暖通空調(diào)水系統(tǒng)效率優(yōu)化策略研究.pdf

1、我國是世界的電力大國，據(jù)報道，截止到2003年一月我國電力裝機容量為3.53億千瓦，發(fā)電量是1.64萬億千瓦時，均居世界第二位，儀次于美國。這其中建筑耗能約占到四分之一左右，尤以大型商業(yè)建筑為最。所謂的建筑能耗，實際上并不是直接消耗在建筑上，而是大部分直接消耗在暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)上。建筑節(jié)能的主要措施包括改進圍護結(jié)構(gòu)的性能：改進系統(tǒng)(如暖通空調(diào)系統(tǒng))形式、運行管理方式等。雖前者在建筑節(jié)能中起主要作用，但后者的影響也不容忽視。因此，

2、有必要對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化研究。 暖通空調(diào)系統(tǒng)是非線性、多變量、大滯后系統(tǒng)。它的運行普遍存在“兩低一高”的現(xiàn)象，即冷熱源和循環(huán)水泵負荷率低，系統(tǒng)運行效率低，能耗高。為解決該問題，本文在確定設(shè)備運行的高效區(qū)基礎(chǔ)上，建立其效率優(yōu)化模型并給出效率優(yōu)化策略。而變頻技術(shù)的日益成熟為空調(diào)變流量運行提供了一種切實可行的節(jié)能方案，從而使得變水量(VWV)空調(diào)系統(tǒng)越來越受歡迎，廣泛應(yīng)用于各類建筑中，為人們的工作、生活帶來舒適，也滿足了某些產(chǎn)

3、業(yè)對生產(chǎn)條件的苛刻要求。迄今為止，諸多學者開展了變水量空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化研究，但就其采用變頻調(diào)速泵進行水量調(diào)節(jié)的問題而言，還多停留在對變頻驅(qū)動存在問題的歸納、探討以及節(jié)能問題的定性分析或?qū)嶒灉y量上，而就其冷水機組的優(yōu)化問題而言，最優(yōu)冷水機組負荷的分配問題是目前研究的熱點。 本文結(jié)合暖通空調(diào)水系統(tǒng)各用電設(shè)備的運行特點及一些實際要求，對涉及暖通空調(diào)水系統(tǒng)效率優(yōu)化策略研究的建模方法、求解方法和控制策略等方面的問題進行了大量的理論和仿真研究

4、。主要研究工作如下： 首先，總結(jié)暖通空調(diào)系統(tǒng)負荷的計算方法并加以比較，對比各種空調(diào)負荷計算軟件的優(yōu)缺點，針對某建筑實例采用EnergyPlus建筑能耗評估軟件仿真空調(diào)負荷在一天中的逐時變化情況，為空調(diào)設(shè)備選型及優(yōu)化策略研究提供基礎(chǔ)。 其次，將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用在變水量二次泵暖通空調(diào)系統(tǒng)中，測量二次泵額定轉(zhuǎn)速下流量-揚程數(shù)據(jù)及流量-功率數(shù)據(jù)，應(yīng)用最小二乘法擬合這些數(shù)據(jù)，得到流量-揚程關(guān)系式及流量-功率關(guān)系式。分析確定二次泵運

5、行的高效區(qū)，作為其效率優(yōu)化建模的約束條件，建立二次泵效率優(yōu)化模型。 再次，測量冷水機組運行性能系數(shù)(COP)與其部分負荷率(PLR)之間的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)數(shù)據(jù)擬合得到性能系數(shù)與部分負荷率的關(guān)系式。為使機組高效運行，即保證多臺冷水機組整體的性能系數(shù)最優(yōu)，建立冷水機組效率優(yōu)化模型。 最后，求解二次泵效率優(yōu)化模型及冷水機組效率優(yōu)化模型，得到二次泵效率優(yōu)化策略和冷水機組效率優(yōu)化策略，并給出該策略下對應(yīng)設(shè)備的能耗情況，分析其節(jié)能效果。