基于實測的冷水機組及冷凍水泵運行優(yōu)化研究.pdf

1、在能源問題日漸突出的21世紀，建筑節(jié)能研究成為了世界研究熱點問題。作為建筑中的耗能大戶，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究受到了各界學(xué)者的重點關(guān)注。冷水機組及冷凍水泵為中央空調(diào)系統(tǒng)的主要組成部分，如果能通過合適的運行調(diào)控策略使其保持良好的能效運行，會大幅降低建筑的能耗。因此本文此做了如下研究：
　　首先，為了研究冷水機組及冷凍水泵實際的運行情況，本文對大連市兩座大型公共建筑的冷水機組及冷凍水泵運行參數(shù)進行了實時監(jiān)測，分析了其運行過程中存在的問

2、題并提出了一定的改善措施。對測試建筑一而言，其主要問題為：1）選擇了與建筑負荷不匹配的制冷機組，導(dǎo)致了機組群控策略不能正常運行，同時該機組長期處于
　　“大馬拉小車”的工作狀態(tài)；2）冷水機組部分建筑負荷適應(yīng)力差，機組實際運行能效與理想狀態(tài)存在較大差距；3）冷水機組對建筑負荷的調(diào)控響應(yīng)存在著一定的遲滯性，并導(dǎo)致了設(shè)備的越位運行，造成了額外的能耗；對測試建筑二而言，同樣存在著冷水機組部分建筑負荷適應(yīng)力差的問題；并發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的PID控制方

3、法在中央空調(diào)系統(tǒng)調(diào)控應(yīng)用中存在著震蕩及過調(diào)，影響冷水機組及冷凍水泵的運行能效。
　　其次，以測試建筑二的冷水機組及冷凍水泵運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選用了合適穩(wěn)定的灰箱模型，建立了比較準確的冷水機組COP、輸配水泵揚程、效率及功率的參數(shù)模型，模型偏差均在10%以內(nèi)。并通過FORTRAN語言將參數(shù)模型嵌入到Trnsys仿真模擬軟件中，同時引入Matlab控制模塊，建立了與實際建筑條件相符的仿真模擬平臺，以便于進行冷水機組及冷凍水泵運行參數(shù)優(yōu)化

4、研究。
　　第三，基于對冷水機組及冷凍水泵運行參數(shù)的實測及模擬數(shù)據(jù)，將冷水機組能耗與冷凍水泵能效作為整體研究，提出了冷水機組及冷凍水泵能效提升曲線理論，并通過熱力學(xué)分析及假設(shè)，得出建筑負荷率Z、冷凍水出口溫度Teo、冷凍水進出口溫差ΔTe、冷卻水進口溫度Tci、冷卻水進出口溫差ΔTe為冷水機組及冷凍水泵綜合運行能效的重要影響因素，故將其設(shè)定為表征能效提升曲線的關(guān)鍵參數(shù)；通過數(shù)據(jù)回歸方法得到了不同建筑負荷率下，能夠提升冷水機組及冷凍

5、水泵能效的冷凍水出口溫度Teo、冷凍水進出口溫差ΔTe、冷卻水進口溫度Tci、冷卻水進出口溫差ΔTe設(shè)定值的數(shù)學(xué)表達式。
　　最后，以冷水機組及冷凍水泵整體能耗為目標函數(shù)，能效提升曲線所得的各參數(shù)計算值為約束條件，建立冷水機組及冷凍水泵能耗優(yōu)化模型，并采用遺傳算法對其進行最優(yōu)值求解，結(jié)果表明優(yōu)化方法計算所得的設(shè)備設(shè)定最優(yōu)值與能效提升曲線計算值有著一定的誤差，在50-60%、60-70%、70-80%、80-90%、90-100%建