中央空调能效优化控制的研究

作     者：张佳伟 

作者单位：广东工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张淼;卓明胜

授予年度：2021年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：中央空调 能效 能量传递 恒温控制 神经网络 灰色预测 

摘      要：节能减排是国家重要的政策,影响可持续发展。近年来,国家颁布了一系列节能的规定,促进产品使用能耗的降低。当前,新建的医院、工厂,所有建筑物都会使用中央空调,中央空调的能源消耗是占据目前社会建筑能源总消耗的主体。降低中央空调的能耗是其目前研究的重点。本文基于房间目标温度不变前提,实现对中央空调水系统进行电气能效优化。本文在研究分析中央空调水系统的组成结构框图的基础上,把中央空调水系统结构模型分为4部分组成,即二大水系统和制冷主系统及末端空气处理系统;建立部分负载的节能数学模型,根据模型探讨提高空调系统的能效比的方法;进而得出末端机组的风机盘管的能量模型公式;得出可通过电控系统的合理设计提升机组效率。本文将中央空调的在房间内的能量传递方式分为三种。分别为导热、热对流、热辐射,针对这三种能量传递方式分别建立了中央空调水系统散热传递的微分方程模型。从热源释放的热量与通过中央空调水系统从流入的热水通过中央空调末端机组传递到室内所释放的热量的关系,得到室内的温度变化的模型;然后建立了中央空调水系统的室内房间散热模型。根据房间中的热量变化(温度)变化率,建立了房间温度动态变化的模型,给出了中央空调恒温房间内的传递函数,并对温度随时间的变化规律进行了仿真研究。最后基于神经网络算法的中央空调能效优化设计方案及策略,利用神经网络算法设计了空调电控系统的控制器,并对系统进行了优化和仿真研究。通过神经网络优化后的算法和预测能使得室内温度恒定,减少房间温度平衡时的空气流量、由中央空调末端的热交换速度、和中央空调水系统水的流量,使室内空气保持最小流量平衡,保证室内温度平衡下,实现最小的水流量和末端风机盘管机组负载消耗能量最少,使得中央空调水系统的能效提升。