空调冷冻水系统自适应性调节的节能研究

作     者：黄骑松 

作者单位：西南科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高理福

授予年度：2024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：空调 冷冻水系统 风机盘管 仿真 节能 

摘      要：大型公共建筑总能耗中空调能耗占比较大,而冷冻水系统能耗占空调总能耗的15%-20%。本文以贵阳市某医院住院楼空调冷冻水系统为研究对象,利用Trnsys仿真软件对该住院楼的空调冷冻水系统研究进行了如下工作。首先对该工程概况进行了简要阐述,并利用TRNbuild所建立的建筑模型来进行相应的负荷计算,搭建了单个病房空调冷冻水系统模型,并验证了模型的可靠性,为后续研究单个病房不同控制策略下房间温度变化等提供依据。在对该医院住院楼所采用的末端风机盘管通断控制,冷冻水泵定压差的冷冻水系统分析表明:该系统存在房间温度波动大、末端水力稳定性差、“大流量小温差现象较为普遍,导致水泵输配能耗高等问题。基于上述问题提出了空调冷冻水系统自适应性调节的节能研究,主要内容如下:(1)末端水系统采用定温差控制方式(通过风机联动实现),房间的温度波动控制在±0.5℃(通过水路与风机联动调节实现);(2)水泵采用变压差控制方式,并将单台大流量的冷冻水泵换成多台相同扬程小流量水泵(增大流量的可调节范围);(3)与设备主机联动调节系统供水温度(当系统在低负荷情况下运行时,前面两种调节方式均不能满足时)。该系统为自适应性控制系统模型。其目的在于:通过控制手段使系统能够在不同负荷率下自适应性控制调节,从而达到降低系统能耗的目的。为便于对比研究,本文搭建了通断控制风机盘管系统模型及自适应性调节控制风机盘管系统模型。通过该模拟平台得出:(1)系统通断控制模型和自适应性调节控制模型的房间温度维持在25.5℃-26.5℃的比例分别为36.3%和99.3%。(2)风机盘管采用通断控制模型和自适应性调节系统模型时,末端水力失调度维持在1的占比为16.8%和93.4%。还搭建了定最不利环路压差控制系统仿真模型及变最不利环路压差控制系统仿真模型。通过该模拟平台得出:系统的运行负荷为总负荷的80%、60%、40%、20%,变压差控制相较于定压差控制节能率分别为30.20%、50.23%、60.35%、73.88%,表明负荷率越低自适应性调节的节能效果越好。