一、中央空调的变频调速方案及节能机理（论文文献综述）
陈时羽[1]（2021）在《基于群智能的航站楼空调冷却水系统节能控制策略研究》文中指出航站楼作为高耗能的大型公共建筑,其中央空调系统的运行能耗约占总能耗的50%～60%,而空调冷却水系统的运行参数控制和设备控制对于中央空调系统整体节能效果起决定性作用。因此,对中央空调冷却水系统节能控制的研究显得至关重要。论文以西北地区某航站楼制冷站为研究对象,提出一种基于群智能的空调冷却水系统节能控制策略,以解决暖通领域长期存在的组网配置复杂、系统改造困难等问题,从而实现航站楼中央空调系统的节能运行。具体内容如下:（1）搭建航站楼空调冷却水系统的群智能仿真实验平台,建立空调冷却水系统节能优化模型。首先,建立群智能架构下冷机、冷却塔、冷却泵各类机电设备的标准信息集及其控制器节点的网络拓扑结构;其次,建立各类机电设备的能耗模型,以设备间的能量守恒和设备的物理特性为约束条件,以空调冷却水系统最小能耗为目标建立节能优化模型。（2）空调冷却水系统运行参数节能优化研究。针对冷却水系统中设备模块间的运行参数节能优化问题,首先,选取冷却水进水温度、冷却水流量、冷却塔风量作为优化参数;其次,根据算子分裂法,将冷却水系统节能优化问题分解为冷机、冷却泵、冷却塔三个模块的局部优化问题;最后,提出采用分布式交替方向乘子法,对局部优化问题的运行参数进行分布式优化,利用典型算例将所提算法与实际运行方法和罚函数法对比验证,结果表明可以分别提高约12.2%和3.56%的节能率。（3）空调冷却水系统设备节能控制研究。针对冷却水系统中设备模块内的分配优化问题,建立了冷却水泵和冷却塔风机的优化运行模型,提出了一种采用高斯罚函数改进的带高斯回代的交替方向乘子法,即ADMM-GPF-GBS（Alternating Direction Method of Multipliers based on the Gaussian Penalty Function with Gaussian Back Step）双层分布式计算框架,分别用于冷却水泵和冷却塔风机的节能控制研究。基于并联水泵的四个工况的典型算例进行验证,所提算法相比其他分布式算法最快可提高92.4%的收敛速度,相比集中式算法最大节能率可达22.5%。（4）基于群智能的空调冷却水系统节能控制策略研究。以建筑群智能仿真实验平台为依托,结合所提运行参数优化算法与设备节能控制算法,进行空调冷却水系统的分布式节能控制。仿真实验结果显示,在一个典型日内,与集中式控制方法和通用分布式控制方法相比,所提优化策略在高工况下节能率分别可以提高8.11%,4.02%;在低工况下节能率分别可以提高11.69%,5.33%。证实了所提策略相比通用分布式算法收敛性更好;相比集中式控制模式能获得更合理的各类设备能耗分配比例,能快速有效地达到最佳节能效果。综上,论文所研究的基于群智能的航站楼空调冷却水系统节能控制策略,能实现冷却水系统的高效、节能优化运行,对未来航站楼中央空调冷却水系统的节能管理提供了参考价值。
赵春润[2]（2021）在《二次泵变流量空调冷冻水系统回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统的数值研究》文中研究表明随着大型建筑及智能建筑的增多,空调冷冻水系统规模也随之增大,二次泵变流量空调冷冻水系统（Air Conditioning Chilled Water System with Variable Flow in Secondary Pump,VFSP-ACCWS）被逐渐得到推广与应用。VFSP-ACCWS回水温度控制方式因其可保证系统“小流量大温差”运行且简单、易操作和节能的特点而被广泛得到应用。但由于VFSP-ACCWS中的回水温度被控对象具有大惯性、较大时滞和干扰多的特性,采用传统的回水温度PID单回路控制策略,往往导致稳态误差与超调量均较大和调节时间较长等问题,降低VFSP-ACCWS的控制质量,难以获得期望的控制效果。鉴于以上VFSP-ACCWS中的回水温度控制存在的问题,本文研究目的就是对回水温度控制方式做进一步改善,以期获得更佳的控制效果,满足VFSP-ACCWS工艺要求。首先,结合分数阶微积分知识、分数阶PID控制技术、串级控制理论和VFSP-ACCWS工艺要求,提出了回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制策略;其次,针对VFSP-ACCWS回水温度被控对象具有时滞的特性,对该串级控制系统加入Smith预估补偿器以此提升系统的稳定性和加快系统的响应速度;随之,对于回水温度PIλDμ控制器（Fractional Order PID Controller for Backwater Temperature,BT-FOPIDC）和供水流量PIλ控制器（Fractional Order PI Controller for the Flow of Water Supply,FWS-FOPIC）的参数整定问题,设计了改进粒子群优化算法（Improved Particle Swarm Optimization Algorithm,IPSOA）对这2个控制器的参数进行整定,获得相应的8个参数最佳值;最后,借助MATLAB/Simulink工具,对该回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级系统进行组态和仿真运行。结果表明,该分数阶串级控制系统及其基于IPSOA的控制器参数整定在理论上是可行的,且控制效果满足VFSP-ACCWS工艺相关要求。相应研究内容主要有以下几点:1.应用改进Oustaloup滤波器对PIλDμ控制器进行了精准的拟合,并利用MATLAB/Simulink工具,对PIλDμ控制器及MITAE进行模块封装。通过作用于相同的分数阶被控对象,验证了PIλDμ控制器比PID控制器具有更好的控制性能。2.依据基本粒子群优化算法（Basic Particle Swarm Optimization Algorithm,BPSOA）,通过引入正切三角函数对惯性权重ω进行非线性递减的改进,构建出IPSOA的模型结构和运算流程。并利用Sphere和Rastrigin函数算例进行验证,结果表明,相比BPSOA,IPSOA在多样性和收敛性方面均有明显的改善,寻优能力得到提升。进一步通过水箱液位PID控制效果的数值仿真与实验测试,验证了IPSOA是能够整定PID控制器参数的。3.分析、比较了VFSP-ACCWS相关性能参数的三种常用控制方式。结果表明,三种控制方式的节能效果:回水温度控制>末端定压差控制>干管定压差控制。但因传统的回水温度PID控制方式存在控制滞后与控制精度低等问题。故,本文提出了回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制策略。借助MATLAB/Simulink工具,对该回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统进行组态并仿真,结果表明,该控制系统对于回水温度的控制具有较小的超调量和较短的调节时间,能有效地消除稳态误差及具备较强抗干扰能力,且加入Smith预估补偿器后可进一步提升控制系统的稳定性和响应速度。4.对于相同的回水温度被控对象,分别进行回水温度PID单回路控制策略和回水温度PID-供水流量PI串级控制策略的仿真模拟。基于结果比较,本文提出的回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制策略优于上述两种控制策略。
宋一平[3]（2020）在《集中空调冷水系统全面优化运行研究》文中研究表明目前,我国公共建筑多采用集中空调冷水系统来进行室内的温湿度控制。在这类公共建筑物中,空调系统能耗占建筑总能耗的比例很大,而其中的供冷水系统能耗又是空调系统能耗的主要组成部分。采用优化运行的方式降低其能耗,一直都是节能领域的热点课题,其中不乏对系统中冷水机组和水泵等各设备的优化运行研究。然而,系统中各设备在进行自身的优化运行时,相互间的耦合作用会对总体节能效果产生影响,只有考虑系统的全面优化,才能获得最佳的节能效果。在公共建筑中采用的水冷式集中空调冷水系统中,双冷水机组及双泵的一级泵系统是最基本的形式,也是应用非常广泛的形式,本论文以此为研究对象。通过对冷水机组等设备局部优化、冷冻水和冷却水子系统各自全局优化直至供冷水系统全面优化的研究,揭示了集中空调冷水系统各设备能耗的影响因素,水系统全面优化与各子系统全局优化、设备局部优化的节能效果以及系统的节能重点所在。将水泵、电机和变频器组合成一个整体,定义为变频水泵机组。从变频水泵机组运行原理着手,分析其运行特点,推导出变频水泵机组流量比与频率比的一次函数特征方程、扬程比与频率比的二次函数特征方程以及功率比与频率比的三次函数特征方程。为验证以上三个特征方程形式的准确性,在哈尔滨工业大学暖通实验室内搭建了空调水系统多功能水力工况实验平台进行验证。该实验平台既可进行水泵及水泵机组单设备的性能试验,也可进行一级泵闭式水系统的水力工况试验,并通过相应转换,还可在同一平台上进行开式水系统的实验研究。经该实验平台验证,变频水泵机组的三个特征方程形式准确,且其计算精度高于目前常用的三组水泵相似定律方程。冷水机组是集中空调冷水系统耗能最大的设备,分析发现,冷冻水供水温度、冷却水入口温度及部分负荷率是影响螺杆式冷水机组性能系数的三大因素。本文采用回归分析法,建立了双变水温的冷水机组性能系数（COP）模型,其适用于变冷冻水供水温度及变冷却水入口温度情况下的螺杆冷水机组COP性能预测模型,该模型特别适用于不同的冷冻水入口温度情况下,随着部分负荷率降低,其功率降低趋势一致的螺杆冷水机组。通过样本数据对模型进行验证,并与经典GN模型进行对比,表明该螺杆式冷水机组能耗数学模型具有更高的精度。以集中空调冷水一级泵系统为基础建立冷冻水子系统物理模型,以定流量运行模式作为基准运行模式,建立以最小能耗为目标函数的变流量冷冻水子系统全年能耗数学模型。分析发现,影响冷冻水子系统运行能耗的主要因素为冷冻水供水温度及冷水机组运行台数、水泵机组的定变频模式及运行台数。在冷冻水子系统的全局优化时,由于冷水机组与冷冻水泵机组的耦合作用,冷水机组相对于系统节能率为2.44%,低于仅采用冷水机组局部优化运行的3.84%;水泵机组相对于系统节能率平均值为5.26%,低于仅采用水泵机组局部优化运行的5.88%;但此时系统的优化效果最好,节能率平均值为7.70%。采用与冷冻水子系统优化相同的方法进行冷却水子系统的优化,分析发现,在冷却水子系统中,影响其运行能耗的主要因素为冷水机组运行台数、水泵机组的定变频模式及运行台数、冷却塔的运行模式及运行台数。在给定的冷水机组冷却水入口温度情况下,冷却水子系统各设备之间运行不存在耦合现象,即设备的局部优化节能率即等于冷却水子系统整体优化中各设备的节能率。水泵机组相对于系统节能率为12.32%,冷却塔为4.91%,此时系统的整体优化节能率为17.23%。仍以集中空调冷水一级泵系统为基础,结合冷冻水和冷却水子系统物理模型,建立以最小能耗为目标函数全面优化数学模型。结果发现,在集中空调冷水系统全面优化运行时,冷冻水子系统相对于全系统的节能率与冷冻水子系统全局优化运行的结果相同,平均值均为6.84%;冷却水子系统相对于全系统的节能率为2.02%,高于仅采用冷却水子系统全局优化运行的1.94%,差别不大;全系统的全面优化效果最好,节能率平均值为8.86%,高于冷冻水子系统全局优化节能率和冷却水子系统全局优化节能率之和。本文所提出的基于年节能性系统全面优化思想,所建立的集中空调供冷水系统节能全面优化数学模型,除可进行双冷机双泵的供冷水系统节能全面优化外,也可以作为多机多泵等后续复杂的系统优化的基础。
汪凯文[4]（2020）在《基于负荷预测的酒店中央空调水系统运行优化方法及其应用研究》文中研究表明高端酒店中央空调系统能耗占其运行阶段总能耗的30%～40%,空调系统运行策略优化是酒店节能减支的重要措施。随着数据挖掘技术在空调节能领域的应用,探索基于数据挖掘的中央空调系统运行策略优化方法及其应用成为酒店节能的重要课题。本文基于某四星级酒店能源管理系统数据,对酒店空调系统运行负荷进行预测,并对空调水系统设备的运行策略进行优化,主要内容如下:首先,提出基于数据预处理与支持向量回归（SVR）的空调系统运行负荷预测方法。其中,数据预处理流程包括输入参数选取、数据清理、数据集成、数据降维和数据变换。以预处理结果中训练集、测试集数据为输入参数,采用网格搜索与10层交叉验证对RBF核函数的核参数进行寻优,建立酒店空调系统运行负荷预测的黑箱模型。引入均方根误差RMSE、拟合优度R2和计算时间T对模型的预测精度、泛化性能以及计算成本进行评价。此外,本文对比分析了数据预处理过程中是否采用主成分分析法（PCA）进行输入参数降维对负荷预测结果的影响。训练集与测试集的预测结果表明负荷预测模型的预测精度较高,泛化性能较好;采用PCA法进行数据降维可以降低计算成本,但会降低负荷预测精度。本文提出的基于数据挖掘的空调系统负荷预测方法具有可行性,逐时负荷的预测结果为空调水系统设备运行策略优化奠定基础。其次,采用机理与辨识相结合的方法,建立了冷水机组与变频水泵能耗的灰箱数学模型以及冷却塔风机能耗的机理模型。其中,冷水机组能耗模型是由冷机冷却水进水温度与冷冻水出水温度温差以及制冷量构成的二元函数;变频水泵能耗模型是由系统流量构成的一元函数;冷却塔风机能耗是由风机开启数量构成的一元函数。基于设备历史运行数据与现场实测数据,采用最小二乘法对冷水机组、冷冻水泵和冷却水泵能耗灰箱模型中的未知参数进行辨识,拟合结果能较好反映工程实际。然后,基于设备能耗模型对各设备节能特性进行分析。根据工程实际,对部分负荷下各设备节能特性与运行策略进行定性和定量分析,结果表明:部分负荷时降低冷机冷却水进水温度或提高冷水出水温度均能提高冷机COP,增幅分别为7.55%～29.90%和4.75%～25.52%;并联水泵调速策略中同步调速能耗最低,较阀门节流调速节能21.76%,“一定一变策略”会导致冷冻水泵过载;冷却塔的冷却效率随室外空气湿球温度和风水比的升高而升高,当湿球温度高于28℃时继续增大风水比对冷却效率影响不大。最后,构建能耗优化函数实现酒店空调水系统运行策略的优化。在酒店空调系统负荷预测结果与设备能耗数学模型基础上,建立中央空调水系统能耗优化函数,并以水系统运行过程总能耗最低为优化目标、以各模型参数的变化范围和设备间换热过程为约束条件,对酒店水系统单日逐时及不同负荷率下的设备运行策略进行优化。相较历史运行数据,优化后单日水系统总能耗降低12.11%,冷水机组COP与水系统EER的均值分别提升7.64%和10.67%;不同负荷率下水系统的能耗平均下降12.40%,冷水机组COP与水系统EER的均值分别提升7.85%和15.28%,优化结果验证了本文提出的基于负荷预测的空调水系统优化控制策略具有可行性,在实际酒店节能运行中具有较高的应用价值。
王子昂[5]（2020）在《应用Wankel泵的地源热泵冷却水系统变流量改造研究》文中研究说明近些年来,伴随着我国经济的快速发展,国家的新型城镇化进程进入了加速发展阶段,人口向城镇集中,当前不仅城市的数量、面积在不断扩张,城市容纳的人口数量也在快速增长,建筑的能源消耗量上升到了一个新的水平。在这其中暖通空调在建筑能耗中占据很大比例。为了适应城市的快速发展,解决人们日益增长的需求与城市资源有限的矛盾,近年来市场上出现各种暖通空调解决方案,地源热泵就是其中一种。由于其不占用地上空间,与外界换热效率高,地源热泵在近几年被大规模推广。但与此同时,地源热泵本身存在的问题也日益显现,市面上的地源热泵机组大多可以根据建筑负荷的变化进行变频调控,但针对地源热泵的水循环系统,很大一部分依然采用最传统的定频运行方式。特别是冷却水系统,由于其变频运行对制冷机组、循环水泵的工作性能有很大影响,因此冷却水泵组往往处于定频运行模式,建筑设计之初,地源热泵的功率及配套的循环水系统的流量参数是根据建筑的最大冷负荷进行选择,而部分负荷运行工况的时间站总运行时间的比例超过85%,这使得无法进行流量控制的冷却水系统在无论什么工况下,都保持最大的额定工况运行方式,造成大量的能源浪费,为了降低能耗,提高热泵系统的运行效率。针对地源热泵冷却水变流量控制的问题,本文通过理论推导、室内试验、数值模拟等方法,针对地源热泵冷却水系统建立了基于制冷剂冷却温度的流量控制模型,并研究Wankel泵的性能,与离心泵一同组合为冷却水泵送系统,通过变频控制其与离心泵配合工作,使其在满足热泵流量需求的同时最大程度地减少能源浪费;同时基于潍坊某地热项目,基于理论实际,结合现场的热物性勘测和模拟,研究地埋管换热流量最佳范围,以此确立地埋管网基于流量的切换策略;最后通过模拟,验证了冷却水泵组的节能效果,同时根据实际工况,指定相关控制策略。具体研究成果如下:（1）基于热泵机组的工程热物理模型,建立了基于制冷剂在冷凝器出口温度的流量控制模型,确立了制冷剂的过冷后的温度与冷却水流量、冷却水出入口温度的耦合关系,在此基础上,建立建筑热负荷模型,根据热负荷曲线预测在夏季冷却水在全天的流量变化趋势。（2）设计了基于Wankel泵地源热泵冷却水泵组,开展了 Wankel泵在实验,系统研究了 Wankel泵在低扬程工况下扬程-流量-效率三者的关系,并基于试验结果分析Wankel泵效率变化原因。（3）基于地埋管的准三维导热模型,获得地埋管内冷却水输出温度与流量和输入温度之间关系,通过现场热响应测试获取地质热物性参数,建立COMSOL模型研究确立合适的入口温度及流速范围,确定基于流量的地埋管网切换策略。（4）提出离心泵与Wankel泵混杂控制系统,通过建立流量控制模型,针对不同的地源热泵使用工况,设计相应的控制策略,并通过模拟与现有的冷却水定频运行方式进行比较,验证其节能效果。
尤子威[6]（2020）在《基于变频技术在超高层公共建筑空调系统中节能研究与分析》文中进行了进一步梳理近年来,随着我国对建筑节能的研究,大量建筑节能技术应运而生,空调节能技术能够降低20%至35%左右的空调设备能耗,有效改善了建筑多余能耗的基本现状,对建筑节能做出了突出贡献。根据我国空调设备在不同区域、不同自然环境下的实际应用情况,空调节能技术还存在着不断创新、不断提高、不断改进的提升空间。使空调设备运行过程中实现低能耗与高效率,既能满足人们实际需求又能效降低能源消耗,是目前空调节能的根本目标。本课题在阅读大量相关文献和理论研究分析的基础上,基于变频空调技术,建立了空调节能体系,以变频冷水机组、变频水泵、变频空调机组为功能模块,结合BMS楼宇自控系统,针对超高层公共建筑变频空调系统设计、调试、运维管理、智能变频空调系统及其控制进行研究分析,评价系统节能效果。通过变频空调系统的实际应用情况,根据调查法、理论研究法、实证研究法和实测分析法等方法,根据变频空调设备,应用BMS楼宇自控系统,实现简化系统操作、降低运行能耗。应用Design Builder模拟软件,对超高层办公建筑变频空调系统进行节能效果对比分析,结果表明:采用变频技术减少空调能耗,研究发现,通过运用水泵变频技术后的空调整体的冷水机组的年能耗量值降低了大概8.85万k Wh,而机组中的水泵年能耗量值则降低了62.53万k Wh在冷机及风机的能耗方面,通过采用变频技术后,冷机的年能耗量值大大降低了36.41万k Wh,风机的年能耗量值也降低了27.38万k Wh。在超高层建筑变频技术研究与分析中,通过仪器设备进行全年运行能耗数据实测,并对监测结果进行能耗分析,得出变频冷水机组技术的应用使全年耗电量减少约20%;变频水泵技术的应用使全年耗电量减少近30%;变频空调机组技术的应用使全年耗电量减少约25%。上述各变频空调设备结合使用,并辅助以BMS系统进行实施检测、控制、调节,系统整体节能百分率可达到20%～25%,空调运行效果处于较高的节能状态。通过对BMS楼宇自控系统等智能化控制系统的研究,提高了系统自动化控制和调节的运行水平,节省了管理和运行成本,设备运行管理难度大、设备运行数据不易读取和保存等运维问题。运用智能化控制系统可以减少对运行人员技术水平和管理能力的依赖,提高系统自运行、自监控、自调整等自动化水平,不仅降低了运行的人工成本,同时通过系统及时、准确、高效的调节减少了系统运行能耗。
王常博[7]（2020）在《制冷机房群控系统设计与实现》文中研究说明近些年来,随着社会经济的蓬勃发展,高楼大厦林立,中央空调在商贸和民用建筑中也是得到越来越广泛的应用,如今已经成为当代建筑中不可缺少的能源运行系统。中央空调虽然给人们提供了舒适的生活、休闲娱乐以及工作环境,但是代价却是消耗掉了大量的能源。随着近年来房价持续上涨,高层建筑不断增多,要保障高层建筑的必要环境,暖通设备功率和数量也在不段增加,其能耗也不断增大。根据美国ARI标准和中国行业标准JB/T4329-97调查研究显示,中央空调系统只有不到10%的时间工作负荷在90%以上,在剩下的时间里,工作负荷在60%以上的只有不到1/3。这些数据表明,冷水机组往往处于半负荷状态,绝大部分能源都被浪费掉了。由于各个设备之间工作的性能曲线都不一致,因此,在冷水机组运行效率最高的点,水泵的能耗可能就较高,片面追求各个设备的最佳运行点是没有太大意义的,做好其整体的运行管理能带来比较客观的节能空间。考虑到目前的市场专业壁垒,制冷机房系统的主要部件--制冷主机,通常厂家出厂自带控制系统,而水泵,冷却塔等其他设备控制往往集成在BA系统中,整个机房在实际运营过程中大部分的操作均是手动设置或只做到联锁启停。此种方式会造成响应不及时、控制精度不足等问题,无法达到精细化管理的要求。因此,本文提出了机房群控的概念,通过引入第三方控制系统集成制冷主机、水泵、冷却塔等其他附属设备的控制,实现统筹管理并达到节能的目的。在新的控制系统中,水泵、冷却塔风机均采用变频节能控制,依靠PLC控制程序采集相关参数并计算,最终将输出指令发送至设备层执行,最终实现机房节能群控的策略。本文针对制冷机房节能群控系统进行了设计和分析,主要工作和研究成果如下:第一、针对目前市场上常见的空调系统进调查研究,分析当前市面上主流空调系统的状况,结合自身专业的天然优势,在节能群控方面进行研究并探索更节能、更稳定、更智能的群控策略。第二、对群控系统中涉及到的设备,如冷水主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机等设备进行电路深化设计,在冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机前端加装变频器,采用变流量的方式实现水泵变频与冷水机组、冷却塔相结合的控制策略。完成了冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机部分的电气接线图和PLC控制程序,并在完成冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机改造后,增加了与冷水主机联动程序,即通过跟踪冷水主机负荷波动实时调整冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的运行情况,满足不同负荷下,水泵及风机的运行需求。第三、在对冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机与冷水主机的联动关系改进后,建立机房BIM模型,通过机房BIM模型可以清楚地分析机房内的状况,找到冷水主机、冷冻水泵、冷却水泵和冷塔风机的位置以及管路的走向,并依据机房特点来制定相关控制策略,包括水温、水压传感器的安装数量及安装位置,水阀的数量及安装方式等,进而建立控制模型,从成百上千种运行组合方式中,找出能够满足此制冷负荷的、且整个空调系统总能耗最低的工作状态点。
冯智慧[8]（2019）在《基于特征识别的地源热泵输配系统优化运行研究》文中指出地源热泵空调系统因其显着的节能、环保优势在暖通空调领域得到迅速发展,但由于设计阶段常以最大负荷选型,实际运行过程中地源热泵空调系统长时间处于部分负荷工况下运行,导致以额定负荷下系统性能最佳为目标所设计的空调系统难以在部分负荷下高效运行,输配系统在部分负荷下能耗所占比例较高,存在进一步优化运行的潜力。本文采用特征识别方法建立地源热泵空调系统仿真模型,基于仿真模型研究输配系统运行优化策略,并应用输配系统优化策略进行全局优化,实现既有建筑地源热泵空调系统的优化运行。主要工作如下:（1）基于特征识别法建立地源热泵空调系统仿真模型。针对某既有建筑地源热泵空调系统,将各部件未知结构参数集总为特征参数,并建立数据采集系统,获取少量运行数据求解特征参数,建立基于特征识别的地源热泵空调系统仿真模型。将实测数据与模拟结果进行对比,验证模型的准确性,结果表明基于特征识别的空调系统仿真模型具有较高的精度,可用于空调系统优化运行策略研究。（2）提出基于特征识别仿真模型的输配系统优化运行策略。基于特征识别仿真模型研究输配系统在多台水泵并联时的管网与水泵特性,对比空调侧循环泵、地源侧循环泵在不同流量范围下采用不同变频策略的水泵运行总能耗与水泵效率,总结出地源侧与空调侧并联水泵在不同变频组合下的运行规律,由此得到地源侧与空调侧输配系统在不同流量范围内的最优并联变频策略,提出适用于实际地源热泵输配系统的优化运行策略。（3）基于输配系统优化运行策略,采用模式搜索法对地源热泵空调系统进行全局优化。以系统综合效率最优为目标,引入模式搜索算法对地源热泵空调系统进行优化,探讨不同负荷率下各运行参数最优值的变化规律。将本文提出的输配系统优化策略应用于全局优化中,获得既有空调系统在单台热泵机组运行时部分负荷下的优化运行策略。对比采用输配系统优化运行策略与未采用输配系统优化运行策略的空调系统全局优化结果,结果表明前者节能率相对后者高8%15%。
秦汉[9]（2019）在《变流量空调冷冻水系统管网特性及节能优化研究》文中指出集中空调系统通常根据峰值负荷设计,但在实际运行过程中,绝大部分时间都不是满负荷运行,变流量空调系统便是为了解决这一问题应运而生的。相比于定流量空调系统,变流量空调系统可以根据末端负荷变化,调整机组的制冷量,并且相应地改变水泵频率,进而调节系统流量以匹配末端负荷的变化,而不仅仅是改变通过末端设备的水量,从而减小水泵功耗。但同时流量的降低也可能导致冷水机组运行能效的下降。因此,在衡量变流量系统的能耗和节能效果时应考虑冷机EER、水泵效率、电动机效率及变频器效率等随负荷的变化情况。如何进一步提高水系统中各能耗设备的运行效率一直是业界所关注的焦点问题之一,日益受到研究者、设计者和运行管理者的高度重视。冷机—水泵组和水系统之间的联合优化设计,对空调品质、系统节能运行和环保效果等方面将产生重大影响。论文首先建立了一次泵变流量系统冷水机组和冷冻水泵的能耗模型。对于冷水机组,首先分析了压缩机、蒸发器和冷凝器等部件的换热和能耗特性,然后联合组建冷水机组通用能耗模型,随后结合一次泵变流量系统在不同控制策略和不同末端控制形式下的整体换热特性,分别建立相应的冷水机组能耗模型,最后分析了一次泵变流量系统中冷水机组能耗的主要影响因素。对于冷冻水泵,首先结合水泵特性曲线与管网系统的匹配关系,建立变频水泵通用能耗计算模型,然后分析了不同控制策略下管网的压差特性和水泵工作点的运行规律,分别建立起相应的变频水泵能耗模型。然后搭建了变流量集中空调系统实验台,开展对一机一泵制水系统在末端全为通断控制（实验1）和末端为通断控制与连续调节混合（实验2）的两种水系统型式分别在定干管压差和定温差两种控制策略下的实验研究,探究冷机和变频水泵的运行特性,并与理论分析相互印证。实验发现:（1）不同末端控制形式和不同控制策略对系统整体的换热特性造成不同的影响:定温差控制策略下,不同末端控制形式的冷冻水供回水温差基本处在45.5℃;定干管压差控制策略下,末端为通断控制的系统出现“大流量小温差”现象,末端为通断控制与连续调节混合的系统小温差现象减轻;不论在哪种末端控制形式和控制策略下系统整体换热特性均不同于单一盘管的换热特性。（2）冷机输入功率随负荷率的减小先降低而后升高,当负荷率在大于40%的区间时,冷机输入功率随负荷率的减小呈降低趋势,冷机EER变化较小;但是当负荷率继续减小到实验1工况5（LR<30%）时,冷机输入功率升高,出现“回弹”现象,此时冷机EER急剧降低。（3）不同末端控制形式和不同控制策略对系统整体水力特性的影响不同。定干管压差控制策略下,水泵运行较平稳,水泵工作点的分布符合控制曲线,其在通断控制和连续调节混合系统下的分布较全为通断控制系统下的更加均匀和连贯;而定温差控制策略下,水泵工作点受末端负荷率分布的均匀性影响较大,表现为不同工况下系统压差变化较大。（4）变频水泵输入功率随流量的减小而减小,且与流量呈二次幂关系。在各工况中定温差控制下水泵的输入功率均低于定干管压差控制或与之较接近,实验2中两种控制方式下水泵的节能率差距较实验1中有所缩小。（5）通过对比两种系统形式在两种控制策略下冷机与水泵综合能耗和综合节能率的异同,认为在衡量一次泵变流量系统的节能潜力时,只关注变频水泵的节能率可能会夸大系统的节能效果,并且定温差控制策略的节能效果并没有明显优于定干管压差控制策略。最后讨论了一次泵变流量水系统的设计和优化,一方面分析了一次泵变流量水系统最小流量的主要影响因素和确定方法;另一方面结合管网特性和水泵工作点变化规律,分析了理想的水泵特性曲线,使之更好地与管网相匹配,运行更加高效节能。
苏千劲[10]（2019）在《基于定冷冻水温差的空调末端设备节能控制策略研究》文中研究指明随着人们生活水平提高,我国建筑能耗呈现持续增长趋势,建筑节能挑战巨大。在有中央空调的建筑中,中央空调运行能耗非常高,超过建筑总能耗的60%。现代化白的快速发展,能源问题愈加紧张,这将制约经济可持续发展。节约公共建筑中央空调能耗迫在眉睫,中央空调系统为末端用户服务,末端设备是中央空调系统的主要组成部分。相关资料显示,末端设备的运行能耗高于系统的输送能耗,约占中央空调系统能耗的30%。中央空调系统中,通过调节末端设备冷冻水流量和风量可改变表面换热器的换热量,满足负荷变化的需求。由于空调系统设计按极端负荷考虑,加上工程项目可靠性要求和大部分的末端设备不具备水流量连续调节的功能,末端设备的冷冻水常出现“大流量、小温差”现象,而且由于用户负荷的差异性,每一终端设备之间的冷水供应和回流的温差也是不均匀的,以风机盘管为主的空调系统尤为明显。在采用冷冻水泵变频调节时,无论定温差调节或定压差调节,都是以供回水干管的集中效应为依据,与末端设备的实际运行状态有较大差异,调节效果受到制约。另外,目前空调系统节能研究中,往往忽略末端风机的节能,对末端设备送风系统能耗的关注不足。实际上,风机的控制方式对房间温度以及能耗的影响不容忽视,为满足室内的舒适性和进一步降低空调系统能耗,对末端设备采用更为有效的控制方式具有重要意义。表冷器内的热湿交换是一个复杂的、受多变量影响的过程,通过表冷器的冷冻水流量与空气流量对表冷器的换热量、空气出口温度及冷冻水出水温度具有极强的耦合性,各变量之间耦合程度高,解耦困难,如何实现冷冻水流量与送风量的同时调节使空调房间在达到舒适性的前提下,既能降低风机运行能耗,又能减少冷冻水流量从而降低水泵运行能耗,这是亟需解决的问题。基于上述思考,本文对表面换热器的机理进行深入研究,根据表面式换热器的工作原理和经典理论公式,详细地建立了中央空调的末端各个组成设备的物理模型,进一步地通过Matlab中的Simulink功能块建立了相应的仿真模型。通过模拟仿真研究冷冻水流量和送风量对表面换热器换热性能及冷冻水出水温度的影响,寻求参数变化影响换热过程的规律,得出表面换热器风水联调解耦的调节方法,提出一种基于空调末端设备表面换热器定温差控制的控制策略。通过系统仿真研究检验了控制策略的正确性,在此基础上,搭建了风机盘管实验系统,设计和开发了相应的控制器,通过实验验证本研究提出的风水联调的控制策略的正确性、可行性和节能性,实验结果与仿真研究一致性较好。本研究提出的表面换热器风水联调解耦的调节方法可用在实际工程中,不仅可以同时满足室温和冷冻水进出水温差的要求,控制效果和稳定性较好,当中央空调系统所有末端设备经过调节后,冷冻水系统供回水温差可得到保证,系统可以获得良好的调节特性,而且可降低风机和水泵的运行能耗。目前本文提出的这种表面式换热器的控制策略已经申请了发明专利,并在实审中。
二、中央空调的变频调速方案及节能机理（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、中央空调的变频调速方案及节能机理（论文提纲范文）
（1）基于群智能的航站楼空调冷却水系统节能控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于群智能的分布式算法及其应用研究 |
| 1.2.2 中央空调冷却水系统节能控制研究 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 基于群智能的航站楼空调冷却水控制系统 |
| 2.1 群智能建筑自动控制系统 |
| 2.1.1 群智能系统的能量流 |
| 2.1.2 群智能系统的信息流 |
| 2.1.3 群智能系统的优势 |
| 2.2 群智能仿真实验平台与工程案例 |
| 2.2.1 仿真实验平台 |
| 2.2.2 工程案例 |
| 2.3 小结 |
| 3 航站楼空调冷却水系统节能优化模型的建立 |
| 3.1 机电设备能耗模型的建立方法 |
| 3.2 冷水机组设备能耗模型的建立 |
| 3.3 冷却塔设备能耗模型的建立 |
| 3.3.1 冷却塔风机能耗模型 |
| 3.3.2 冷却塔排热量简化模型 |
| 3.4 冷却水泵设备能耗模型的建立 |
| 3.5 中央空调冷却水系统节能优化模型的建立 |
| 3.5.1 目标函数 |
| 3.5.2 关联约束条件 |
| 3.5.3 边界约束条件 |
| 3.5.4 节能优化模型建立 |
| 3.6 中央空调冷却水系统两类优化问题的分析 |
| 3.7 小结 |
| 4 基于群智能的冷却水系统运行参数节能优化算法研究 |
| 4.1 冷却水系统运行优化参数的选取 |
| 4.2 冷却水系统扩散优化问题描述 |
| 4.2.1 扩散优化问题 |
| 4.2.2 基于算子分裂的局部优化问题 |
| 4.3 群智能运行参数节能优化算法设计 |
| 4.3.1 分布式交替方向乘子法 |
| 4.3.2 分布式优化算法设计 |
| 4.4 案例研究与结果分析 |
| 4.4.1 算例背景 |
| 4.4.2 参数测试 |
| 4.4.3 结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 基于群智能的冷却水系统设备节能控制算法研究 |
| 5.1 冷却水系统分配优化问题描述 |
| 5.1.1 分配优化问题 |
| 5.1.2 并联冷却水泵的优化运行控制问题 |
| 5.1.3 并联冷却塔风机频率优化控制问题 |
| 5.2 分布式算法设计 |
| 5.2.1 ADMM-GBS算法 |
| 5.2.2 高斯罚函数改进ADMM-GBS算法 |
| 5.3 基于ADMGG的并联水泵节能优化控制算法 |
| 5.3.1 算法初始化 |
| 5.3.2 ADMGG正向预测 |
| 5.3.3 ADMGG反向矫正 |
| 5.3.4 迭代停止条件 |
| 5.4 并联水泵优化控制算法仿真验证 |
| 5.4.1 算例背景 |
| 5.4.2 参数测试 |
| 5.4.3 结果分析 |
| 5.5 基于ADMGG的并联冷却塔风机频率优化控制算法 |
| 5.6 小结 |
| 6 基于群智能的冷却水系统仿真实验及能效分析 |
| 6.1 群智能系统控制方案设计 |
| 6.1.1 实验路线 |
| 6.1.2 实验对比方案 |
| 6.1.3 仿真实验输入参数 |
| 6.2 结果分析与算法对比 |
| 6.3 小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文及成果 |
| 附录 |
| 致谢 |
（2）二次泵变流量空调冷冻水系统回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 变流量空调冷冻水系统控制策略的应用与研究现状 |
| 1.3.2 分数阶控制理论应用与研究现状 |
| 1.3.3 PSOA在控制领域的应用与研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 PI~λD~μ控制基础及MATLAB仿真 |
| 2.1 分数阶微积分基本理论 |
| 2.1.1 分数阶微积分的定义 |
| 2.1.2 分数阶微积分的性质 |
| 2.1.3 分数阶微积分算子近似描述 |
| 2.2 分数阶控制系统及PI~λD~μ控制器 |
| 2.2.1 分数阶控制系统的数学描述 |
| 2.2.2 PI~λD~μ控制器的数学描述 |
| 2.2.3 PI~λD~μ控制器的MATLAB实现 |
| 2.2.4 微积分阶次对控制系统性能的影响 |
| 2.2.5 PI~λD~μ控制器与PID控制器的控制性能比较分析 |
| 2.2.6 基于MATLAB的改进ITAE仿真平台的建立 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 改进粒子群优化算法 |
| 3.1 基本粒子群优化算法 |
| 3.1.1 BPSOA的基本原理 |
| 3.1.2 BPSOA的特点 |
| 3.1.3 BPSOA的实现流程 |
| 3.1.4 BPSOA的改进方向 |
| 3.2 改进粒子群优化算法 |
| 3.2.1 IPSOA的构建 |
| 3.2.2 IPSOA的实现流程 |
| 3.2.3 基于Sphere和 Rastrigin函数对IPSOA数值验证 |
| 3.2.4 基于IPSOA液位PID控制器参数整定效果的验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 二次泵变流量空调冷冻水系统自动控制设计 |
| 4.1 常见的几种空调冷冻水系统形式概述 |
| 4.1.1 一次泵定流量系统 |
| 4.1.2 一次泵变流量系统 |
| 4.1.3 二次泵变流量系统 |
| 4.2 水泵变速调节的节能原理 |
| 4.2.1 水泵变频调节 |
| 4.2.2 水泵的相似定律 |
| 4.3 二次泵变流量空调冷冻水系统控制方式 |
| 4.3.1 回水温度控制 |
| 4.3.2 干管定压差控制 |
| 4.3.3 末端定压差控制 |
| 4.4 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的建立 |
| 4.4.1 串级控制系统 |
| 4.4.2 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的构建 |
| 4.4.3 主要设备的选型计算 |
| 4.5 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统建模 |
| 4.5.1 回水温度被控对象的传递函数 |
| 4.5.2 供水流量被控对象的传递函数 |
| 4.5.3 回水温度和供水流量测量变送器的传递函数 |
| 4.5.4 回水温度PI~λD~μ控制器和供水流量PI~λ控制器的传递函数 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的数值仿真 |
| 5.1 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的运行模式 |
| 5.2 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的Simulink组态 |
| 5.3 回水温度PI~λD~μ和供水流量PI~λ控制器的参数整定及系统性能分析 |
| 5.3.1 基于IPSOA分数阶串级控制器参数整定流程 |
| 5.3.2 参数整定结果及系统性能分析 |
| 5.3.3 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统抗干扰性能分析 |
| 5.4 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制策略与其它控制方法比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 内容总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（3）集中空调冷水系统全面优化运行研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 集中空调冷水系统设备能耗模型及节能研究 |
| 1.2.2 集中空调冷水系统优化策略研究 |
| 1.2.3 国内外研究现状的总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 集中空调冷水系统水力工况实验台研制 |
| 2.1 实验台功能研究 |
| 2.1.1 实验台需求分析 |
| 2.1.2 实验台方案设计原理 |
| 2.2 实验台建设 |
| 2.2.1 实验台的配置 |
| 2.2.2 实验台搭建及调试 |
| 2.3 实验台误差分析 |
| 2.3.1 直接测量值误差分析 |
| 2.3.2 间接测量值误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 变频水泵机组的特征方程 |
| 3.1 变频水泵机组特征方程 |
| 3.1.1 流量特征方程 |
| 3.1.2 扬程特征方程 |
| 3.1.3 功率特征方程 |
| 3.2 变频水泵机组特征方程待定系数确定的实验方法 |
| 3.2.1 实验台准备 |
| 3.2.2 实验方法及步骤 |
| 3.3 闭式系统中变频水泵机组实验结果及分析 |
| 3.3.1 测试参数结果分析 |
| 3.3.2 待定系数分析与特征方程 |
| 3.4 开式系统中变频水泵机组实验结果及分析 |
| 3.4.1 测试参数结果分析 |
| 3.4.2 变频水泵机组开式系统特征方程 |
| 3.4.3 系统高差对水泵机组特征方程待定系数影响的理论分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 换热设备数学模型的建立与验证 |
| 4.1 冷水机组数学模型 |
| 4.1.1 冷水机组的水力模型 |
| 4.1.2 冷水机组性能系数数学模型 |
| 4.2 风机盘管与冷却塔数学模型 |
| 4.2.1 风机盘管数学模型 |
| 4.2.2 冷却塔的数学模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 冷冻水一级泵子系统变流量优化运行研究 |
| 5.1 冷冻水子系统物理模型的建立 |
| 5.1.1 冷冻水子系统物理模型 |
| 5.1.2 冷冻水子系统主要设备 |
| 5.2 冷冻水子系统设备调节控制模式 |
| 5.2.1 末端用户的负荷特性及控制 |
| 5.2.2 冷冻水子系统控制模式研究 |
| 5.3 冷冻水子系统水力工况模拟 |
| 5.3.1 实验与模拟方法 |
| 5.3.2 实验与模拟结果分析 |
| 5.4 冷冻水子系统节能优化运行模拟 |
| 5.4.1 冷冻水子系统节能优化数学模型 |
| 5.4.2 模拟结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 冷却水子系统变流量优化运行研究 |
| 6.1 冷却水子系统物理模型的建立 |
| 6.1.1 冷却水子系统物理模型 |
| 6.1.2 冷却水子系统主要设备 |
| 6.2 冷却水子系统及设备调节控制模式 |
| 6.2.1 冷却水子系统基准运行模式确定 |
| 6.2.2 冷水机组等设备的调节控制模式 |
| 6.3 冷却水子系统节能优化运行模拟 |
| 6.3.1 冷却水子系统节能优化数学模型 |
| 6.3.2 模拟结果及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 集中空调冷水—级泵系统全面优化运行模拟研究 |
| 7.1 集中空调冷水系统物理模型的建立 |
| 7.1.1 集中空调冷水系统物理模型及运行模式 |
| 7.1.2 集中空调冷水系统运行模式 |
| 7.2 集中空调冷水系统节能优化运行模拟 |
| 7.2.1 集中空调冷水系统优化运行能耗数学模型 |
| 7.2.2 集中空调冷水系统模拟结果及分析 |
| 7.2.3 集中空调冷水系统全面优化运行措施简述 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）基于负荷预测的酒店中央空调水系统运行优化方法及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 一次泵变流量系统节能研究 |
| 1.2.2 一次泵变流量系统优化运行研究 |
| 1.2.3 中央空调系统建模方法研究 |
| 1.2.4 基于数据挖掘的中央空调系统负荷预测研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 第二章 基于支持向量回归模型的酒店中央空调运行负荷预测 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 酒店及中央空调系统设备信息 |
| 2.1.2 能耗监测平台介绍 |
| 2.2 基于数据挖掘的空调系统负荷预测方法 |
| 2.2.1 负荷预测流程 |
| 2.2.2 支持向量回归原理 |
| 2.2.3 数据预处理方法 |
| 2.2.4 支持向量回归模型的超参数 |
| 2.2.5 预测结果评价指标 |
| 2.3 负荷预测模型建立 |
| 2.3.1 软件介绍 |
| 2.3.2 求解步骤 |
| 2.4 负荷预测结果与分析 |
| 2.4.1 数据预处理结果 |
| 2.4.2 负荷预测模型总结 |
| 2.4.3 负荷预测结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 水系统设备能耗模型建立 |
| 3.1 最小二乘法原理 |
| 3.2 空调水系统模型基础 |
| 3.2.1 冷水机组模型 |
| 3.2.2 变频水泵模型 |
| 3.2.3 冷却塔模型能耗 |
| 3.3 模型参数辨识 |
| 3.3.1 软件介绍 |
| 3.3.2 求解步骤 |
| 3.4 模型辨识与结果分析 |
| 3.4.1 冷水机组能耗模型 |
| 3.4.2 变频水泵能耗模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 水系统设备节能特性研究 |
| 4.1 冷水机组节能特性分析 |
| 4.1.1 离心式冷水机组节能原理 |
| 4.1.2 冷凝温度对冷水机组性能的影响 |
| 4.1.3 蒸发温度对冷水机组性能的影响 |
| 4.1.4 负荷率与进出水温差对冷水机组性能的影响 |
| 4.2 水泵节能特性分析 |
| 4.2.1 水泵性能曲线与水泵相似定律 |
| 4.2.2 水泵调速策略对水泵能耗的影响 |
| 4.3 冷却塔节能特性分析 |
| 4.3.1 冷却塔热力过程分析 |
| 4.3.2 冷却塔热力模型分析 |
| 4.3.3 冷却塔性能评价指标 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 冷水机组运行参数对其性能的影响 |
| 4.4.2 水泵调速方式对其能耗的影响 |
| 4.4.3 冷却塔冷却效率影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水系统节能控制优化研究 |
| 5.1 水系统能耗优化函数 |
| 5.1.1 优化控制参数 |
| 5.1.2 优化函数约束条件 |
| 5.2 优化函数求解 |
| 5.2.1 软件介绍 |
| 5.2.2 求解步骤 |
| 5.3 酒店空调系统单日优化分析 |
| 5.3.1 运行参数优化结果 |
| 5.3.2 水系统能耗分析 |
| 5.3.3 各设备用能分析 |
| 5.3.4 冷水机组与水系统能效分析 |
| 5.4 酒店空调系统不同负荷率优化分析 |
| 5.4.1 运行参数优化结果 |
| 5.4.2 水系统能耗分析 |
| 5.4.3 冷水机组与水系统能效分析 |
| 5.4.4 优化策略节能率与空调系统负荷率 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 论文创新之处 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）应用Wankel泵的地源热泵冷却水系统变流量改造研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地源热泵变流量国内研究现状 |
| 1.2.2 地源热泵变流量国外研究现状 |
| 1.3 现状与不足 |
| 1.4 主要研究内容、技术路线和创新点 |
| 1.4.1 本文主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.4.3 主要创新点 |
| 第二章 地源热泵冷却水控制系统改造分析 |
| 2.1 地源热泵系统效率影响因素 |
| 2.2 冷却水控制方法 |
| 2.2.1 基于冷却水温度的温差控制 |
| 2.2.2 基于冷却水温度的定温控制 |
| 2.2.3 基于冷却水压力的压差控制 |
| 2.3 换热模型的构建 |
| 2.3.1 制冷剂在冷凝器中的能量变化 |
| 2.3.2 制冷剂在冷凝器中的能量变化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 冷却水泵送设备的改造与研究 |
| 3.1 地源热泵冷却水泵组分析 |
| 3.1.1 当前地源热泵冷却水泵送系统的不足 |
| 3.1.2 Wankel泵引入地源热泵冷却水泵组 |
| 3.2 Wankel泵的工作特性 |
| 3.2.1 Wankel泵的工作原理 |
| 3.2.2 Wankel泵的结构 |
| 3.2.3 Wankel泵实验设计 |
| 3.2.4 Wankel泵实验系统组成及要求 |
| 3.2.5 SDU-1.5D-56型Wankel泵的室内实验数据分析 |
| 3.3 离心泵的理论基础 |
| 3.4 离心泵与Wankel泵并联运行策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 地埋管换热模型的建立与研究 |
| 4.1 双U型管钻孔内准三维导热模型 |
| 4.2 现场地源热物性测试 |
| 4.2.1 测试原理 |
| 4.2.2 测试设备 |
| 4.2.3 实验设计 |
| 4.2.4 实验结果及分析 |
| 4.2.5 实验数据处理 |
| 4.3 双U型管传热模型 |
| 4.3.1 COMSOL简介 |
| 4.3.2 地埋管模型的建立与验证 |
| 4.3.3 地埋管网换热模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Wankel泵参与的地源热泵冷却水变流量控制模拟 |
| 5.1 夏季建筑冷负荷计算 |
| 5.2 热泵机组内能量传递与变化 |
| 5.3 地埋管及热泵装备沿程阻力分析 |
| 5.3.1 地埋管产生的管道阻力 |
| 5.3.2 换热器沿程阻力 |
| 5.4 管网分区控制 |
| 5.5 冷却水泵控制策略的物理描述 |
| 5.6 基于混杂系统的冷却水泵控制模型建立 |
| 5.6.1 混杂系统简介 |
| 5.6.2 地源热泵冷却水系统的模型的数学描述 |
| 5.7 地源热泵冷却水泵的控制策略 |
| 5.8 算例分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与的项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）基于变频技术在超高层公共建筑空调系统中节能研究与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国外研究现状 |
| 1.2.1 变频冷水机组 |
| 1.2.2 变频水泵 |
| 1.3 国内研究现状 |
| 1.3.1 变频冷水机组 |
| 1.3.2 变频水泵 |
| 1.3.3 变频技术在空调系统中的应用 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 2 变频空调系统理论基础 |
| 2.1 变频设备基础理论 |
| 2.1.1 变频冷水机组基础理论 |
| 2.1.2 变频水泵基础理论 |
| 2.1.3 变频空调机组基础理论 |
| 2.1.4 变频器基础理论 |
| 2.2 BMS楼宇自控系统基础理论 |
| 2.2.1 控制器原理 |
| 2.2.2 自动控制结构形式 |
| 2.2.3 控制规律 |
| 2.3 流体力学基础理论 |
| 2.3.1 水系统水利计算基本理论 |
| 2.3.2 风系统水利计算基本理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 变频空调系统设计与选型 |
| 3.1 课题工程背景介绍 |
| 3.2 空调系统设计说明 |
| 3.2.1 系统设计基本参数 |
| 3.2.2 中央制冷系统 |
| 3.2.3 中央采暖系统 |
| 3.2.4 冷冻/釆暖水分配输送系统 |
| 3.2.5 采暖/空调通风系统 |
| 3.3 空调冷源设计 |
| 3.4 循环水泵设计及选型 |
| 3.5 空调机组设计及选型 |
| 3.6 BMS系统整体设计 |
| 3.6.1 冷热源系统控制 |
| 3.6.2 空调机组系统控制 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 空调及BMS系统调试 |
| 4.1 调试准备 |
| 4.1.1 调试仪器 |
| 4.2 单机调试 |
| 4.2.1 空调机组试运转 |
| 4.2.2 空调水系统冲洗 |
| 4.2.3 水泵单机试运转 |
| 4.2.4 冷水机组调试 |
| 4.2.5 设备的联动及平衡调试 |
| 4.3 BMS系统调试 |
| 4.3.1 空调机组BMS系统调试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 建筑能耗模拟分析 |
| 5.1 建筑能耗模拟分析概述 |
| 5.1.1 软件介绍 |
| 5.1.2 软件特点 |
| 5.1.3 分析方法 |
| 5.1.4 分析过程 |
| 5.2 空调模型建立 |
| 5.2.1 冷机模型 |
| 5.2.2 水泵模型 |
| 5.2.3 空调机组风机模型 |
| 5.2.4 模型参数的辨识 |
| 5.3 大型公共建筑空调系统能耗模拟结果分析 |
| 5.3.1 模拟时的气象数据 |
| 5.3.2 模拟能耗与实际能耗对比及分析 |
| 5.4 空调系统模拟结果及分析 |
| 5.4.1 设计日逐时冷负荷 |
| 5.4.2 制冷期逐时冷负荷 |
| 5.4.3 结果分析 |
| 5.4.4 节能措施研究模拟结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（7）制冷机房群控系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景 |
| 1.1.1 建筑节能的现状 |
| 1.1.2 制冷机房的现状 |
| 1.2 制冷机房自动控制技术的发展与现状 |
| 1.3 制冷机房的PLC控制技术 |
| 1.4 本文研究的内容 |
| 第二章 制冷机房节能群控系统分析 |
| 2.1 中央空调系统的组成结构 |
| 2.2 中央空调系统的能耗分析 |
| 2.2.1 制冷主机的节能分析 |
| 2.2.2 水循环系统的节能分析 |
| 2.2.3 冷却塔系统的节能分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 制冷机房节能群控系统的方案设计 |
| 3.1 项目分析 |
| 3.2 项目概况 |
| 3.2.1 空调水系统老化,沿程阻力大 |
| 3.2.2 空调主机内部内部铜管结垢 |
| 3.2.3 空调水泵风机定频工作 |
| 3.2.4 控制系统集成度低 |
| 3.3 节能群控系统的方案设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 制冷机房节能群控系统的控制策略 |
| 4.1 空调水系统的控制 |
| 4.1.1 制冷机房整体节能控制策略 |
| 4.1.2 冷水机组控制策略 |
| 4.1.3 冷冻水泵控制策略 |
| 4.1.4 冷却水泵控制策略 |
| 4.1.5. 冷却塔风机控制策略 |
| 4.1.6 压差旁通电动调节阀控制策略 |
| 4.2 本章小结 |
| 第五章 制冷机房节能群控系统的设计与实现 |
| 5.1 控制模型 |
| 5.2 设计思路 |
| 5.3 主要设备元器件选型 |
| 5.3.1 西门子S7-1500系列控制器 |
| 5.3.2 昆仑海岸JWB**系列温度传感器 |
| 5.3.3 搏力谋22WP系列压力传感变送器 |
| 5.3.4 博思曼TDS系列电磁流量计 |
| 5.3.5 西门子QFA**系列室外型温湿度传感器 |
| 5.3.6 昆仑通态TPC1561HI系列触摸屏 |
| 5.3.7 LS品牌ABS200系列断路器 |
| 5.3.8 施耐德TeSys(?)接触器+热继电器 |
| 5.3.9 施耐德RXM中间继电器 |
| 5.3.10 ABB ACS510系列高性能闭环矢量变频器 |
| 5.4 主控PLC程序设计 |
| 5.5 系统人机界面设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 制冷机房节能群控系统测试 |
| 6.1 单机调试 |
| 6.2 联机调试 |
| 6.3 群控系统性能检测报告 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文、项目情况 |
| 致谢 |
（8）基于特征识别的地源热泵输配系统优化运行研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地源热泵空调系统仿真研究 |
| 1.2.2 空调系统优化策略研究 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第二章 基于特征识别的地源热泵空调系统仿真模型建立 |
| 2.1 地源热泵空调系统工程概况 |
| 2.2 基于特征识别的地源热泵空调系统各部件模型 |
| 2.2.1 地源热泵机组模型 |
| 2.2.2 地埋管换热器模型 |
| 2.2.3 流体输送设备模型 |
| 2.3 系统模型构建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于特征识别的地源热泵空调系统仿真模型验证 |
| 3.1 数据采集系统 |
| 3.2 模型验证与分析 |
| 3.2.1 地源热泵性能模型验证 |
| 3.2.2 水泵性能模型验证 |
| 3.2.3 输送管路性能模型验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 部分负荷下地源热泵输配系统优化策略研究 |
| 4.1 输配系统流量调节方式 |
| 4.2 变频水泵性能模型 |
| 4.2.1 单台变频水泵性能模型 |
| 4.2.2 多台并联变频水泵性能模型 |
| 4.2.3 水泵变频调速范围 |
| 4.3 输配系统多台水泵并联变频优化策略研究 |
| 4.3.1 地源侧循环泵不同变频组合性能仿真研究 |
| 4.3.2 空调侧循环泵不同变频组合性能仿真研究 |
| 4.4 既有建筑地源热泵输配系统优化运行策略 |
| 4.4.1 地源侧循环泵优化运行策略 |
| 4.4.2 空调侧循环泵优化运行策略 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 部分负荷下地源热泵空调系统运行优化策略研究 |
| 5.1 优化运行目标函数 |
| 5.2 约束条件限制 |
| 5.3 空调系统优化算法 |
| 5.4 地源热泵空调系统全局优化策略 |
| 5.5 基于输配系统优化的地源热泵空调系统综合优化策略 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的成果 |
（9）变流量空调冷冻水系统管网特性及节能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 变流量空调系统概述 |
| 1.2.1 变流量空调水系统形式 |
| 1.2.2 变流量控制策略原理 |
| 1.2.3 水阀控制类型 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 变流量系统设备能效及节能效果 |
| 1.3.2 冷冻水系统管网整体特性 |
| 1.4 存在的问题及本文研究主要内容 |
| 1.4.1 存在的问题 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 冷冻水系统设备能耗模型的建立和分析 |
| 2.1 冷水机组能耗模型 |
| 2.1.1 冷水机组基础理论 |
| 2.1.2 不同控制策略下冷机的能耗模型 |
| 2.2 水泵能耗模型 |
| 2.2.1 水泵性能曲线 |
| 2.2.2 水泵与管网系统的匹配 |
| 2.2.3 不同控制策略下水泵的能耗模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 变流量空调系统实验台的搭建 |
| 3.1 实验台概况 |
| 3.1.1 实验台空调系统概况 |
| 3.1.2 实验台控制系统概况 |
| 3.2 实验台系统运行调试 |
| 3.2.1 传感器的准确性检验 |
| 3.2.2 实验台系统运行调试 |
| 3.3 实验方案 |
| 3.3.1 实验目的 |
| 3.3.2 实验工况 |
| 3.4 自控系统设置 |
| 3.4.1 定温差控制实验 |
| 3.4.2 定干管压差控制 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 一次泵变流量系统实验研究 |
| 4.1 实验1末端通断控制系统的实验结果分析 |
| 4.1.1 水系统整体换热特性 |
| 4.1.2 冷水机组运行特性 |
| 4.1.3 变频水泵运行特性 |
| 4.2 实验2末端通断控制和连续调节混合系统的实验结果分析 |
| 4.2.1 水系统整体换热特性 |
| 4.2.2 冷水机组运行特性 |
| 4.2.3 变频水泵运行特性 |
| 4.3 冷水机组和变频水泵综合能耗对比结果 |
| 4.3.1 实验1末端通断控制系统 |
| 4.3.2 实验2末端通断控制和连续调节混合系统 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 一次泵变流量水系统优化设计 |
| 5.1 系统流量下限的设定分析 |
| 5.1.1 变流量冷水机组最小流量 |
| 5.1.2 变频水泵最小流量 |
| 5.1.3 系统最小流量的确定方法 |
| 5.2 对理想水泵性能曲线的分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的论文及专利目录 |
| B 作者在攻读硕士学位期间参与的主要科研目录 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（10）基于定冷冻水温差的空调末端设备节能控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外中央空调末端设备运行控制发展现状 |
| 1.2.1 表冷器中风机的调节方式 |
| 1.2.2 基于末端“大流量小温差”研究 |
| 1.2.3 中央空调系统末端设备运行控制的研究 |
| 1.3 研究意义及目的 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 中央空调系统末端设备换热物理模型及Simulink模型 |
| 2.1 中央空调末端系统概述 |
| 2.2 表面式换热器模型 |
| 2.2.1 表面式换热器工作原理 |
| 2.2.2 表冷器换热物理模型和仿真模型 |
| 2.2.3 析湿系数物理模型及仿真模型 |
| 2.2.4 换热量物理模型及仿真模型 |
| 2.2.5 表冷器Simulink模型连接与封装 |
| 2.3 水阀模型 |
| 2.3.1 水阀物理模型 |
| 2.3.2 水阀的Simulink仿真模型 |
| 2.4 风机模型 |
| 2.4.1 风机物理模型 |
| 2.4.2 风机的仿真模型 |
| 2.5 控制器模型 |
| 2.5.1 控制器概述 |
| 2.5.2 风机控制器模型 |
| 2.5.3 水阀控制器模型 |
| 2.6 空调房间温度模型 |
| 2.6.1 空调房间温度物理模型 |
| 2.6.2 空调房间的温度仿真模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 表面式换热器换热过程仿真模拟研究 |
| 3.1 仿真模型测试 |
| 3.1.1 表面式换热器标准工况仿真测试 |
| 3.2 空调末端系统仿真模型测试 |
| 3.2.1 空调末端系统仿真模型连接 |
| 3.2.2 仿真模型测试 |
| 3.3 单变量调节对表面换热器换热量影响仿真研究 |
| 3.3.1 调节冷冻水流量对表面换热器换热量影响的仿真研究 |
| 3.3.2 冷冻水流量对换热量影响的敏感区域分析 |
| 3.3.3 调节送风量对表面换热器换热量影响的仿真研究 |
| 3.3.4 送风量对换热量影响的敏感区域分析 |
| 3.3.5 换热量受冷冻水流量和风量影响的综合分析 |
| 3.4 单变量调节对冷冻水出水温度影响的仿真研究 |
| 3.4.1 调节冷冻水流量对冷冻水出水温度影响的仿真研究 |
| 3.4.2 调节送风量量对冷冻水出水温度影响的仿真研究 |
| 3.4.3 变冷冻水流量和变风量对表冷器出水温度影响的仿真对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 中央空调末端系统定温差控制的节能优化控制策略 |
| 4.1 基于定温差的控制策略研究 |
| 4.1.1 基于定温差的控制策略的提出 |
| 4.1.2 基于定冷冻水温差的空调末端设备控制策略 |
| 4.2 基于定冷冻水温差的空调末端设备控制策略仿真研究 |
| 4.2.1 基于定冷冻水温差的空调末端设备控制策略仿真模型的建立 |
| 4.2.2 基于定冷冻水温差的空调末端设备控制策略的调节性能分析 |
| 4.3 基于定冷冻水温差的空调末端设备控制策略的节能性分析 |
| 4.3.1 风机能耗分析 |
| 4.3.2 冷冻水泵输送能耗分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 末端系统定温差控制的节能优化控制策略实验研究 |
| 5.1 基于定温差调节的风机盘管控制器设计方案 |
| 5.1.1 研究概述 |
| 5.1.2 技术方案 |
| 5.1.3 控制器样机操作 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.2.1 实验目的 |
| 5.2.2 实验内容 |
| 5.2.3 实验步骤 |
| 5.2.4 实验过程原始记录 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 实验结果汇总 |
| 5.3.2 控制效果分析 |
| 5.3.3 节能效果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、中央空调的变频调速方案及节能机理（论文参考文献）
- [1]基于群智能的航站楼空调冷却水系统节能控制策略研究[D]. 陈时羽. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [2]二次泵变流量空调冷冻水系统回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统的数值研究[D]. 赵春润. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]集中空调冷水系统全面优化运行研究[D]. 宋一平. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]基于负荷预测的酒店中央空调水系统运行优化方法及其应用研究[D]. 汪凯文. 安徽工业大学, 2020(07)
- [5]应用Wankel泵的地源热泵冷却水系统变流量改造研究[D]. 王子昂. 山东大学, 2020(12)
- [6]基于变频技术在超高层公共建筑空调系统中节能研究与分析[D]. 尤子威. 沈阳建筑大学, 2020(05)
- [7]制冷机房群控系统设计与实现[D]. 王常博. 扬州大学, 2020(04)
- [8]基于特征识别的地源热泵输配系统优化运行研究[D]. 冯智慧. 东南大学, 2019(05)
- [9]变流量空调冷冻水系统管网特性及节能优化研究[D]. 秦汉. 重庆大学, 2019(01)
- [10]基于定冷冻水温差的空调末端设备节能控制策略研究[D]. 苏千劲. 广州大学, 2019(01)