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中央空调制冷系统的优化及软件开发

孟明  
【摘要】: 建筑能耗已与工业能耗、交通能耗并列,成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。建筑能耗约占全社会总能耗的30%,其中暖通空调系统能耗占建筑能耗的60%左右。由于暖通空调系统是按照能够满足用户额定负荷设计的,按额定负荷设计的定工作点运行方式,是造成空调系统能效比低的关键问题,因此对于暖通空调系统的优化研究具有重要意义。 制冷机是由冷却水回路和冷冻水回路通过压缩机和冷媒回路卡诺循环,构成的复杂热交换系统,是空调系统最大能耗设备,约占系统能耗的50%,如何使制冷能力与实时变化的负荷最佳匹配是节能的关键问题。 本文通过分析空调制冷系统运行的工艺过程及主要能耗设备制冷机的能耗和不同应用对象特性,分别采用最小二乘法和网格建模法,根据冷冻水供水温度和冷却水供水温度及冷负荷,建立制冷机的能耗模型;根据网格搜索寻优法、多项式法及改进的粒子群算法,针对不同能耗模型和应用特点,及暖通空调整个系统优化要求的冷冻水的温度和负荷的约束条件,完成了对具有非线性、多变量、强耦合特性的空调制冷系统的优化,解决了制冷系统控制回路工作点在线优化设定问题。在此基础上,基于Visual C++及SQL Server 2000数据库技术,开发出了在线优化中央空调制冷系统工作设定点的软件包。 通过实验数据验证,结果表明:运用上述两种建模方法建立的制冷机能耗模型都能较好的反映制冷机的能耗特性:同时系统在不同负荷、运行工况及初始条件下,运用上述三种优化方法都能实现对冷却水供水温度、冷却水流量和冷却塔空气流量的在线优化,使制冷能力与负荷得到最佳的匹配,实现制冷系统的节能。


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