隨著人們在室內(nèi)度過的時間日益增多,對室內(nèi)舒適性和空氣質(zhì)量的要求也在不斷提高。辦公建筑中的中央空調(diào)系統(tǒng)是實現(xiàn)上述要求的重要手段,但由于其設(shè)備群體龐大、系統(tǒng)運行復(fù)雜,在營造舒適與健康環(huán)境的同時,消耗了大量的能源,其能耗在建筑能耗中占比達50%以上。因此,在兼顧室內(nèi)環(huán)境舒適性與空氣質(zhì)量的同時,降低室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)能源消耗的研究具有重要意義。傳統(tǒng)的同時滿足建筑室內(nèi)舒適與節(jié)能目標的研究中大多以單一變量或單個設(shè)備的能量平衡來建立模型,缺乏準確數(shù)學(xué)模型來作為優(yōu)化基礎(chǔ);節(jié)能優(yōu)化方法單一,效果不理想;舒適性-能耗目標研究多采用帕累托方法,具有一定局限性;因此,論文針對目前建筑室內(nèi)舒適與節(jié)能環(huán)境中存在的問題,建立了數(shù)學(xué)模型,針對節(jié)能優(yōu)化方法、舒適性-能耗目標優(yōu)化策略以及室內(nèi)舒適與節(jié)能環(huán)境控制方法三個問題進行了研究。首先,建立了由空氣處理單元調(diào)節(jié)的建筑室內(nèi)空間動態(tài)模型,該模型分析了室內(nèi)空間以及空氣處理單元的質(zhì)量、能量平衡關(guān)系,采用實例對其有效性和可行性進行驗證。在該模型的基礎(chǔ)上,以關(guān)鍵自由度取值范圍和空氣處理單元正常運行條件為約束,以最小能耗為目標,提出了基于舒適區(qū)的節(jié)能優(yōu)化方法。為證明所提優(yōu)化方法的普遍性... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)框圖

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文92建筑室內(nèi)環(huán)境模型由于室外條件復(fù)雜且在不斷的變化，因此建筑室內(nèi)環(huán)境的優(yōu)化控制問題具有變量多、非線性的特征，而實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的舒適性、能耗最小化等目標的基礎(chǔ)是對室內(nèi)環(huán)境的準確建模。目前，對于室內(nèi)環(huán)境的數(shù)學(xué)模型已經(jīng)有許多學(xué)者進行了探索。然而，大多數(shù)研究都集中在個別設(shè)備和變量上，如空氣處理裝置、冷水機組、濕度和空氣質(zhì)量，缺乏綜合的角度，且模型不夠全面，大多以能量守恒為主，未考慮到質(zhì)量守恒。2.1中央空調(diào)系統(tǒng)原理2.1.1中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成一般來說，中央空調(diào)系統(tǒng)由主機(冷源或熱源)、風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、空氣處理設(shè)備和控制系統(tǒng)組成[44]。整個系統(tǒng)的運行示意圖如圖2.1所示。圖2.1中央空調(diào)系統(tǒng)運行示意圖（1）中央空調(diào)主機中央空調(diào)主機通常為冷源設(shè)備和熱源設(shè)備，其中，常用冷源設(shè)備為冷水機組，常用的熱源設(shè)備有熱泵和鍋爐等，是實現(xiàn)環(huán)境調(diào)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備。雖然中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備眾多，各設(shè)備之間的匹配和工況復(fù)雜，但是總的可以分為夏季和冬季兩個工況即需要供冷或供暖的情況。由于夏季空氣燥熱，因此空調(diào)主機在夏季工況時，需要為空調(diào)系統(tǒng)提供冷量，降低送入房間內(nèi)風(fēng)的溫度。由于制冷是中央空調(diào)的至關(guān)重要的功能，因此制冷系統(tǒng)的性能直接影響整個中央空調(diào)系統(tǒng)的高效、合理、

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.2AHU結(jié)構(gòu)圖空氣處理設(shè)備的具體工作過程為：經(jīng)過新風(fēng)機組處理的室外新風(fēng)與室內(nèi)部分回風(fēng)混合而成的混合風(fēng)經(jīng)過過濾段后進入風(fēng)機盤管即圖2.2中的表冷段和風(fēng)機段，這樣過濾掉了微塵和雜質(zhì)后的混合風(fēng)與冷凍水在風(fēng)機盤管中進行熱交換形成冷空氣，風(fēng)機將其送入均流段，消聲器進行靜音處理之后送入室內(nèi)，滿足室內(nèi)設(shè)置的空氣參數(shù)要求。（5）中央空調(diào)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是一個完整的中央空調(diào)系統(tǒng)不可缺少的部分。然而室內(nèi)的負荷總是在不斷變化的即處于一個動態(tài)的過程，這是由于影響室內(nèi)環(huán)境的因素在一直變化，比如：人員、室外環(huán)境等。因此，中央空調(diào)控制系統(tǒng)需要在室內(nèi)負荷變化時，及時對空調(diào)房間內(nèi)的溫度、濕度及其他空氣參數(shù)進行檢測，通過改變中央空調(diào)的送風(fēng)溫度、送風(fēng)量等系統(tǒng)工況參數(shù)來調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，以滿足室內(nèi)人員舒適要求。中央空調(diào)系統(tǒng)中控制調(diào)節(jié)裝置眾多，為了使系統(tǒng)能夠更加安全高效的工作，除了需要精確調(diào)節(jié)與控制室內(nèi)環(huán)境參數(shù)外，實時地調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)的熱工參數(shù)也是非常必要的，比如：冷卻水溫度和流量、風(fēng)系統(tǒng)管道的送風(fēng)壓力、冷凍水溫度和流量等影響著系統(tǒng)冷卻塔的散熱、設(shè)備安全運行、空氣調(diào)節(jié)效果等。這些眾多的控制部分共同工作，對設(shè)備合理匹配，對各種參數(shù)進行調(diào)節(jié)，相互協(xié)調(diào)完成控制任務(wù)。外界環(huán)境與室內(nèi)負荷需求處于不斷變化的條件下，中央空調(diào)系統(tǒng)的這種實時調(diào)節(jié)能力使得相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)也相對及時。而為系統(tǒng)提供更為合理的相關(guān)參數(shù)設(shè)定值就是優(yōu)化中央空調(diào)系統(tǒng)的目的，優(yōu)化后的中央空調(diào)系統(tǒng)在滿足控制目標的前提下，能夠在高效的工作點運行，在保證安全的同時達到降低能耗、節(jié)省成本的目的。

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本文編號：3393705