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简述热力学空调冷源系统变负荷运转制约机理和运用

收藏本文 2024-01-29 点赞:25295 浏览:110836 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:空调系统节能运转是大型公共建筑节能减排的关键所在,其能耗取决于系统设计类型、运转制约方式以及建筑负荷分布特性,空调冷源系统变负荷运转制约机理的探讨是集中式空调系统优化设计与运转的论述基础,本论文分别对冷水机组群控、冷冻水泵组群控、冷冻水系统管网变温差制约、冷冻水系统变压差制约进行了论述论述探讨和实验验证,在运用探讨的基础上开发了空调智能优化制约系统。冷水机组大部分时间运转在部分负荷条件下,根据承担部分负荷的方式不同,本论文建立了求解单台冷水机组压缩机能效比、蒸发温度、冷凝温度的数学模型,以及多台同型号机组不同并联运转方式的压缩机能效比的数学模型,并比较浅析其运转特性。结果表明,离心式冷水机组只有在70%~100%负荷率条件下才能维持较高的能效比,能效比随负荷率的降低急剧降低,多台机组并联运转按总负荷减少量以单台机组额定负荷为限来制约机组启停,可以在很大的负荷区间内将机组群总能效比维持在较高水平。大型空调冷冻水系统管网水力特性精确计算是探讨其优化设计和运转的必要条件,简化模型因计算误差大而无法运用于大型管网拓扑结构的水力计算。以异程布置和同程布置两种典型的冷冻水系统为探讨对象,在充分考虑末端支路温度调节阀调节特性的基础上,建立了管网水力特性精确数学模型,提出了虚拟流量的计算机逻辑算法。该计算策略能够确保计算收敛,实现了利用一个逻辑程序计算管网各种水力特性,为异程布置和同程布置的管网水力特性探讨提供了很好的参考价值。空调冷冻水系统末端负荷分布和管网结构是影响其节能潜力的关键因素,而空调系统的非线性、大惯性的热力性能是影响节能运转制约稳定性和可靠性的关键理由。本论文以异程式和同程式冷冻水系统为探讨对象,建立管网拓扑结构的水力计算模型、旁通回路水力计算模型、AHU热力模型及水泵变频运转模型,探讨冷冻水系统不同流量比的管网阻力特性、能耗特性、管网供回水温差、管网供回水压差、旁通调节阀特性、系统可调性系数等参数的变化规律,探讨了基于温差制约和基于压差制约的冷冻水系统制约机理,为冷冻水系统实现稳定可靠地节能运转调节提供了论述依据。大型空调冷冻水系统常采取多台水泵并联运转的结构形式,简单地认为水泵变频运转能耗与频率三次成正比是比较普遍的观点,其忽略了旁通回路调节特性和管网水力特性对并联水泵组能耗的影响。本论文建立了基于旁通回路调节特性的冷冻水泵组并联运转特性浅析模型,以四台同型号水泵构成的水泵组为探讨对象,详细地浅析了不同管网供回水压差条件下,工频水泵台数制约、单台水泵变频+工频水泵台数制约、2台水泵同步变频、3台水泵同步变频和4台水泵同步变频等制约对策的运转特性,认为多台水泵同步变频+变频水泵台数制约是最节能的制约对策,提出了单台水泵变频+工频水泵台数制约的运转制约对策更适合于低流量比和高供回水压差的冷冻水系统变流量运转的观点。以某实际空调冷冻水系统为实验平台进行了大量实验探讨,实验结果验证了论述探讨的可行性和正确性。在论述探讨和实验探讨基础上,以图形化编程软件LabVIEW为开发平台,设计开发了空调优化制约管理系统,协同优化制约冷冻水温度、冷冻水流量和冷却水流量,实现空调制冷主机群控、冷冻水泵群控、冷却水泵群控和冷却塔群控等节能运转制约,并在多个办公建筑中得到运用。实践证明,该空调优化制约管理系统能够稳定可靠运转,并达到较好的节能效果。关键词:空调论文变负荷运转论文调节稳定性论文热力学特性论文

    摘要5-7

    Abstract7-14

    第一章 绪论14-24

    1.1 探讨背景及作用14-15

    1.2 国内外探讨近况15-22

    1.2.1 国内探讨近况15-19

    1.2.2 国外探讨近况19-22

    1.3 探讨依据22

    1.4 探讨内容22-24

    第二章 冷水机组并联运转制约特性24-34

    2.1 引言24

    2.2 单台冷水机组运转特性24-27

    2.2.1 蒸发器热力计算24-25

    2.2.2 冷凝器热力计算25

    2.2.3 机组运转特性浅析模型25-27

    2.3 多台冷水机组并联运转特性27-28

    2.3.1 均匀负荷分配原则27

    2.3.2 并联运转方式27-28

    2.3.3 运转特性浅析模型28

    2.4 多台冷水机组不同并联运转方式特性比较28-32

    2.4.1 工程实例背景28-29

    2.4.2 运转特性计算与浅析29-32

    2.5 基础性实验32

    2.6 小结32-34

    第三章 冷冻水系统管网水力特性计算模型34-52

    3.1 引言34-35

    3.2 冷冻水系统布置形式35-36

    3.3 管网水力计算模型36-40

    3.3.1 管路阻抗计算36

    3.3.2 温度调节阀调节特性36-37

    3.3.3 计算模型37-40

    3.4 计算策略及逻辑40-45

    3.4.1 最小供回水压差计算逻辑40-43

    3.4.2 管网水力特性计算43-45

    3.5 实例计算45-51

    3.5.1 计算参数与条件45-46

    3.5.2 计算结果46-51

    3.6 小结51-52

    第四章 冷冻水系统变温差制约机理52-75

    4.1 引言52-53

    4.2 基于温差制约的变流量运转方式53

    4.3 冷冻水系统运转特性热力学探讨53-56

    4.3.1 管网阻力特性53-54

    4.3.2 水泵运转特性54-55

    4.3.3 旁通回路阻力特性55

    4.3.4 AHU 热力特性55-56

    4.3.5 变流量运转可调性56

    4.4 变流量运转整体性能浅析56-73

    4.4.1 计算参数与条件56-57

    4.4.2 冷冻水系统运转特性57-73

    4.5 小结73-75

    第五章 冷冻水系统变压差制约机理75-100

    5.1 引言75

    5.2 计算条件75

    5.3 非均匀负荷分布的管网运转特性75-85

    5.3.1 末端流量同步变化的运转特性75-82

    5.3.2 60%流量比的运转特性82-85

    5.4 不同旁通调节阀设定值的运转特性85-88

    5.4.1 异程管网85-88

    5.4.2 同程管网88

    5.5 末端流量同步变化的压差制约88-96

    5.5.1 异程管网88-94

    5.5.2 同程管网94-96

    5.6 末端流量非同步变化的压差制约96-99

    5.6.1 异程管网96-98

    5.6.2 同程管网98-99

    5.7 小结99-100

    第六章 并联冷冻水泵组运转特性100-117

    6.1 引言100

    6.2 并联水泵运转制约对策100-101

    6.3 并联水泵组水力特性101-103

    6.3.1 模型简化条件检测设101

    6.3.2 水泵组水力特性101

    6.3.3 水泵运转特性101-102

    6.3.4 旁通回路特性102-103

    6.3.5 冷源侧管网运转特性103

    6.4 计算策略103-104

    6.5 变联水泵组水力特性浅析104-116

    6.5.1 基本计算条件104-105

    6.5.2 水泵组运转特性浅析105-115

    6.5.3 实际工程运用115-116

    6.6 小结116-117

    第七章 冷冻水系统运转特性实验探讨117-129

    7.1 引言117

    7.2 基础性实验117-118

    7.2.1 实验平台117-118

    7.2.2 压差旁通调节阀调节特性实验118

    7.3 冷冻水系统运转特性实验118-127

    7.3.1 实验安排及策略118-119

    7.3.2 实验数据及浅析119-127

    7.4 小结127-129

    第八章 空调优化制约管理系统开发与运用129-141

    8.1 引言129

    8.2 空调系统优化原理129-131

    8.2.1 制冷主机优化运转130

    8.2.2 冷水系统优化运转130-131

    8.2.3 冷却水系统优化运转131

    8.2.4 冷却塔优化运转131

    8.3 系统设计案例131-137

    8.3.1 空调管理系统制约原理132

    8.3.2 硬件系统132-134

    8.3.3 软件系统134-137

    8.4 工程运用137-140

    8.4.1 工程运用背景137

    8.4.2 运转制约历程137-139

    8.4.3 运转效果139-140

    8.5 小结140-141

    结论141-144

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