按区域划分的空调节能优化控制策略及仿真

【摘要】：随着人们生活水平日益提高及室内环境的不断改善,空调设备消耗大量能源。因此在保证房间舒适度的基础上降低设备运行能耗将产生一定经济效益和社会公益利益。根据空调房间特点和控制方式,空调控制系统可笼统划分为单区域和多区域两种情况,为此本文提出了两种对应的控制策略,并展开以下几方面研究： (1)根据热平衡方程分别就空调控制系统的主要设备——混风通道、表冷器、空调房间、风机进行建模,为后续控制策略研究奠定了数学基础。 (2)针对单区域控制系统,将焓值理论、有效温度国际标准综合运用到混风动态调节过程中,通过改变新风阀与回风阀开度比例实现保持房间舒适度的同时降低了表冷器能耗的18%。 (3)针对多区域控制系统,对定送风温度控制问题进行了优化,提出了基于热临界阈值的变送风温度控制策略,并将其运用到送风温度调节中,提高了表冷器能源利用率。 (4)对变送风温度控制方法进行了舒适度优化,根据有效温度标准在三维焓湿空间创建了温度优化曲面,改善了多区域的舒适度。 本课题将空调控制与房间舒适度计算相结合,提出改善夏季工况下空调机组能耗利用率的控制策略并进行仿真验证,在空调节能管理上具有一定现实意义。 【关键词】：空调节能优化控制 最小焓差 有效温度标准 热临界阈值 分层递阶模型 温度优化曲面
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-8
• 1 引言8-16
• 1.1 研究目的及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-14
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-14
• 1.2.3 发展趋势14
• 1.3 论文主要研究内容14-16
• 2 空调系统建模16-38
• 2.1 混风过程模型17-21
• 2.1.1 混风过程方程17-19
• 2.1.2 混风过程仿真模型19-21
• 2.2 表冷器模型21-28
• 2.2.1 工况判断模块22-24
• 2.2.2 干工况模块24-26
• 2.2.3 湿工况模块26-28
• 2.3 风机模型28-31
• 2.4 空调房间热工模型31-35
• 2.4.1 空调房间温度模块31-32
• 2.4.2 空调房间湿度模块32-35
• 2.5 空调房间舒适度软模型35-37
• 2.6 本章小结37-38
• 3 单区域空调系统的节能优化研究38-52
• 3.1 概述38-39
• 3.2 最小焓差原理39-40
• 3.3 基于有效温度标准的舒适区域划分40-44
• 3.4 混风过程控制策略44-45
• 3.5 最小焓差控制算法45-46
• 3.6 实验及结果分析46-51
• 3.6.1 固定风阀的PID控制仿真47-48
• 3.6.2 最小焓差的PID控制仿真48-49
• 3.6.3 结果分析49-51
• 3.7 本章小结51-52
• 4 多区域空调系统的节能优化研究52-70
• 4.1 概述52-53
• 4.2 定送风温度空调系统53-59
• 4.2.1 变风量空调系统组成53-54
• 4.2.2 变风量空调系统控制54-56
• 4.2.3 定送风温度空调系统仿真分析56-59
• 4.3 变送风温度空调系统59-64
• 4.3.1 概述59-60
• 4.3.2 变送风温度控制方法60-61
• 4.3.3 房间舒适度优化曲面61-64
• 4.4 分层递阶控制系统64-70
• 4.4.1 概述64-66
• 4.4.2 分层控制系统设计66-67
• 4.4.3 仿真结果分析67-70
• 5 结论与展望70-72
• 5.1 论文总结70
• 5.2 未来展望70-72
• 参考文献72-76
• 个人简介76-78
• 导师简介78-80
• 致谢80-82
• 获得成果目录清单82

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