中央空调水系统变频节能改造全年节电率预测方法研究

【摘要】：对既有建筑的中央空调水系统进行变频节能技术改造是合同能源管理（EMC）产业中重要的技术方向之一，而节能技术改造中节电率预测的准确与否会直接影响到改造项目的可行性、业主的积极性、节能服务公司的投资风险，但在实际工程中，节电率的预测存在诸多问题，例如，水泵节能量完全按照相似定律进行计算、变流量对冷水机组性能系数的影响不能确定等问题，致使实际节电率达不到预测值。本文针对这些问题，以深圳市办公建筑为工程实例，理论分析联系实测数据，探讨研究了中央空调水系统变频节能技术改造全年节电率的预测计算方法，并编写了计算程序。 首先，调查收集了深圳市已完成节能技术改造的15栋办公建筑的全年能耗监测数据，分析得出了作为节电率计算基础的冷负荷时间频数分布。采用SPSS统计分析软件对这15栋办公建筑的中央空调水系统设备参数和全年耗电量数据进行了多元回归分析，得到改造后办公建筑空调水系统全年电耗与水泵功率、冷水机组功率之间的回归模型，该模型作为项目改造可行性的初步判断依据。 其次，研究了水系统变流量对设备能耗的影响。分析了冷冻水系统定压差控制方式和冷却水系统定温差控制方式的节能机理，并指出，冷冻水定压差控制方式中由于定压差值的存在、冷却水系统由于静扬程的存在，两者都不能简单地按照相似定律进行节电量的计算。此外，通过对办公建筑N中离心式冷水机组变频运行参数的实测数据，采用曲线估计揭示了离心式冷水机组的相对COP随负荷率变化的规律。分别提出了变流量时冷冻水泵耗功率减小量、冷却水泵耗功率减小量（与额定功率相比），冷水机组耗功率增加量（与定流量时所消耗功率相比）与负荷率的计算方法。 最后，依据统计数据和计算模型分析提出了中央空调水系统变频技术节能改造全年节电率预测方法，利用MATLAB求解多元方程的极值，分析给出了使多台冷水机组耗电量最小的负荷率分配原则；采用Visual Basic编写了利于实际应用的中央空调水系统变频节能技术改造全年节电率计算软件。 【关键词】：变频节能改造 节电率预测 回归分析 计算软件
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 符号表8-9
• 目录9-11
• CONTENTS11-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 课题研究背景13-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.2.1 冷水机组15-16
• 1.2.2 冷冻水系统16-17
• 1.2.3 冷却水系统17
• 1.3 问题的提出17-18
• 1.4 课题研究的目标和内容18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 办公建筑中央空调能耗特性20-41
• 2.1 能耗监测平台20-23
• 2.1.1 能耗监测平台技术结构20-21
• 2.1.2 能耗监测平台功能21-23
• 2.2 中央空调系统信息调查23-30
• 2.2.1 建筑基本信息23-25
• 2.2.2 中央空调水系统设备参数调查25-29
• 2.2.3 中央空调系统运行情况调查29-30
• 2.3 中央空调系统全年能耗特性30-35
• 2.3.1 平台数据收集30-32
• 2.3.2 中央空调全年能耗特性分析32-35
• 2.4 中央空调系统全年电耗回归模型35-40
• 2.4.1 SPSS 统计功能概述35-36
• 2.4.2 数据分析36-38
• 2.4.3 回归模型建立及验证38-39
• 2.4.4 中央空调变频节能改造可行性初步判断方法39-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 变流量对设备能耗影响研究41-65
• 3.1 变频节能改造节电率预测不准确原因41
• 3.2 冷冻水泵变频运行能耗41-51
• 3.2.1 冷冻水泵变流量控制方法42-44
• 3.2.2 冷冻水泵变流量可行性分析44-46
• 3.2.3 冷冻水泵变频节能机理46-50
• 3.2.4 冷冻水泵节电率计算50-51
• 3.3 冷却水泵变频运行能耗51-58
• 3.3.1 冷却水泵变流量控制方法51-52
• 3.3.2 冷却水泵变流量可行性分析52-54
• 3.3.3 冷却水泵变流量节能机理54-57
• 3.3.4 冷却水泵节电率计算57-58
• 3.4 变流量对冷水机组性能系数的影响58-63
• 3.4.1 数据的现场测量58-59
• 3.4.2 COP 随负荷率变化规律59-60
• 3.4.3 冷水机组多耗功率计算60-63
• 3.5 本章小结63-65
• 第四章 变频节能改造全年节电率预测方法65-82
• 4.1 变频节能改造节电率计算基准点选取65-66
• 4.2 变频节能改造逐时节电率预测方法66-68
• 4.3 办公建筑变频节能改造全年节电率预测方法68-74
• 4.3.1 单台冷水机组全年节电率计算68-69
• 4.3.2 多台冷水机组全年节电率计算69-74
• 4.4 变频节能改造节电率计算软件74-75
• 4.5 办公建筑变频节能改造全年节电率测量与验证75-76
• 4.6 节能改造工程实例76-81
• 4.7 本章小结81-82
• 第五章 结论与展望82-84
• 5.1 研究结论82-83
• 5.2 展望83-84
• 参考文献84-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文88-89
• 致谢89

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