基于變蒸發(fā)與冷凝溫度的變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)能耗仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、在當(dāng)今建筑節(jié)能技術(shù)日益發(fā)展和建筑節(jié)能理念越發(fā)深入人心的背景下，在建筑物中采用何種合適的空調(diào)方式能有效提高建筑物中各耗能設(shè)備的能源利用效率，是建筑節(jié)能領(lǐng)域?qū)W者們最關(guān)注的論題之一。為能耗預(yù)測(cè)而進(jìn)行的有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)的仿真研究中，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)參數(shù)和氣象參數(shù)、并基于蒸發(fā)與冷凝溫度控制的變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)（Variable Refrigerant Flow System，以下簡(jiǎn)稱(chēng)VRF）能耗仿真研究在國(guó)際、國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界上目前仍然處于起步階段。
　

2、　本文擬通過(guò)在美國(guó)能源部發(fā)布的新一代動(dòng)態(tài)建筑物能耗模擬軟件EnergyPlus的基礎(chǔ)架構(gòu)上，結(jié)合課題組先前所做的研究開(kāi)發(fā)工作，對(duì)其新開(kāi)發(fā)的VRF系統(tǒng)仿真程序進(jìn)行了再開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)溫度與冷凝溫度控制模式下的VRF系統(tǒng)能耗仿真，并將仿真結(jié)果與能耗實(shí)測(cè)結(jié)果做對(duì)比來(lái)分析研究蒸發(fā)溫度設(shè)定值、冷凝溫度設(shè)定值、室內(nèi)溫度設(shè)定值及氣象參數(shù)對(duì)能耗仿真結(jié)果的影響，并提出仿真模型的優(yōu)化改進(jìn)方案。該工作旨在通過(guò)研究仿真結(jié)果的合理性，有效估算在建筑物中設(shè)置的VR

3、F系統(tǒng)能耗，為VRF系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型提供參考。
　　對(duì)基于建筑物結(jié)構(gòu)參數(shù)、氣象參數(shù)及 VRF系統(tǒng)性能曲線的變蒸發(fā)溫度與冷凝溫度模式下的VRF空調(diào)系統(tǒng)能耗仿真預(yù)測(cè)問(wèn)題，本文闡述的一系列理論和實(shí)驗(yàn)研究包括：
　?。?）通過(guò)利用建筑動(dòng)態(tài)能耗仿真軟件EnergyPlus中現(xiàn)有的直接膨脹式換熱盤(pán)管的基礎(chǔ)上，使用虛擬室外機(jī)的方法進(jìn)行了VRF系統(tǒng)建模，便于利用相對(duì)簡(jiǎn)單的輸入信息求得準(zhǔn)確的系統(tǒng)能耗、性能系數(shù)（COP）和部分負(fù)荷比。為實(shí)現(xiàn)變蒸

4、發(fā)溫度和冷凝溫度模式下的能耗仿真，利用了基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合而得到的性能曲線來(lái)模擬 VRF系統(tǒng)在改變蒸發(fā)溫度和冷凝溫度情況下的能耗，具有廣泛的適用性。本研究初步解決了國(guó)際上目前建筑能耗仿真各軟件平臺(tái)中尚未包括的變蒸發(fā)/冷凝溫度的VRF系統(tǒng)模型，從而無(wú)法對(duì)VRF系統(tǒng)進(jìn)行全年能耗仿真的難題，對(duì)VRF空調(diào)系統(tǒng)在建筑能耗分析軟件中的應(yīng)用具有重要的意義。
　?。?）建立了VRF系統(tǒng)能耗測(cè)試臺(tái)和當(dāng)?shù)貧庀笳荆⑦M(jìn)行了連續(xù)兩年夏冬季每天8小時(shí)開(kāi)機(jī)運(yùn)行

5、的能耗實(shí)測(cè)記錄，目的是在實(shí)際建筑環(huán)境和當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)下，驗(yàn)證在EnergyPlus中建立的VRF系統(tǒng)能耗預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性與合理性。本文建立的實(shí)驗(yàn)臺(tái)以實(shí)際辦公建筑中安裝的一拖二形式VRF系統(tǒng)為測(cè)試對(duì)象，系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單而富有代表性；而房間內(nèi)部的散熱散濕量則分別使用加熱器和加濕器模擬；整個(gè)VRF空調(diào)系統(tǒng)及熱濕負(fù)荷模擬設(shè)備的相關(guān)參數(shù)采集、溫度設(shè)定和起停控制都由PC機(jī)統(tǒng)一完成；當(dāng)?shù)貧庀笳镜膶?shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)記錄則實(shí)現(xiàn)以每間隔10分鐘記錄一次數(shù)據(jù)的不間斷采集

6、方法。
　?。?）在VRF空調(diào)系統(tǒng)制冷工況下，通過(guò)提高室內(nèi)機(jī)盤(pán)管蒸發(fā)溫度來(lái)提高系統(tǒng)制冷量和性能系數(shù)；在VRF空調(diào)系統(tǒng)制熱工況下，通過(guò)降低室內(nèi)機(jī)盤(pán)管冷凝溫度來(lái)提高系統(tǒng)制熱量和性能系數(shù)。本文利用模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比研究的方法，驗(yàn)證了VRF系統(tǒng)在上述變蒸發(fā)溫度/冷凝溫度模式下與標(biāo)準(zhǔn)控制模式下的仿真模型的準(zhǔn)確性和合理性，研究了仿真值與實(shí)測(cè)值之間的偏差來(lái)源，分析了影響VRF系統(tǒng)能耗計(jì)算的若干因素，主要包括氣象參數(shù)、蒸發(fā)溫度設(shè)定值、冷凝溫度設(shè)定