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,空調系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中的應用也越來越廣泛。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,空調系統(tǒng)的節(jié)能也是勢在必行。
　　由于現(xiàn)在的空調系統(tǒng)中,冷水機組的設計還是按照定流量系統(tǒng)設計,當在部分負荷運行或者大溫差情況下,會大大增加水泵的能耗。當冷水機組變流量運行時,一方面會導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,并且隨著變頻技術的發(fā)展和應用,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)在的民用建筑空調系統(tǒng)和相關需要用到制冷系統(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)學模型,包括冷水機組的數(shù)

3、學模型、一二級冷凍水泵的數(shù)學模型、混水過程的數(shù)學模型、用戶處的數(shù)學模型以及蒸發(fā)器改造前后的數(shù)學模型,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荷與設計負荷的比例系數(shù)、用戶處的冷凍水供回水設計溫差、用戶處的冷凍水進水設計溫度、一次環(huán)路的設計壓降、二次環(huán)路的設計壓降、冷凍水流經(jīng)蒸發(fā)器的設計壓降

4、,并且把冷凍水最佳流量比擬合成與用戶處實際負荷與設計負荷的比例系數(shù)的分段函數(shù)關系。
　　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荷比是密切相關的,兩者之間是一一對應的,所以對最佳流量比的研究也就是對切換負荷比的研究,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、設計壓降有關。
　　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,在負荷比小于切換負荷比時,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),在負荷比大于切換負荷比時,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荷比相關的,因此提出基于負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),當負荷比大于切換負荷比時,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