建筑环境设备能耗优化

论文摘要

随着全球能源的日趋减少,建筑环境设备作为耗能大户,越来越引起人们的关注。由于我国建筑环境设备控制的自动化程度较低,所以效率不高,单位建筑面积的能耗是同等气候条件下发达国家的2～3倍。目前,我国空调控制系统按照定负荷,定控制回路工作点、定控制参数运行。中央空调系统是一个庞大且复杂,要想降低其能耗,必须全局考虑整个系统,将各个组成部分看成一个整体,从全局角度考虑其节能性。针对目前我国在整体性节能方面研究成果较少的现状,本文作了一些相关研究。主要工作包括:1.对中央空调系统节能技术原理及实现方法进行了详细的分析,并在此基础上建立了中央空调系统整体优化的数学模型,给出了主要能耗部件的目标函数,并提出了中央空调优化运行的控制方案;2.利用遗传算法,结合中央空调系统的能耗模型,通过编制基于改进遗传算法的优化程序,获取了空调系统各性能参数随内外扰动变化而变动、随负荷率变化而变动的规律及各个运行参数对系统综合能效比的影响;3.根据中央空调负荷特点和室外气象条件,对中央空调系统变水温性能进行了优化分析4.结合工程数据对优化方法进行了验证比较,证明其综合节能效果显著,对空调节能具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 论文的主要内容
• 第二章 中央空调系统节能原理
• 2.1 中央空调系统模型
• 2.2 变流量节能控制思路
• 2.3 变流量节能原理
• 2.3.1 冷水机组节能原理
• 2.3.2 冷冻水系统变流量节能原理
• 2.3.3 冷却水系统变流量节能原理
• 2.3.4 冷却塔的节能原理
• 2.3.5 空调机组的节能原理
• 2.3.6 风机盘管的节能原理
• 2.3.7 中央空调系统变流量节能原理
• 2.4 中央空调系统变流量节能实现方法
• 2.4.1 控制原理及系统的构成
• 2.4.2 中央空调系统动态运行节能控制方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 空调系统能耗优化模型及控制方案
• 3.1 中央空调系统优化运行的数学描述
• 3.2 中央空调系统优化运行的数学模型
• 3.3 中央空调系统各部分的能耗模型
• 3.3.1 冷水机组能耗模型
• 3.3.2 冷却水循环泵能耗数学模型
• 3.3.3 冷冻水循环泵能耗数学模型
• 3.3.4 冷却塔能耗数学模型
• 3.3.5 空调系统能耗数学模型
• 3.3.6 末端风机盘管能耗数学模型
• 3.4 约束条件
• 3.4.1 机组的爬升速率约束
• 3.4.2 机组启停次数约束
• 3.4.3 设备能力约束
• 3.4.4 其它约束
• 3.5 系统控制方案
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于遗传算法的建筑环境设备能耗优化
• 4.1 遗传算法简介
• 4.2 遗传算法原理与实现
• 4.3 遗传算法的具体操作过程
• 4.4 空调系统能耗优化输入、输出量的确定
• 4.5 改进遗传算法设计分析
• 4.5.1 编码
• 4.5.2 适应度函数
• 4.5.3 遗传算子
• 4.5.4 遗传算法参数设定
• 4.5.5 算法终止条件
• 4.6 系统优化的目标函数
• 4.7 基于遗传算法优化的流程设计
• 4.8 优化结果分析
• 4.8.1 冷水机组性能分析
• 4.8.2 冷却水流量优化分析
• 4.8.3 冷冻水流量优化分析
• 4.8.4 冷却水温度优化分析
• 4.8.5 冷冻水温度优化分析
• 4.8.6 冷水机组变水温性能优化
• 4.8.7 风机盘管变水温性能优化
• 4.8.8 新风机组变水温性能优化
• 4.9 本章小结
• 第五章系统整体优化结果
• 5.1 空调系统概况
• 5.2 各部分能耗数据及节能性分析
• 5.2.1 空调各部件能耗数据
• 5.2.2 空调系统能耗分析
• 5.2.3 水系统节能性分析
• 5.3 方案对比分析
• 5.3.1 情况1
• 5.3.2 情况2
• 5.3.3 情况3
• 5.3.4 全年不同情况下用电总量对比
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 尚待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文