于瀛[1]2017年在《变风量空调冷却水系统控制与能耗研究》文中指出在如今这个经济飞速发展的社会,人们对居住环境的要求已经不局限基本日常生活需求,而越来越注重生活环境的舒适度,然而随着建筑品质的升级所造成的建筑物能耗也不断提升,而对于公共建筑而言,中央空调系统属于最为耗能的部分,因此研究中央空调节能策略意义重大。变风量空调系统包括风系统、水系统和冷热源系统,其中水系统为主要能耗系统,能耗超过总能耗的一半,而水系统又分为冷冻水系统和冷却水系统,目前冷冻水系统节能策略的研究已相对成熟,通过改变冷冻水系统流量,控制各设备在满足负荷需求的前提下以最低功率运行,以此降低系统能耗。而冷却水系统各设备之间关系较为复杂,系统变流量运行虽然可以一定程度减小冷却塔风机和冷却水泵能耗,但当冷却塔出水温度或冷却塔出水流量过低时,会引起冷水机组能耗的上升,导致整个系统能耗增加,所以如何有效的应用变流量运行方式减小系统能耗需要进一步研究。本文首先分析了冷却水系统的节能方法和可行性方案,确定采用冷凝温度控制法对冷却水系统进行变流量控制,其次根据冷却水系统中各设备的特性,运用Labview和Matlab软件根据最小二乘法理论建立其控制模型和能耗模型,再应用压差控制法对冷冻水系统进行有效控制使其保持在相对稳定范围内运行,再以冷却水系统总能耗为目标函数,分别以冷却塔出水温度和冷却水流量为被控对象,采集能耗数据分析其最优工作点范围。为了优化系统控制,本文设计了基于遗传模拟退火算法整定的PID控制器,以冷却塔出水温度和冷却水流量为被控对象,通过Labview编写的控制程序与此算法的Matlab程序对接,实现在线的PID参数整定,以此控制冷却塔出水温度或冷却塔出水流量在最优点附近波动,实现冷却水系统的节能运行,然后在青岛理工大学空调实验室平台上运用此控制策略,并通过Labview采集数据程序实时采集各设备能耗,相同工况下与未运用此控制方法时的能耗进行对比分析,结果表明,采用此控制策略节能效果明显。
吴明[2]2003年在《变风量空调系统的能耗研究》文中提出七十年代能源危机爆发后，变风量空调系统(VAV系统)凭借节能灵活等特点，在美国和欧洲等发达国家得到了迅猛的发展。而国内由于技术、经济等方面的原因，VAV系统仍不能完全被认可。 本文介绍了VAV系统的组成及该系统的重要组成部分之一末端装置。目前串联型末端的应用最为广泛。由此本文提出研究选用串联型末端装置的VAV系统在国内办公建筑中的节能性，判断该系统在国内的节能潜力。 课题主要使用建筑热环境模拟工具包(DeST)为模拟工具，根据建筑模型进行建筑绘图，确定系统类型和室内外设计参数等其它参数，通过软件计算得到该建筑各房间的基础室温和逐时负荷数据。由此来计算空调系统中风机、水泵、冷水机组等设备的全年能耗。 为了对VAV系统的节能进行具体的分析，而且考虑到该系统主要应用在办公建筑中，本文选择小、中、大型叁幢办公类建筑作为研究模型。计算每幢建筑分别采用VAV系统、风机盘管系统和定风量系统的全年能耗情况。由此来对比分析不同建筑应用VAV系统的能耗特点。本文还考虑到不同的气候条件对VAV系统节能的影响，因此以沈阳、上海、西安叁个城市为例，以小型建筑为模型，计算在不同城市应用VAV系统的能耗，并与其它两种常规空调系统能耗进行比较。 计算结果表明，VAV系统与风机盘管系统相比，在中小型办公建筑中该系统的节能率分别为11％和6.3％，而在大型建筑中该系统的节能率达到23％。与定风量系统相比，VAV系统的节能都在35％以上。不同地区VAV系统的能耗仍低于其它两种常规系统，各地区节能率稍有差异，其中沈阳地区的节能率要稍高于其它两个城市。 根据VAV系统的节能率，本文对该系统进行了简单的经济性分析。利用简单投资回收期计算法分别计算了应用于不同建筑的VAV系统的回收年限。小型、中型建筑的回收年限都在10年以上，而大型建筑可在5年内得到回收，这样对于投资开发商来说是可以接受的。 VAV系统在国内是有发展前景的，是一种即节约能源又能同时满足室内要求的智能化空调系统，对于我国的大型商用办公建筑来说将会是一个良好的选择，也可为空调系统以新换旧的改造提供一个选择。同时VAV系统的节能特点也为国内设计人员和投资商提供一定的参考。
赵恒鑫[3]2013年在《变风量空调冷却水系统优化控制研究》文中研究表明随着建筑智能化的快速发展，建筑物能耗所占的比重也在逐年升高，能源浪费现象也变的越来越突出，因此建筑物的节能是十分必要的。空调能耗是公共建筑除采暖之外最大的能耗部分。中央空调系统能耗主要有叁个部分组成：空调冷源的能耗、空气能耗和水系统输送能耗。而空调系统冷源的能耗约占空调系统总能耗的60%到70%。如何降低空调系统的能耗，提高冷机的性能系数COP已经成为空调系统节能技术的研究热点之一。在一定工况下，变风量空调系统中冷水机组的能耗随冷却塔出水温度即冷凝温度的降低而降低，但冷却塔出水温度的降低势必要以冷却塔风机能耗的增加为代价，二者的总功率随冷却塔出水温度的降低的趋势曲线为一条线下凸的曲线，故我们一定能够找到一个可以使冷却水系统总能耗最低的工作点。考虑到冷却塔出水温度具有一定的不可控性，为了保证系统能稳定运行在最优工作点，本文设计了基于RBF神经网络辨识的单神经元自适应控制器，它有很好的动态性能和鲁棒性，可以保证冷水机组能以一个较高的能效比运行且使得此时系统的总能耗最小。最后，通过对冷却水系统运行在最优点和非最优点的能耗和能效比进行分析，验证了最优工作点选取的合理性。
吴明, 连之伟[4]2003年在《变风量空调系统模拟及能耗研究》文中指出应用DeST软件模拟分析了某大型办公建筑全年动态负荷 ,并对带有串联型末端装置的变风量系统及常规空调系统进行全年能耗计算。通过各系统能耗的比较 ,说明了该建筑使用VAV系统比常规空调系统具有良好的节能性及在系统的使用寿命内应用变风量空调系统是相当经济的。对变风量空调系统在国内的应用前景进行了合理评判。
刘超[5]2016年在《变风量空调系统变静压设定值及新风量保障控制方法研究》文中进行了进一步梳理在大型公共建筑中空调系统能耗达到50%以上,是建筑节能的重点对象。由于具有较好的节能效果、控制灵活和易于拓展等优点,同时能够实现对建筑热湿环境与室内空气品质的全面控制,变风量空调系统已广泛应用于大型公共建筑中。在变风量空调系统中,各空调区域人员数量与设备运行状态是不断变化的,导致各空调区域空调负荷与新风需求也各不相同。变风量空调系统是室内热湿环境控制与室内空气品质控制组成的强耦合系统,其在实际运行过程中表现出来的问题主要体现在两方面,一是变风量空调系统对室内热湿环境的控制效果不好、节能效果不明显；二是各空调区域新风量得不到满足,室内空气品质控制效果较差。因此,变风量空调系统送风量控制算法与新风量控制策略的优化是保证良好的室内环境、降低空调系统能耗的关键。本文以变风量空调系统为研究对象,以保证良好的室内热湿环境与室内空气品质及降低空调系统能耗为目标,开展了以下研究工作。首先,建立变风量空调系统集成控制试验台,包括试验室建筑与空调系统的设计,监测控制系统硬件组成,基于建筑能耗系统物联网(Internet of Building Energy System, iBES)技术的监测控制系统架构设计,空调系统相关控制回路的调试及相关设备的标定等。其次,分析了变风量空调系统静压控制方法,提出基于最大阀位末端的静压设定值线性调整算法,利用变风量空调系统集成控制试验台,对定静压设定值法、静压设定值定步长调整算法及静压设定值线性调整算法进行了试验分析。试验结果表明,与其他几种常用的静压控制方法相比,静压设定值线性调整算法较定静压设定值法节约13.95%的风机电耗,较静压设定值定步长调整算法节约4.94%的风机电耗,同时系统控制更稳定、室内温度控制效果更好。第叁,分析了变风量空调系统常用的新风控制策略,研究了固定新风比与变新风比控制策略系统新风量、各空调区域新风量的分配情况及新风量的主要影响因素。在此基础上试验研究了变新风比控制策略对室内空气品质的控制效果,结果表明在相同工况条件下基于MaxY方程的变新风比控制策略(MaxY-V策略)与基于MSE方程的变新风比控制策略(MSE-V策略)对室内空气品质的控制效果基本相同,但MSE-V策略的能耗较MaxY-V策略低6.76%。第四,针对传统变风量空调系统新风分配不均、新风能耗较高等问题,介绍了独立新风系统在变风量空调系统中的应用。试验研究了在不同室内CO2浓度设定值时变风量空调独立新风系统的能耗情况及经济性。试验结果表明,在实现相同室内温度与室内CO2浓度控制效果的情况下,变风量空调独立新风系统的能耗较传统变风量空调系统低14.91%；对于以良好的室内空气品质为控制目标及经济保障的前提下,当空调系统设计运行时间大于12年时,变风量空调独立新风系统在经济上是可行的；基于iBES智能管理系统网络架构开发了变风量空调系统智能控制终端,集成了本文提出的所有控制策略与算法,为后续研究提供了软硬件平台。
陆晨[6]2015年在《内区冬季有余热的办公楼空调系统设计与节能分析》文中研究说明随着社会发展科技进步，人类对生活舒适性的追求越来越高，空调已经普遍运用于各类社会活动场所。住宅、办公楼、公共交通系统都普遍使用空调。空调耗能快速增长，成为社会能源消耗不可忽视的重要部分。目前新建的建筑中有不少是体量较大的办公楼，它们有一个共同特点就是存在冬季需要空调供冷的建筑内区。本文针对上海冬季的气候特点，合理利用室外天然冷源，为有建筑内区的办公楼选择较为节能的空调系统。以冬季有余热的上海漕河泾科汇大厦为研究对象，采用eQUEST软件为科汇大厦进行全年负荷计算。通过模拟计算发现大厦的负荷特点为：夏季空调总冷负荷为3450Kw,冬季空调总热负荷为1950kW，即夏季冷负荷峰值大于冬季热负荷峰值，因此，空调系统的设计以夏季冷负荷为主，另外冬季热负荷主要集中在建筑外区，建筑内区需要常年供冷。根据大楼负荷特征，为科汇大厦制定了两套空调方案，一套是较为传统的风机盘管加新风系统；另一套为变风量空调系统。通过分析利用新风供冷和利用冷却塔供冷两种方案来解决科汇大厦的内区冬季有余热的问题，在负荷计算的基础上，通过设备选型及全年能耗分析计算。结果得到：科汇大厦标准层如果采用变风量系统全年耗电量比风机盘管加新风系统节省5%，变风量空调系统全年天然气用量比风机盘管加新风系统节省4.6%。因此，对于内区冬季有余热的办公楼选用变风量空调系统较为节能。根据科汇大厦能耗分析结果得到科汇大厦空调耗电量主要分为叁大部分：冷水机组能耗、空气输送能耗及水系统输送能耗，其所占比例分别为45%、35%、20%，因此，空调系统在设计和运行时要注意这些方面的节能措施。通过上述研究，为上海地区建筑内区冬季有余热的办公楼进行空调系统设计提供了参考和依据。
赵宗洲[7]2016年在《变风量空调系统能耗建模与优化仿真研究》文中研究说明随着社会和科学技术的发展,人类对于智能化建筑与舒适性生活的追求越来越突出,这也势必会牵扯到建筑能耗的节约问题,据调查,变风量中央空调是能源消耗的“大户”,在建筑能耗中约占60%~70%,随着人均住房使用面积的扩张,空调能耗也会跟着上升。于是,对空调系统进行能耗研究就显得尤为重要。本文通过阐述变风量空调各构成部分及内在联系,针对耗能设备建立了理论数学模型,运用MATLAB中的Simulink分支对其进行模型封装,并综合考虑设备间的内部联系,搭建了一个在理论层次上的变风量空调系统能耗模型,并对系统总能耗及各耗能设备作出仿真分析,仿真结果在一定程度上具有准确性,这为下一步优化做了准备。在搭建的空调系统能耗模型的基础之上,以最低耗能为目标函数,确定待优化控制变量,使用具有全局搜索能力的遗传算法进行分析,在遗传工具箱中以Simulink作为后台,以M语言作为平台,利用sim函数作为M语言直接控制Simulink模型的桥梁,对其仿真模型进行最优值求解,并应用于系统运行。优化后的仿真结果显示,比常规的系统总能耗要低,验证了遗传算法作为优化算法的可行性。对于变风量空调系统的控制,本文单独以房间模型为控制对象,基于传递函数模型对其进行PID与模糊PID的控制,对比仿真曲线可知,模糊PID要优于常规PID,其反应时间迅速,系统超调显着下降,即快速性和稳定性良好。并利用Simulink工具箱,基于能量函数模型对其进行简单的PID控制,仿真结果显示,在室外温度影响下,PID调节能起到良好的控制作用。
杨怡[8]2010年在《变风量空调系统中风系统的能耗计量与优化控制》文中研究指明节能减排是当今社会发展非常重视的问题之一,而建筑节能则是节能减排的一个重要的领域。在大型公共建筑中,空调能耗约占整个建筑用电能耗的50—60%,因此提高国民的节能意识、改进和优化空调的控制策略均可以达到很好的节能效果。随着空调技术的发展,变风量(variable air volume, VAV)空调系统以其巨大的节能潜力逐渐得到了广泛的应用。由于暖通空调系统是按最大负荷设计,而空调系统大多数时间内处于部分负荷状况下运行,能量利用率很低。因此需要通过提高控制系统的性能,进而降低空调系统的能耗。本论文首先介绍了变风量空调的控制方法、对空调系统中各设备的运行特性以及能耗特点进行了分析,并以西安建筑科技大学变风量空调实验室为研究平台,完成能耗计量和空调计费系统硬件搭建及实现,应用Labview语言编写了能耗计量与空调计费系统的软件程序,从而可以实时统计系统各设备的电能消耗,并做到了对空调系统的分户计费。其次,运用RBF神经网络对空调系统的房间送风量进行软测量,可以动态监测风量传感器的运行状况并实现传感器故障状态下对风量参数的估计。最后,应用模糊免疫PID算法对送风温度系统进行优化控制,仿真结果表明,该控制算法与PID算法相比具有更好的控制效果。
杨美林[9]2014年在《夏热冬冷地区商业综合体能耗分析及节能空调技术应用》文中研究表明建筑能耗在我国总能耗中位列第叁，约占到了1/3，空调系统能耗占建筑能耗的40%~60%。商业综合体建筑又是典型的高能耗建筑，目前该类型建筑在各一线城市甚至二叁线城市的兴建活动又异常活跃，因此，为了使我国的建筑能耗早日达到发达国家的节能标准，商业综合体建筑的空调能耗的节能减排技术研究势在必行。本文以夏热冬冷地区商业综合体建筑为研究对象，重点研究空调系统的能耗，研究一些节能空调技术在该类型建筑中应用的节能效果。首先，按气候特征将夏热冬冷地区分为五个区域，每个区域选一个代表城市进行调查研究。每个区调查几个已建成的典型的商业综合体建筑，对建筑构成能耗、空调系统能耗情况、设备选型及使用效率、室内舒适度情况进行调查分析。其次，选择一个代表城市的商业综合体建筑，笔者选择武汉市的某商业综合体建筑进行能耗模拟，模拟软件选择DeST，将模拟结果与实际情况进行对比分析，在此基础上将调查到的空调系统应用于该模型中，输出相关能耗数据，并进行有关分析；为了分析整个夏热冬冷地区的空调系统能耗，需将该模型应用于其他几个区的代表城市，并进行相同的模拟分析。再次，针对模拟的结果和调查数据，提出集中冷热源的思想，以减少设备初投资费用，提高设备的利用率，并针对这种技术提出可能出现的问题，寻找解决的方法。最后，寻找空调运行系统可以节能的技术，例如将水系统大温差运行、变风量空调系统、排风热回收技术、过渡季冷却塔免费供冷技术应用于商业综合体建筑中，通过模拟计算，对比调查中常用的空调系统能耗值，给出对比结果分析所选用的空调系统节能技术的可行性.
董艳芳[10]2012年在《变风量空调系统预冷优化控制及节能潜力研究》文中研究指明继20世纪全球性的能源危机以来，能源问题越来越受到各国能源相关部门的关注，我国已将节能减排作为一项基本国策。空调逐渐成为我们生活中的必需品，空调的能耗作为主要的建筑耗能源，因此提高空调系统的能源利用率是最行之有效的节能途径。本文针对空调系统的预冷提出了几种节能途径：准确估计空调系统的预冷时间，提高运行管理水平；采用焓值控制优化新风量；采用变静压变温度控制调节风机转速来改变送风量，以实现降低系统的能耗。本文首先通过采集香港某办公建筑的运行数据，采用改进Elman神经网络算法建立预测模型来准确估计空调系统的预冷时间，以降低其预冷能耗。通过实测值和预测值间的相关系数及均方根误差指标评价了该模型具有良好的可靠性及预测性能。基于冬季空调系统预冷时间的统计及预冷时间的预测值确定了系统的最优预冷时间。鉴于风机的相似定律和性能曲线建立了风机的能耗模型，而系统因变阀门开度而变阻力特性下运行，则需要确定风机的工作状态点。通过建立送风管、变风量末端、混合风段、表冷器及控制器的数学模型以确定了风机出口的总阻力，从而确定风机的工作状态点，进而模拟出风机变阻力工况下的能耗。风机和水泵具有很多的相似性，建立了冷冻水泵的能耗模型，文中还考虑了水泵的并联等问题。通过分析各台冷水机组的负荷率与性能系数间的关系建立了冷水机组的能耗模型。基于空调系统的运行数据，在TRNSYS平台上模拟了定静压和变静压控制方式下的风机、制冷机、冷冻水泵及系统的能耗，并比较典型工况两种控制下的节能率及运行能效比以评价各空调设备和系统的能耗情况。
参考文献：
[1]. 变风量空调冷却水系统控制与能耗研究[D]. 于瀛. 青岛理工大学. 2017
[2]. 变风量空调系统的能耗研究[D]. 吴明. 西安建筑科技大学. 2003
[3]. 变风量空调冷却水系统优化控制研究[D]. 赵恒鑫. 西安建筑科技大学. 2013
[4]. 变风量空调系统模拟及能耗研究[J]. 吴明, 连之伟. 节能. 2003
[5]. 变风量空调系统变静压设定值及新风量保障控制方法研究[D]. 刘超. 大连理工大学. 2016
[6]. 内区冬季有余热的办公楼空调系统设计与节能分析[D]. 陆晨. 东华大学. 2015
[7]. 变风量空调系统能耗建模与优化仿真研究[D]. 赵宗洲. 青岛理工大学. 2016
[8]. 变风量空调系统中风系统的能耗计量与优化控制[D]. 杨怡. 西安建筑科技大学. 2010
[9]. 夏热冬冷地区商业综合体能耗分析及节能空调技术应用[D]. 杨美林. 哈尔滨工业大学. 2014
[10]. 变风量空调系统预冷优化控制及节能潜力研究[D]. 董艳芳. 湖南大学. 2012
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