某航站楼候机厅冷负荷预测与空调末端节能策略研究

作     者：边策 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：于军琪

授予年度：2022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] 0814[工学-土木工程] 

主      题：航站楼候机厅 冷负荷预测模型 空调末端 舒适性 节能策略 

摘      要：机场航站楼候机厅区域空间跨度大,人流量较多,且人员密集,对室内舒适性要求也越来越高,造成空调系统能耗大幅增长,其中末端能耗占空调系统总能耗的1/3以上。对候机厅区域进行准确的冷负荷预测是实现空调末端节能优化的前提,本文以某航站楼候机厅为研究对象,以满足室内人员舒适度为前提,针对空调末端设备的节能策略展开研究,具体内容如下:(1)某航站楼候机厅空调冷负荷预测模型研究。文中综合考虑冷负荷外在影响因素及其时间序列性,采用随机森林算法对模型输入进行特征提取,并对冷负荷序列进行变分模态分解,对表现出不同特征的各序列采用具有不同学习原理与训练机制的预测方法。仿真结果表明,本文所建预测模型的MAPE降低至3.17%,CVRMSE达到0.0326,R达到0.992,能准确反映冷负荷的特性并具有更好的预测精度和泛化能力。(2)某航站楼候机厅气候适应性热舒适模型研究。由于传统室内温度设定方法没有考虑该地区人员的气候适应性,容易造成超额供冷而导致能源浪费。建立了航站楼的平均热感觉模型,并分析了夏季航站楼内人体热感觉对气候的适应性。结果表明,当室外温度每改变1℃时,航站楼候机厅夏季室内的热中性温度相应改变0.3℃,为夏季候机厅空调系统末端参数设定提供数据支撑。(3)某航站楼候机厅空调系统末端节能性分析。针对上述研究内容,本文采用TRNSYS软件建立基于原工程的地板辐射盘管、干式风机盘管、干式盘管机组加热泵式溶液除湿空调系统末端能耗模型,基于热舒适气候适应性模型提出候机厅空调末端温度优化调控策略,分析该策略对末端耗电量的影响。通过仿真实验得出,在维持室内热湿环境稳定的前提下,基于气候适应性模型的夏季空调系统末端耗电量减少了13.93%。本文通过建立某航站楼候机厅高精度冷负荷预测模型,实现空调系统按需供冷;分析人员的气候适应性热舒适模型,优化夏季候机厅室内温度调控策略,降低了空调系统末端能耗,提高人体热舒适性,对“四型机场的建设与发展具有重要意义。