变风量空调系统全年运行工况特性分析

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1、中文摘要本文以办公楼的变风量(VAV)空调系统为研究对象，从节能和系统控制的角度，对建筑全年能耗和变风量系统的控制特性展开了理论模拟和实验研究，重点计算和分析了建筑全工况负荷变化规律和不同静压控制方式下变风量空调系统的性能和运行规律。主要研究内容包括：1．办公楼全工况负衙模拟分析：采用热平衡法模拟建筑热过程及负荷变化规律，重点对建筑内、外区负荷分布特点以及逐时变化规律进行了模拟研究，得到各空调分区全工况负荷变化情况。通过模拟发现，各朝向外区间逐时负荷也有较大差异，所以对建筑分区考虑冷负荷，合理设计和布置空调系统显得十分重

2、要。2．不同静压控制方式下变风量空调系统特性分析：针对变风量空调系统的风系统建立相应模型，模拟风道管网、VAV末端控制过程、风机运行特性及能耗，并将建筑负荷与VAV控制系统模拟相耦合，考虑建筑墙体内表面的蓄热对空调房间室内温度动态反应的影响，采用热网络模型和传递函数法推导了墙体内表而热容理论计算式，并将热容影响一项加到空调房间模型中。分析了定静压控制和变静压控制控制方式卜-，室内温、湿度变化情况和风机能耗变化。模拟结果表明，变静压控制方式比定静压控制节能，在冬季工况平均节能505％，夏季工况平均节能8％。3．不同风管布置

3、形式F变风量空调系统特性分析：分析了在不同的风管布置形式下，风机能耗和室内热环境的特性。考虑了对称双管布置、不对称双管布置和单管布置三种空调系统，室内温、湿度变化情况和风机能耗。模拟结果表明，单管系统的阻力损失较大，阻力损失最小的是对称的双管系统。但是剥于非剥称的双管系统，由于管段设计的不对称性，使得系统风量控制出现一定的震荡。4．变风量空调系统实验研究：对香港地区某办公楼的变风量空调系统进行了实地测试，分别测试了夏季冬季工况下，采用两种静压控制方式时，系统风机能耗、风机流量、室内各区温度、风阀全开个数，风管静压等参数变

4、化规律。比较了变静压控制方式节能效果，分析了运行中存在的问题，以及影响变风量系统节能效果的因素。同时实验数据与模拟结果的比较也为论证模拟程序的可靠性提供了相应依据。关键词：建筑负荷模拟：变风量系统；静压控制；热网络模型ABSTRACTInthisdissertationanofficebuildingvariableairvolumesystemperformancewasanalyzedintheviewofenergyefficiencyandsystemcontr01．Theannualcoolingloadsan

5、dcontrolperformancewithdifferentductstaticpressurecontrolwerepredictedandtested．Andthemaincontentareasfollowing．1．Researchofanofficebuildingannualcoolingloads：Themulti-zonecoolingloadsandchangingwiththetimewerepresentedandcompared．Theresultsindicated‘thatthehourl

6、ycoolingloadsdifferencebetweenzoneswasgreatwhichmakesimportanttodividedifferentzonesintheVAVair—conditioningsystemdesign．2．ModelingofVAVair—conditioningsystemwithdifferentcontrolmethod：AsimulationprogramofⅥWair-conditioningincludingductnetworks，VAVboxes，fancompon

7、entswaspresentedwhichcouldbegenerallyusedtopredictthesystemcontrolperformanceandfanpowerundertheconsiderationofannualcoolingloads．Thebuildingthermalnetworksanalyticaltheoryandconductiontransferfunctionwereintroducedtodeducetheformulaofthermaladmittanceforbuilding

8、enclosurewhichwasaddedtothezonemodelforHVACsystemsimulation．Twokindsstaticpressurecontrolmethodwerepresented．Thezonetemperature，humidityandfanpowerwerepredicte