過渡季節(jié)VAV空調(diào)系統(tǒng)送風溫度的優(yōu)化控制策略

過渡季節(jié)VAV空調(diào)系統(tǒng)送風溫度的優(yōu)化控制策略摘要:良好潔凈的空氣質(zhì)量與節(jié)能效果間的權(quán)衡一直以來是變風量空調(diào)系統(tǒng)研究的熱點話題。本文對多個地區(qū)變風量空調(diào)系統(tǒng)進行嚴格對比和分析，通過固定的狀況下來科學分析了系統(tǒng)其節(jié)能的效果，詳細的對比了各種環(huán)境因素以及影響因素，且在此基礎(chǔ)上提出了一種可行的優(yōu)化方案。針對混合型送風系統(tǒng)提出了相關(guān)的優(yōu)化控制方案和取得科學研究結(jié)果。關(guān)鍵詞：多區(qū)域；部分負荷；變風量系統(tǒng)；節(jié)能工業(yè)的快速發(fā)展，給人們生活帶來方便的同時，對于相關(guān)性產(chǎn)品的科技技術(shù)和特定作用有了更高的要求，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。變風量空調(diào)系統(tǒng)自身具有追蹤負荷功能，且節(jié)能效果遠遠高于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點，受到了人們的喜歡和適用。在我國，過渡季節(jié)的晝夜溫差一般都波動較大，有必要對VAV系統(tǒng)的送風溫度進行實時優(yōu)化并重設定。送風溫度重設定(supplyairtemperaturereset，SAT-reset)是指在一定工況下提高系統(tǒng)送風的送風溫度，從而達到節(jié)能目的的一種控制策略。我們在穩(wěn)定工況下分析了送風優(yōu)化控制的節(jié)能效果，并在此基礎(chǔ)上提出了一個可行的送風溫度控制優(yōu)化方案。1.穩(wěn)定工況下的SAT-reset結(jié)果比1.1AHU空調(diào)首先，將AHU和空調(diào)區(qū)看作是一個穩(wěn)定在恒定的設定溫度的開口系統(tǒng)環(huán)境，系統(tǒng)本身是具有熱源，空調(diào)區(qū)域的內(nèi)部負荷，系統(tǒng)流入的能量，流出的能量，和AHU負荷，直接用T來表示溫度，F(xiàn)來表示流量，“oa”代表新風，“ca”代表排風，“set”代表設定的溫度，由能量方程式可以得出以下的結(jié)論：當toa等于tea時，Qr始終等于Qi；當toa低于tea時，F(xiàn)oa越大，即直線斜率越大，AHU負荷就越小，能耗也越??；當toa高于tea時，F(xiàn)oa越大，AHU負荷就越大，能耗也越大。從節(jié)能角度考慮，新風溫度較低時應當盡量增大新風量；新風溫度較高時，應當在保證空調(diào)區(qū)域最小新風要求的前提下盡量減少新風量。1.2BIN法改進實驗證明，各種環(huán)境因素都有可能會影響到空調(diào)負荷，比如：氣溫、含濕量、太陽總負荷。從某種意義上講，現(xiàn)有的BIN法具有不足之處，此方法主要是依靠頻段中的干球溫度以及對應的濕球溫度的平均值來測定出，沒有直接的反映出各個量之間的變化。我們則是聯(lián)合頻率表來進行操作，不僅僅是從外觀上科學的比對出兩個變量之間的變化，更加重要的是其準確性較高。常規(guī)BIN法掩蓋了各BIN段下的含濕量極值，減弱了各氣象參數(shù)之間的相關(guān)性，而含濕量對新風熱負荷計算的準確性十分重要，同時間接對空調(diào)系統(tǒng)的運行規(guī)劃方案產(chǎn)生影響。聯(lián)合頻率表法能夠列出不同小時數(shù)在不同溫度和濕度下的分布，不僅彌補了上述不足，而且為機組的合理選型以及系統(tǒng)運行方案的規(guī)劃提供了參考依據(jù)。1.3建筑能耗計算針對某一地區(qū)的高層商用建筑物來進行能耗分析，選擇其中的一層樓來進行研究對象，將該層樓的室內(nèi)溫度設定為25攝氏度，相對濕溫為50%，辦公樓的工作時間為早上8:00-21:00，空調(diào)期間，室內(nèi)要保持正壓狀態(tài)，非空空調(diào)期滲透量為0.5次換氣量。內(nèi)部負荷按照20W/M^2來計算。就此地區(qū)的總體情況來看，按照以下的公式來計算，得到相應的數(shù)值。QTOTS——各BIN段內(nèi)的顯熱負荷；QTOTL——各BIN段內(nèi)的潛熱負荷；QS——總顯熱負荷；QL——總潛熱負荷。根據(jù)以上的公式來進一步的得出理論值，對建筑物的濕度以及日照方面數(shù)值有了更科學的答案。2.空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能策略2.1利用室外新風夏冬季節(jié)空調(diào)在運行過程中應該要采取最小新風運行方法，空調(diào)在運行過程中最小風量主要還是依賴于該區(qū)域的衛(wèi)生狀況。簡單來講，對于民用建筑，在室內(nèi)沒有任何人吸煙或其他情況下，一般采用最小的風量為8m^3。且在條件允許的情況下適當減少風量。過度季節(jié)，發(fā)熱量較大的空調(diào)需要采用新風來減少室內(nèi)負荷，減少冷水機的運行時間，從而達到節(jié)能的目的。運行內(nèi)，在衛(wèi)生狀況允許的條件下，減少新風量的適用和節(jié)能才有意義。如果出現(xiàn)在供給時間以內(nèi)，室外值小于室內(nèi)值，均可以將室外新風作為冷源，改成新風運行。這樣一來，不僅可以縮短制冷機的運行時間、減少系統(tǒng)消耗的能耗，還起到了改善及優(yōu)化空氣質(zhì)量的作用。2.2利用太陽差送溫風機運行過程中，有許多途徑可以減少電能消耗，如：減少風機送風量、增加變頻調(diào)速裝置、提高風機運行速率等。合理的狀況下，適當?shù)拇胧┦强梢赃_到節(jié)能的目的。合理確定室內(nèi)環(huán)境參數(shù)。舒適性空調(diào)主要控制的參數(shù)就是室溫，夏季空調(diào)室內(nèi)計算溫、濕度越小，房間里計算的冷負荷越大，消耗的能量就會越大。民用住宅人們的需求不盡相同，舒適性范圍較為廣泛，所以室內(nèi)溫度的變化對于室內(nèi)舒適度的影響非常的大，然而，濕度對于室內(nèi)的影響則比較的小。不論是夏季還是冬季，室溫都有5攝氏度的選擇余地，所以要盡量選擇高一點的室溫設定值，冬季則要選擇低一些，這樣做的優(yōu)勢在于減少了維護結(jié)構(gòu)的負荷和新風負荷，對空調(diào)的節(jié)能是會帶來了極大的作用，無論是節(jié)能方面還是產(chǎn)生經(jīng)濟方面，會帶來了一系列客觀的效益，值得更多的單位借鑒。2.3送風濕度的優(yōu)化送風濕度重設定指的是在一定的工況下提高送風溫度，從而達到節(jié)能目的的一種策略。提高送風溫度具有多種優(yōu)勢，一方面可以提高AHu進口水溫，另一方面有利于提升了冷水機的COP；在過度季節(jié)，新風濕度較低的時候，可以使用送風策略來減少其負荷量。減少了消耗量。為節(jié)能奠定了有利的基礎(chǔ)。3．控制策略的性能評價與對比由于空氣溫度、濕度、送風溫度以及新風量等諸多因素都是任何一種空調(diào)控制策略中的必須要達到的目的，因此這些相關(guān)因素就成為了空調(diào)控制系統(tǒng)的重要組成部分，不僅關(guān)系到系統(tǒng)能否具有一個舒適的環(huán)境，還較大幅度的影響到空調(diào)整體的運作情況。在保證各個參數(shù)正常的情況下，全方面仔細的考慮系統(tǒng)能耗、熱適度、室內(nèi)空氣質(zhì)量。熟知，空調(diào)系統(tǒng)是一個極其復雜的系統(tǒng)，同時要受到氣候、空調(diào)運行模式的影響非常的大，在不同控制條件下，對這些參數(shù)造成的影響就會變得不一樣。單一的能量指標是不能完全代表其正常運作狀況的，因此迫切需要一個新的控制策略來進行權(quán)衡。送風濕優(yōu)化控制策略是符合更多的需求，有相當大的優(yōu)越性，最關(guān)鍵是有助于改善空氣質(zhì)量、優(yōu)化室內(nèi)空氣指標、達到了良好的送風量。一方面在新風部分替代了原先的冷水機嚴重的負荷，另一方面，送風溫度優(yōu)化控制策略在溫度較低的時候大量的引入了新風量，減少了正午或者是溫度較高時候的送風量，從而達到了減少系統(tǒng)的能源消耗。尤其是在我國，過度季節(jié)溫差是明顯的增大，常常早晚與夜晚之間的溫度具有明顯的對比，這種溫度條件非常適合送風溫度控制策略，非常節(jié)能并且很健康。這種控制策略不僅僅是給我們的生活帶來了很多好處，有利于我們的健康的同時達到了良好的節(jié)能功效，我們應該要正確的去認識和適用，合理的去適用，能為我們的生活帶來了一系列的方便，相信她是會在更多的領(lǐng)域中發(fā)揮出自己的功效，造福于整個社會，造福于整個人類。社會在不斷進步，科學技術(shù)也是要與時俱進，只有不斷的進步，那么才會擁有更多的創(chuàng)新，創(chuàng)新是前進的動力。4.結(jié)語我們針對一個常見的建筑物進行空調(diào)系統(tǒng)消耗能量進行科學的分析，運用BIN法、能量消耗計算法及其他方法，經(jīng)過試驗和對比得出了以下結(jié)論。影響空調(diào)能耗的主要因素有室內(nèi)溫度的設定值、室內(nèi)人數(shù)、新標準風、內(nèi)部負荷等等。根據(jù)這些因素且提供了更加可行性的控制策略，起到優(yōu)化和改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的作用。具體的結(jié)論如下：4.1BIN法建立起能耗計算模型和數(shù)學處理，得出了相應的影響因素，在這些主要的因素當中，室內(nèi)溫度設定值越高，系統(tǒng)能量消耗小，其他的關(guān)鍵因素則是相反結(jié)果。4.2改變送風溫度的策略并不是很多，主要是依賴于室內(nèi)外空氣中焓值來決定，因此其節(jié)能效果并不理想。此控制策略的優(yōu)勢體現(xiàn)在交替季節(jié)時候，有助于改善室內(nèi)空氣的品質(zhì)。4.3改變室內(nèi)送風溫度具有成本低、容易實現(xiàn)等特點，但是缺點在于其舒適性和空氣質(zhì)量有一定影響。如何在節(jié)能和技術(shù)方面做到均衡，又能夠保障室內(nèi)的空氣環(huán)境是需要不斷的去研究和實踐，找到客觀的標準來對其選取合適的權(quán)重是有利于問題的解決。參考文獻：[1]晉欣橋,王盛衛(wèi).滿足新標準ASHRAEStandard62-1989R空調(diào)系統(tǒng)的實時控制[J].暖通空調(diào).1999(02)[2]晉欣橋,夏凊,王盛衛(wèi).多區(qū)域VAV空調(diào)系統(tǒng)及其局部DDC控制器的動態(tài)模擬[J].制冷學報.1999(01)[3]WangShengwei,ChanWT.OptimalandrobustcontrolventilationairflowrateforimprovingenergyefficiencyandIAQ.BuildingandEnvironment.2004[4]SekharSC.Spacetemperaturedifference,coolingcoilandfan—energyandindoorairqualityis