中央空调末端盘管及水系统变频节能运行控制研究和实现

【摘要】： 随着国民经济的飞速发展及对能源需求的日益增加,节约能源与减少温室气体排放已经被提到非常重要的高度。如何降低能耗,提高能源利用率是关系到国民经济可持续发展的重要问题。据统计,中央空调能耗一般约占整个建筑总耗能的60~70%,传统的中央空调系统是基于定流量运行的,风机盘管电机也普遍采用了有级调速的方式,基于建筑物最大冷、热负荷并留有一定余量的计算方法进行系统设计和设备选型的。但由于建筑物内部对冷热负荷的需求依照建筑物外部环境温度随季节和昼夜的动态变化,从而导致对中央空调系统负荷的动态变化,所以对中央空调水系统变流量改造以适应空调负荷的实时变化是必须的。 本课题在分析研究了中央空调变流量节能控制、盘管电机变频调速的工作原理基础上,针对现有节能控制系统庞大、控制参数多、控制方法复杂和系统响应速度慢等问题,提出了改进的控制算法;针对中央空调的定流量和末端盘管系统设计及运行中存在的能源浪费的问题,课题提出了将定流量系统改造为变流量系统及对风机盘管电机进行变频调速的节能控制方案,使中央空调系统的出力与实际负荷相匹配,从而达到节能的目的。 本文在综述了课题的背景和研究意义、国内外中央空调系统节能控制系统的现状和发展趋势的基础上,提出了课题的主要内容,确定了中央空调节能控制系统的总体设计方案;详细阐述了中央空调节能控制系统的硬件设计和软件设计;并介绍所设计的中央空调节能控制系统设备的应用与实现;最后对该研究做了总结。 【关键词】：中央空调 变频调速 单总线温度传感器 节能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TU831
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 引言8-9
• 1.2 中央空调系统运行的现状与节能技术的发展9-10
• 1.3 课题的提出10-11
• 1.4 课题的主要研究内容及方法11-12
• 1.4.1 课题的主要研究内容11
• 1.4.2 研究方法11-12
• 2 节能控制的基本原理12-23
• 2.1 中央空调节能控制系统简介12-15
• 2.1.1 变频节能的基本原理12
• 2.1.2 中央空调系统负荷的影响因素及其负荷特性12-15
• 2.2 风机盘管的变频控制15-17
• 2.2.1 风机盘管系统的构成及优缺点16
• 2.2.2 风机盘管系统的控制系统发展16-17
• 2.2.3 风机盘管变频控制的执行机构17
• 2.3 空调水系统变频控制运行分析17-22
• 2.3.1 影响水泵变频调速范围的因素18
• 2.3.2 水泵变频调速的理论节能效果分析18-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 控制系统的方案及系统硬件设计23-38
• 3.1 末端盘管FCU 控制系统方案23-25
• 3.2 水系统的节能控制方案25-30
• 3.2.1 冷冻水泵的变频控制方案25-26
• 3.2.2 冷却水系统变流量控制方法26-30
• 3.3 控制系统硬件的选型及盘管电机变频器设计30-37
• 3.3.1 主要硬件简介30-33
• 3.3.2 数字式温度传感器33
• 3.3.3 末端盘管（FCU）电机变频器的设计33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 控制系统算法及软件设计38-48
• 4.1 改进的Elman 神经网络38-40
• 4.1.1 Elamn 神经网络基本理论38-40
• 4.1.2 Elamn 神经网络算法40
• 4.2 Elamn 神经网络在中央空调节能控制中的应用40-46
• 4.2.1 Elamn 神经网络对中央空调负荷的预测控制41-45
• 4.2.2 Elamn 神经网络预测控制校正和优化45-46
• 4.3 应用效果46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 节能运行控制系统软件设计48-57
• 5.1 软件构成48
• 5.2 中央空调系统的多点温度检测和控制48-51
• 5.2.1 数字式温度传感器温度检测48-49
• 5.2.2 数字式温度传感器的控制49-51
• 5.3 RS485 网络协议与通讯程序51-54
• 5.3.1 USS 通讯协议51-53
• 5.3.2 通讯程序的编写53-54
• 5.4 LabVIEW 数据采集与信号输出程序54-55
• 5.5 主界面程序及程序55-56
• 5.6 本章小结56-57
• 6 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表学术论文情况62

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