压力无关型VAV末端变风量空调系统水力特性研究

论文摘要

变风量空调系统作为一种新型的空调技术,由于其具有高效、节能等优点,在工程上有很广的应用前景。为精确控制风量,目前在变风量空调系统的控制理论和控制实现上已做了大量研究,在传统的PID控制上引入了模糊控制、神经网络控制等等。然而,在变风量空调系统内部水力特性—压力、流量的分布及其随运行工况的改变而波动—方面的研究却比较少,相关文献寥寥无几。因此,本文以一个实际的变风量空调系统为背景,对其内部的水力特性进行研究,提出了一种可行有效的控制策略。本文首先运用图论和流体网络的相关知识,将该变风量空调系统抽象成一个流体网络图,建立了流体管网数学模型。利用MATLAB语言编制的程序搭建了管网水力计算平台,以此为基础可对管网进行任意工况下的水力分析。其次,通过调节单个末端装置的阀位角来改变系统的运行工况,计算了在所调节的末端不同阀位角下系统内部的压力、流量的分布;分析讨论了单个末端装置的阀位调节所带来的系统流量的波动;界定了所调节末端对系统的影响范围;并对不同位置的末端装置对系统的影响作了比较,得出了它们对系统的影响规律。最后,计算了在两种调节方案下,以某个末端装置关闭为激励,系统所作出的响应以及系统在响应过程中其内部压力、流量的变化情况;对比了两种调节方案的优劣,最后给出了较优调节方案的调节策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的提出及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 VAV系统控制研究进展
• 1.3.2 流体管网水力分析方法概述
• 1.4 课题来源及主要研究内容
• 第2章 VAV空调系统各部件阻力特性数学建模
• 2.1 研究对象介绍
• 2.2 VAV系统各部件阻力特性的数学模型
• 2.3 VAV末端装置建模
• 2.4 送、回风机建模
• 2.5 风管建模
• 2.5.1 摩擦阻力损失元件模型
• 2.5.2 局部阻力损失元件模型
• 2.6 空调房间建模
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于图论的VAV空调系统管网数学建模
• 3.1 图论基本理论介绍及其在流体管路中的应用
• 3.1.1 图论的基本概念
• 3.1.2 流体网络基本方程
• 3.2 基于流体网络基本方程的VAV空调系统管网数学模型的建立
• 3.2.1 系统的网络图（余枝、树枝、环路）
• 3.2.2 基本关联矩阵与基本回路矩阵的MATLAB程序
• 3.2.3 整体计算的程序方框图
• 3.3 试验工况下初始条件的确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 单末端阀门调节下VAV系统水力特性分析
• 4.1 最不利末端V106 的调节
• 4.1.1 V106 所在支路的阻抗、压力及流量变化
• 4.1.2 V106 所引起的其它支路的流量变化
• 4.2 次不利末端V101 的调节
• 4.2.1 V101 所在支路的阻抗、压力、流量变化
• 4.2.2 V101 所引起的其它支路的流量变化
• 4.3 中部末端VRH113 的调节
• 4.3.1 VRH113 所在支路的阻抗、压力、流量的变化
• 4.3.2 VRH113 所引起的其它支路的流量变化
• 4.4 近端末端V122 的调节
• 4.4.1 V122 所在支路的阻抗、压力及流量变化
• 4.4.2 V122 所引起其它支路的流量变化
• 4.5 管网不同位置的末端调节对系统影响的比较
• 4.6 本章小结
• 第5章 整体调节过程中VAV系统水力特性分析
• 5.1 V101 关闭后只有末端box的调节
• V111 调节'>5.1.1 末端V102^V111 调节
• VRH121 调节'>5.1.2 末端VRH112^VRH121 调节
• 5.1.3 末端V122、VRH123 调节
• 5.2 V101 关闭后送、回风机与末端VAVbox都参与调节
• 5.2.1 送、回风机的调节
• 5.2.2 末端V102、V106 的调节
• 5.3 两种调节方案的比较
• 5.3.1 从送风系统各末端支路流量变化的比较
• 5.3.2 从送风系统压力、末端阀开度以及风机转速的比较
• 5.3.3 从房间压力的比较
• 5.4 VAV空调系统调节策略的合理选择
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢