建筑空调系统能耗模拟及节能优化运行分析

【摘要】：本论文对实际的建筑空调系统在不同调节方式下的能耗进行模拟分析，进而确定最优化的运行方式。分析了世界能源及我国能源的发展情况、我国建筑能耗的发展情况以及优化控制理论，确定了本文研究的主要内容与所采取的方式方法。通过对实际工程进行建模，并在相关软件平台上进行模拟研究，分析空调系统的运行控制方式对空调系统各主要耗能部件以及系统总能耗的影响，进而选取最优化的控制方式来实现最节能、最经济的运行。 通过对数学模型编程建模并进行相对误差检验，可知各部件的数学模型均有很高的准确性，可用于实际工程的研究。 结合实际工程，建立空调冷源系统的模型，分析其在不同调节方式下的能耗情况，并以制冷季系统能耗最低为目标函数，选取最优化的运行方式。在冷却水定流量的情况下，系统总能耗随着冷凝器进水温度的升高而增大，其中冷却水泵的合理选取对总能耗的影响最大。在冷却水变流量下冷水机组的能耗比在定流量下约节约能耗11.7%。冷却水泵的运行能耗比定流量约节约68.5%。冷却塔的运行能耗与定流量时很接近。空调系统的运行总能耗比定流量约节约能耗35.9%。故空调系统在变流量的情况下，系统的能耗主要消耗在冷水机组上，冷水机组的合理选择有助于系统的节能优化运行。 通过对本实际工程的分析，建议采用冷却水变流量的方式来对空调系统的运行进行相关的控制，从而对系统运行进行必要的优化，进而实现系统最节能、最经济、最环保的运行目的。 【关键词】：空调系统 数学模型 能源消费 调整 优化运行
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1.绪论9-19
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 世界能源发展趋势9-10
• 1.1.2 我国能源的发展趋势10-11
• 1.2 我国建筑空调系统的能耗发展11-13
• 1.3 最优控制理论的简介13-17
• 1.3.1 最优控制理论所研究的内容13-14
• 1.3.2 研究所用的主要方法14
• 1.3.3 优化方法14
• 1.3.4 最优化问题的求解方法14-15
• 1.3.5 优化方法的发展15-17
• 1.3.6 本文研究方法17
• 1.4 本课题研究的主要内容及技术路线17-19
• 2.实际工程简介19-25
• 2.1 光谷软件园简介19-20
• 2.2 集中能源站的简介20
• 2.3 光谷软件园集中能源站介绍20-22
• 2.4 本文研究的实际工程对象22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 建筑空调冷源系统各耗能设备的数学模型25-37
• 3.1 离心式冷水机组的模拟25-29
• 3.1.1 离心式冷水机组的非线性函数表达式26-27
• 3.1.2 离心式冷水机组的个性化工程应用模型27-29
• 3.1.3 参数拟合29
• 3.2 冷却塔的模拟29-33
• 3.2.1 冷却塔的数学描述30-31
• 3.2.2 冷却塔的性能曲线的建立31-33
• 3.3 水泵的模拟33-35
• 3.3.1 水泵的数学模型34
• 3.3.2 水泵模型的拟合参数34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 4.建筑空调冷源系统能耗模拟分析37-51
• 4.1 空调冷源系统在冷却水恒定时的能耗分析38-44
• 4.1.1 制冷机组冷凝器进水温度对制冷机组的影响39-42
• 4.1.2 空调冷源系统的节能分析42-44
• 4.2 空调冷源系统的冷却水变流量时能耗分析44-48
• 4.2.1 冷却水变流量对冷水机组的影响44-46
• 4.2.2 冷却水变流量对冷却水泵能耗的影响46-47
• 4.2.3 冷却水变流量对冷却塔能耗的影响47
• 4.2.4 空调冷源系统的节能分析47-48
• 4.3 空调冷源系统在两种调节方式下的能耗分析48-49
• 4.4 本章小结49-51
• 5. 结论及展望51-54
• 5.1 主要工作与结论51-52
• 5.2 今后工作展望52-54
• 参考文献54-58
• 附录58-75
• 附录 I 空调冷源系统建模程序58-74
• 附录 II 本人在攻读学位期间所发表的论文及获奖74-75
• 致谢75

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