变水量空调系统节能分析与控制研究

【摘要】： 建筑能耗一直在社会总能耗中占有很大比重,而空调系统的能耗比例超过了建筑总能耗的40%,空调系统的节能对于节能减排具有重要意义。空调水系统能耗在整个空调系统中占有很大的比例,所以,关于空调水系统的节能研究一直是暖通界人士研究的热点。 变水量空调系统可以依据负荷变化调整输配流量,降低机组和水泵能耗,节能效果明显。但由于变水量(VWV)系统无论在理论分析上,还是在实际应用中都较定流量系统复杂,为了更好的实现VWV系统的节能优势,必须对系统的运行性能以及控制特性进行研究。本文结合合肥市某住宅小区空调VWV系统,以变水量二次泵系统为例,对变水量空调系统进行节能分析与控制研究。 论文分析了空调二次泵系统负荷侧管网的整体控制策略,其中包括空调冷源、管网及末端设备随空调水流量变化而发生的热力特性变化。分析了水泵与输配管网的联合运行特性,指出,二次变频水泵的选择是否合理对系统的控制和节能效果有明显的影响,当需要多台水泵并联运行时,应选择性能曲线较陡的水泵,在采取台数控制时,减台运行控制点的流量应尽可能小,管网阻抗需要相应增大,但增加量要尽量小。回顾了几种传统的水泵控制策略,将最小阻力控制理论应用到水泵控制上,并比较了最小阻力控制法和末端定压差控制的节能效果,前者具有更好的节能性,在系统负荷比例较低时效果尤为明显。 论文最后阐述了全面水力平衡的概念,强调了其对系统节能运行的重要性。为了实现全面水力平衡,可从机组COP值控制、机组与输配管网流量兼容性和控制策略与设计原理一致性等方面来考虑。 【关键词】：变水量系统 最小阻力控制 全面水力平衡
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU831.36
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致谢7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题研究背景11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 空调水系统的发展11-15
• 1.2.2 供暖空调输配管网水系统研究现状15-16
• 1.2.3 全面水力平衡16
• 1.3 主要研究内容16-18
• 第二章 空调水系统基本理论18-29
• 2.1 空调冷源18-20
• 2.2 水泵基本理论20-24
• 2.2.1 水泵的功率21
• 2.2.2 水泵理论特性曲线21-22
• 2.2.3 相似定律22
• 2.2.4 变频调节原理22-24
• 2.3 水力工况特性24-28
• 2.3.1 末端设备热力特性24-25
• 2.3.2 输配管网水力工况特性25-26
• 2.3.3 水泵与输配管网的联合运行26-28
• 2.4 小结28-29
• 第三章 变水量系统节能分析29-53
• 3.1 水泵选型及控制方法29-36
• 3.1.1 水泵的选型29-30
• 3.1.2 传统的水泵控制策略30-33
• 3.1.3 最小阻力控制法33-36
• 3.2 水系统建模36-41
• 3.2.1 流体管网稳态流动数学模型36-38
• 3.2.2 流体管网非稳态流动数学模型38-39
• 3.2.3 流体管网数学模型的求解方法39-41
• 3.3 算例41-52
• 3.3.1 系统基本参数44-45
• 3.3.2 水泵选型与台数控制45-49
• 3.3.3 系统能耗分析计算49-52
• 3.4 小结52-53
• 第四章 全面水力平衡分析53-61
• 4.1 水力平衡概念53-54
• 4.2 全面水力平衡54-60
• 4.2.1 机组与管网的水力兼容性54-57
• 4.2.2 末端设备对机组控制的影响57-60
• 4.3 小结60-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 5.1 总结61
• 5.2 不足和展望61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士期间发表的学术论文66-67

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