雙級泵冷凍水系統(tǒng)變流量運行的優(yōu)化控制.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用也越來越廣泛。伴隨而來的是能耗的增加,在現(xiàn)代社會節(jié)能政策的要求和指引下,空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能也是勢在必行。
　　由于現(xiàn)在的空調(diào)系統(tǒng)中,冷水機組的設(shè)計還是按照定流量系統(tǒng)設(shè)計,當(dāng)在部分負(fù)荷運行或者大溫差情況下,會大大增加水泵的能耗。當(dāng)冷水機組變流量運行時,一方面會導(dǎo)致冷水機組的能耗增加,另一方面會減少水泵的能耗。由于冷水機組有一定允許的流量變化范圍,并且隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,變流量系統(tǒng)也將會

2、越來越普及。
　　本文將通過對雙級泵冷凍水系統(tǒng)變流量運行的優(yōu)化控制和蒸發(fā)器的改造,對現(xiàn)在的民用建筑空調(diào)系統(tǒng)和相關(guān)需要用到制冷系統(tǒng)的工業(yè)進行改造,從而減少冷凍水泵和冷水機組的總能耗,從而達到節(jié)能的目的。
　　為了研究使冷水機組和水泵的總能耗最小的前提下,雙級泵冷凍水系統(tǒng)中冷水機組側(cè)變流量運行下冷凍水最佳流量比和通過對蒸發(fā)器改造后,能夠使系統(tǒng)總能耗最小的冷凍水最佳切換流量比,建立了雙級泵冷凍水系統(tǒng)的各個數(shù)學(xué)模型,包括冷水機組的數(shù)

3、學(xué)模型、一二級冷凍水泵的數(shù)學(xué)模型、混水過程的數(shù)學(xué)模型、用戶處的數(shù)學(xué)模型以及蒸發(fā)器改造前后的數(shù)學(xué)模型,這些模型為以后的研究提供了方便。
　　為了研究冷凍水最佳流量比,確定了目標(biāo)函數(shù),并且分析了九個參量的研究范圍和兩個變量的約束條件。通過研究發(fā)現(xiàn)對冷凍水最佳流量比主要影響因素是用戶處實際負(fù)荷與設(shè)計負(fù)荷的比例系數(shù)、用戶處的冷凍水供回水設(shè)計溫差、用戶處的冷凍水進水設(shè)計溫度、一次環(huán)路的設(shè)計壓降、二次環(huán)路的設(shè)計壓降、冷凍水流經(jīng)蒸發(fā)器的設(shè)計壓降

4、,并且把冷凍水最佳流量比擬合成與用戶處實際負(fù)荷與設(shè)計負(fù)荷的比例系數(shù)的分段函數(shù)關(guān)系。
　　提出冷凍水最佳切換流量比主要是想把蒸發(fā)器改造前后的優(yōu)點結(jié)合起來,并且提出了通過閥門控制的改造的蒸發(fā)器。由于最佳切換流量比和切換負(fù)荷比是密切相關(guān)的,兩者之間是一一對應(yīng)的,所以對最佳流量比的研究也就是對切換負(fù)荷比的研究,通過研究發(fā)現(xiàn),最佳切換流量比的主要影響因素是冷凍水流經(jīng)蒸發(fā)器的設(shè)計壓降,并且發(fā)現(xiàn)最佳切換流量比可能存在也可能不存在,主要和蒸發(fā)器的

5、設(shè)計壓降有關(guān)。
　　通過對比分析了蒸發(fā)器改造前后雙級泵冷凍水系統(tǒng)在最佳流量比運行相對于冷水機組側(cè)定流量運行在兩種工況下的能耗情況,發(fā)現(xiàn)冷水機組側(cè)變流量運行是可行的并且對于不存在切換流量比的系統(tǒng)來說,蒸發(fā)器改造后的系統(tǒng)能耗小于蒸發(fā)器改造前的系統(tǒng);而對于存在切換流量比的系統(tǒng)來說,在負(fù)荷比小于切換負(fù)荷比時,蒸發(fā)器改造前的系統(tǒng)能耗小于蒸發(fā)器改造后的系統(tǒng),在負(fù)荷比大于切換負(fù)荷比時,蒸發(fā)器改造后的系統(tǒng)能耗小于蒸發(fā)器改造前的系統(tǒng)。
　　由

6、于蒸發(fā)器改造前后的最佳流量比運行是節(jié)能的,并且冷凍水最佳流量比和最佳切換流量比都是和負(fù)荷比相關(guān)的,因此提出基于負(fù)荷控制的控制方法來實現(xiàn)系統(tǒng)的總能耗最小。對于不存在切換流量比的系統(tǒng),整個系統(tǒng)是在蒸發(fā)器改造后的最佳流量比下運行;對于存在切換流量比的系統(tǒng),當(dāng)負(fù)荷比大于切換負(fù)荷比時,整個系統(tǒng)是在蒸發(fā)器改造后的最佳流量比下運行,反之,整個系統(tǒng)是在蒸發(fā)器改造前的最佳流量比下運行。
　　在國家節(jié)能政策的要求下,雙級泵冷凍水系統(tǒng)變流量運行,不僅可