(tǒng)性能曲線的變蒸發(fā)溫度與冷凝溫度模式下的VRF空調(diào)系統(tǒng)能耗仿真預(yù)測問題，本文闡述的一系列理論和實驗研究包括：
　?。?）通過利用建筑動態(tài)能耗仿真軟件EnergyPlus中現(xiàn)有的直接膨脹式換熱盤管的基礎(chǔ)上，使用虛擬室外機的方法進行了VRF系統(tǒng)建模，便于利用相對簡單的輸入信息求得準(zhǔn)確的系統(tǒng)能耗、性能系數(shù)（COP）和部分負荷比。為實現(xiàn)變蒸

4、發(fā)溫度和冷凝溫度模式下的能耗仿真，利用了基于實驗數(shù)據(jù)擬合而得到的性能曲線來模擬 VRF系統(tǒng)在改變蒸發(fā)溫度和冷凝溫度情況下的能耗，具有廣泛的適用性。本研究初步解決了國際上目前建筑能耗仿真各軟件平臺中尚未包括的變蒸發(fā)/冷凝溫度的VRF系統(tǒng)模型，從而無法對VRF系統(tǒng)進行全年能耗仿真的難題，對VRF空調(diào)系統(tǒng)在建筑能耗分析軟件中的應(yīng)用具有重要的意義。
　?。?）建立了VRF系統(tǒng)能耗測試臺和當(dāng)?shù)貧庀笳荆⑦M行了連續(xù)兩年夏冬季每天8小時開機運行

5、的能耗實測記錄，目的是在實際建筑環(huán)境和當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)下，驗證在EnergyPlus中建立的VRF系統(tǒng)能耗預(yù)測模型的準(zhǔn)確性與合理性。本文建立的實驗臺以實際辦公建筑中安裝的一拖二形式VRF系統(tǒng)為測試對象，系統(tǒng)相對簡單而富有代表性；而房間內(nèi)部的散熱散濕量則分別使用加熱器和加濕器模擬；整個VRF空調(diào)系統(tǒng)及熱濕負荷模擬設(shè)備的相關(guān)參數(shù)采集、溫度設(shè)定和起?？刂贫加蒔C機統(tǒng)一完成；當(dāng)?shù)貧庀笳镜膶崟r氣象數(shù)據(jù)記錄則實現(xiàn)以每間隔10分鐘記錄一次數(shù)據(jù)的不間斷采集

6、方法。
　?。?）在VRF空調(diào)系統(tǒng)制冷工況下，通過提高室內(nèi)機盤管蒸發(fā)溫度來提高系統(tǒng)制冷量和性能系數(shù)；在VRF空調(diào)系統(tǒng)制熱工況下，通過降低室內(nèi)機盤管冷凝溫度來提高系統(tǒng)制熱量和性能系數(shù)。本文利用模擬和實驗數(shù)據(jù)對比研究的方法，驗證了VRF系統(tǒng)在上述變蒸發(fā)溫度/冷凝溫度模式下與標(biāo)準(zhǔn)控制模式下的仿真模型的準(zhǔn)確性和合理性，研究了仿真值與實測值之間的偏差來源，分析了影響VRF系統(tǒng)能耗計算的若干因素，主要包括氣象參數(shù)、蒸發(fā)溫度設(shè)定值、冷凝溫度設(shè)定