JZQK0103EnergyBuildings174(571)翻译

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1、针对提高舒适性和最小化的能源利用率的暖通空调控制策略马修斯E.H.*,1，博塔C.P.1，阿恩特D.C.1,马兰A.机械工程部商业研究中心Potchefstroom大学，邮政信箱2156，南非斯凯岛00432000年12月22日收到,2001年3月25日接受摘要:良好的供暖、通风和空调(HVAC)控制系统保证了舒适度。它通常也是提高空调建筑能源效用的最有效途径。在这篇文章中，比勒陀利亚大学用新的控制策略带来的舒适性的增强和节能潜力确定了人类科学建筑。一个新的软件工具，快速控制，被用于完成复杂和充分综合的建筑、暖通空调和控制模拟。调查研究

2、了不同的控制策略，包括空气旁路，重置控制，后退控制，提高了启动—停止时间，节热器控制和二氧化碳控制。这种模拟模式相对于用来确保准确性和改进模拟的真实性首先被验证。这在确保舒适性和预测暖通空调节能百分之六十上是可行的。它是在为期九个月的投资回报中得到的结果。准备输入数据花费大约两天时间，同时建立模拟模型额外花费一天时间。对于完全集成建筑的典型运行时间，暖通空调系统和控制模拟在一台英特尔奔腾133兆赫兹的个人电脑上大约每天花费90秒。关键词:暖通空调系统综合动态仿真分析能源改进研究节能潜力1.介绍在全球范围内能源消耗对于政策制定者而言成为一

3、个重要的话题。主要原因在于世界能源需求在未来30年内期望的巨大增加导致环境压力的进一步拉紧[1]。除了全球的关注度增加外，能源消耗的逐渐扩大使得节能成为建筑所有者唯一的选择。更多的能量利用有效的建筑因此不仅可以为所有者得到财政奖励，而且能够减少温室气体的产生。研究显示，在南非，所有能够利用的市政电能，大约百分之二十被用在商业和办公建筑[2]。进一步研究表明，空调对此现象的百分之五十负主要责任。很明显，空调节能对整个消耗主体而言具有相当大影响。在追求节能的同时，维持可接受的室内空气品质是一个约束，需认真考虑[4]。室内空气品质是主要问题，

4、由于不适合的等级会导致居民的不舒适感，这反过来会影响生产力。研究表明,因室内空气品质不良产生的成本惩罚可能远大于能量潜在成本的节省[5]。为了达到相当大的减少与暖通空调相关的能源消耗的目标，同时不影响空气品质，需要更好地调节方式的执行。复杂的相互作用的动态空调系统，建筑和它的控制，能够得到从控制一个困难任务的修改导致的室内空气品质和节能的预测。改变的实际预测源于暖通空调的修改，需要一个模拟工具，能够用一个综合的方式有效且准确的模拟暖通空调系统。尽管，许多模拟项目都是可行的，但是它们确实不能满足标准。一个新兴的模拟工具“QUICK控制”应

5、运而生。它的发展是用以为一个有效的，准确的模拟项目建立必要条件，并且在不影响室内空气品质的前提下达到空调节能。“QUICK控制”用一个电子分析模式去模拟联合建筑的热传导过程。这个模拟模型是完全基于将模拟和使用户能够模拟更加广泛的操作情形的简化。图1.模拟模型的构成图例每一个组成部分（图1）都是综合了热力学基本定律和离散经验数据[10,11]。这个新型模拟模型的性能和准确性通过一系列研究得到证实。被成功证实后，它于是被应用于评估在实质的减少空调能耗且增加室内舒适的新能源管理策略的潜能。在比勒陀利亚大学人类科学建筑（HSB）被用作为调查研究

6、的主题。2.建筑和暖通空调系统的描述所研究的建筑由22层组成，用于办公和演讲目的。它包括一个完全的空调楼层，面积达4265m2,每个工作日能够承载1600人。地下两层一直到地上三层组成了报告厅，上边的16层都办公用。办公室一半朝北，另一半朝南。在办公室和报告厅中，用荧光灯进行照明。多数办公室安有电脑，报告厅安有放映机。空气调节采用定容量冷冻水系统。报告厅采用中央空气处理单元（AHU）。每个房间利用各自的风机盘管（FCU）进行调节，两个中央空气处理单元（AHU）为风机盘管（FCU）进行新鲜空气的供给。这个暖通空调系统的功率为1300KW，

7、大约300W/m2.这就意味着它显然是特大型的，是南非普通办公建筑的通常用的[12]。此外，这个系统由14个中央空气处理单元组成，能延展到第四层楼，它们中两个用于办公室和风机盘管系统。这个系统在上午五点到下午三点运行，一星期运行七天。这12个中央空气处理单元坐落在第三层楼，向五个报告厅区域提供定量的空气，过程被图解在图2和3.空气通过安装在中央空气处理单元内的制冷盘管和安装在用于输送空气导管到每个大厅的盘管的下游的电子加热器来进行调节。空气从大厅中通过格子返回到空气导管一直沿着中心轴返回来的。在这里，它们与外界空气在混合后进入轴里。混合

8、率设定为百分之二十并像没有预热循环一样保持固定。这些中央空气处理单元被设定用于提供恒定的下行螺管空气温度。一些这样的单元中，一种空气绕流控制法也是充分的。这意味着通过盘管一个用以控制下流盘管空气温度的绕流减