公共建筑集中空调系统节能运行管理研究

【摘要】： 自上世纪70年代石油危机引发建筑节能思潮以来,各国相继采取了许多节能措施,颁布了各种标准和规范以促进建筑节能的实施。集中空调系统节能是建筑节能的一个重头戏,而集中空调系统的节能主要应从控制和运行管理着手。 集中空调系统设计、施工并投入运行以后,影响其能耗水平的因素就主要看系统的运行管理了。事实上作为集中空调系统节能的终端环节,运行管理水平极其重要。以长沙市为夏热冬冷地区的典型代表,本文基于具体的调查和检测数据,分析研究了不同的控制方式及运行管理情况对集中空调系统运行能耗及室内舒适度的影响,得出自动控制、设备变频、根据负荷变化重新设定冷冻水温度以及机组优化启停控制等都是实现集中空调系统经济节能运行管理的措施。 随着变频技术的发展,大温差技术也得到了很大程度的推广,尤其是冷冻水大温差,已经应用于许多工程实例并取得了良好的节能效果。但是冷却水流量减小,造成机组制冷量下降;冷凝温度升高,导致冷凝器传热量下降;而且机组有最低流量限制,因此冷却水大温差的应用一直有争议,针对这种局面,本文通过建立系统各运行部件的数学模型,将初投资和运行费用之和作为优化计算目标,利用MATLAB优化工具箱进行优化计算,结果显示当电价低于或等于21元/(kWh)时,在满足机组最小流量要求的基础上,冷却水设计温差越大越好。而冷却水最优温度为31~33°C。 此外,本文的算例中冷却塔与冷却水泵的使用寿命、冷却塔投资和加工指标Cat以及空调系统中平均每kW冷负荷在冷却水管路中的初投资U等的取值均会影响优化计算的结果:例如,当冷却塔与冷却水泵的使用寿命为20年,Cat和U分别为100元/(m3/h)和1元/W时,在电价低于或等于9元/(kWh)时,最优冷却水温差仍为满足机组最小流量要求的最大值。 本文还针对冷却水水质管理进行详细论述。从浓缩倍数对冷却水盐质浓度的影响这个角度,深入分析和计算,结果显示浓缩倍数越大,冷却水盐质浓度也越大。以对水系统危害最大且最常见的碳酸钙垢的溶解度为计算依据,得出理论上防止冷却水结垢的浓缩倍数应控制在3~4范围内。 【关键词】：集中空调系统 运行管理 冷却水大温差 优化计算 浓缩倍数
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU831.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 国内外建筑节能研究现状11-15
• 1.1.1 国外建筑节能研究现状11-13
• 1.1.2 我国建筑节能研究现状13-15
• 1.2 本论文的研究背景和研究内容15-17
• 1.2.1 本论文的研究背景15-16
• 1.2.2 本论文研究内容16-17
• 第2章 公共建筑集中空调系统运行管理现状调查17-33
• 2.1 调查背景17
• 2.2 调查内容17-18
• 2.2.1 城市选择17
• 2.2.2 调查对象及方式17-18
• 2.3 调查结果18-25
• 2.3.1 调查基本情况总结18-20
• 2.3.2 具体调研实例20-25
• 2.4 影响空调系统运行能耗的因素分析25-31
• 2.4.1 室外气象参数与室内设计温湿度25-26
• 2.4.2 建筑结构特性26
• 2.4.3 新风能耗26-27
• 2.4.4 空调设备的容量和效率27-30
• 2.4.5 空调系统能量输送效率30
• 2.4.6 空调系统运行模式与管理水平30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 公共建筑集中空调系统节能控制分析33-55
• 3.1 楼宇控制系统的发展33
• 3.2 现代化集中空调控制系统33-35
• 3.2.1 现代化集中空调控制系统特点33-34
• 3.2.2 集中空调系统节能控制方法34-35
• 3.3 变风量（VAV）系统的节能控制分析35-39
• 3.3.1 变风量系统运行与节能控制35
• 3.3.2 多室变风量系统的自动控制35-39
• 3.4 变水量系统的节能控制分析39-45
• 3.4.1 空调变水量系统的分类39-42
• 3.4.2 二次泵空调水系统变流量调节方法42
• 3.4.3 冷水变流量运行的控制模式42-43
• 3.4.4 冷却水系统节能控制方式43-45
• 3.4.5 冷却水系统优化控制研究现状45
• 3.5 冷却水温度与温差优化设计研究45-54
• 3.5.1 计算模型46-51
• 3.5.2 优化模型求解51-54
• 3.5.3 结论54
• 3.6 本章小结54-55
• 第4章 公共建筑集中空调系统运行管理研究55-73
• 4.1 集中空调系统运行管理的重要性55
• 4.2 集中空调系统运行管理的主要内容55-57
• 4.2.1 空调运行人员管理56-57
• 4.2.2 空调系统节能运行57
• 4.3 空调自控系统的运行管理57-59
• 4.3.1 空调自动控制系统运行前的检查与准备58
• 4.3.2 运行期间的参数检查记录与数据处理58-59
• 4.3.3 控制部件及控制系统的维护保养59
• 4.4 冷水机组的运行管理59-62
• 4.4.1 正常运行的标志与调节59-60
• 4.4.2 运行参数分析60-62
• 4.5 溴化锂吸收式冷（热）水机组的运行管理62-64
• 4.5.1 运行观察62-63
• 4.5.2 正常运行参数63
• 4.5.3 制冷量调节63
• 4.5.4 间歇运行的注意事项63-64
• 4.6 空调辅助设备的运行管理64-66
• 4.6.1 风机的运行管理与调节64
• 4.6.2 水泵的运行管理与调节64-65
• 4.6.3 冷却塔的运行管理与调节65-66
• 4.7 空调系统水质管理66-72
• 4.7.1 冷却水系统的运行情况66
• 4.7.2 作好水质化验66
• 4.7.3 冷却水分析指标66-68
• 4.7.4 冷却水系统中的溶解盐浓度68-69
• 4.7.5 浓缩倍数的控制69-70
• 4.7.6 水垢的危害70-71
• 4.7.7 水处理方法71-72
• 4.7.8 管道、阀门和附件的巡回检查72
• 4.8 本章小结72-73
• 结论与展望73-75
• 参考文献75-79
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录79-80
• 致谢80

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