变风量空调系统能耗计量与优化控制

论文摘要

建筑节能是当今社会的一个热点。空调能耗在建筑能耗中占的比例最大,通过提高空调系统自动化程度可以很好的节约能耗。因此,采用有效的空气调节方式对智能建筑的能量管理控制(energy management control,EMC)具有重要意义。目前,变风量(variable air volume,VAV)空调系统以其巨大的节能潜力逐渐成为国内外空调系统的主流。由于暖通空调系统是按最大负荷设计,而空调系统大多数时间内处于部分负荷状况下运行,能耗效率极低。如果能根据负荷在线找出空调系统的最佳工作点,并通过控制系统实现能量最佳匹配,将大幅度地降低空调系统能耗。本文通过分析变风量空调系统的控制方法、运行特性和能耗特点,并以西安建筑科技大学智能建筑环境实验室为对象,完成了能耗计量与制冷量计量的硬件搭建及实现,利用LabVIEW语言编写了完整的能耗与制冷量计量软件。最后对变风量空调系统的启动、运行、停机做了相关的预测、优化及分析,应用计量软件实现能耗计量,提出了变风量空调系统的优化控制方法和节能途径,使空调系统能耗得到降低。这不仅对当今空调冷(热)量分户计量具有指导作用,而且对提高建筑能效、节约能源具有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 变风量空调系统的发展
• 1.3.2 国内外空调能耗监测研究现状
• 1.4 本文主要解决的问题
• 1.5 本文的结构
• 2 变风量空调控制系统
• 2.1 变风量空调控制系统原理及方法
• 2.1.1 送风静压控制
• 2.1.2 送风温度控制
• 2.1.3 房间温度控制
• 2.1.4 最小新风量控制
• 2.1.5 室内压力控制
• 2.2 本实验室VAV系统组成及控制系统结构
• 2.2.1 实验室总体布置
• 2.2.2 实验室VAV控制系统原理
• 2.3 小结
• 3 变风量空调系统能耗分析
• 3.1 常用空调能耗分析方法
• 3.1.1 度日法
• 3.1.2 当量满负荷运行时间法
• 3.1.3 负荷频率表法
• 3.2 变风量空调系统能耗分析
• 3.2.1 风机水泵能耗
• 3.2.2 冷水机组能耗
• 3.2.3 末端能耗
• 3.2.4 冷却塔能耗
• 3.3 能效评价
• 3.3.1 能效评价指标
• 3.4 小结
• 4 基于LABVIEW的变风量空调能耗计量系统设计
• 4.1 LabVIEW语言简介
• 4.1.1 LabVIEW的特点
• 4.1.2 LabVIEW的功能
• 4.1.3 选择LabVIEW的原因
• 4.2 信号采集及处理
• 4.2.1 信号采集系统的组成
• 4.2.2 信号调理方法
• 4.3 能耗计量系统硬件设计
• 4.3.1 能耗计量系统结构
• 4.3.2 通信方式
• 4.3.3 通信协议
• 4.4 能耗计量系统软件设计
• 4.4.1 软件设计要求
• 4.4.2 程序的基本构成
• 4.4.3 控件及函数选取
• 4.4.4 编辑前面板和程序
• 4.5 制冷量计量系统设计
• 4.5.1 空调制冷量计算原理
• 4.5.2 制冷量计量Labview实现
• 4.6 能耗及制冷量计量实验
• 4.6.1 能耗计量测试与分析
• 4.6.2 制冷量计量测试与分析
• 4.7 小结
• 5 变风量空调系统优化运行控制
• 5.1 启动优化控制
• 5.1.1 预冷与预冷期
• 5.1.2 神经网络BP算法
• 5.1.3 基于神经网络BP算法的预冷控制
• 5.2 运行优化控制
• 5.2.1 送风静压控制
• 5.2.2 冷冻水流量控制
• 5.3 停机优化控制
• 5.3.1 空调系统的提前停机
• 5.3.2 模糊控制理论
• 5.3.3 应用模糊控制的提前停机控制
• 5.4 小结
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• Ⅰ 图表索引
• Ⅱ 软件文档（另册装订）
• Ⅲ 硕士研究生阶段发表论文情况