变风量系统的实际运行特性与节能诊断体系研究

【摘要】：采用集中空调系统的大型公共建筑，全空气系统末端风机电耗占建筑总电耗比例较高，达到15%~30%。对于写字楼类建筑，变风量系统使用广泛。但既有的变风量系统研究中，研究对象多为控制策略，研究方法多为模拟或者实验台测试，对于变风量系统在实际建筑中的特性没有进行系统的研究。 本文的研究目的是试图解释实际变风量系统中经常出现的“大风量小温差”问题，并改善以“输配系数”为评价指标过分依赖送回风温差、不同规模管网难以比较的问题。本文采用建筑实际运行监测数据，从能耗的角度入手，全面的剖析了变风量系统在建筑中的实际特性。首先，将变风量系统的特性解耦为风量和压头两个部分，通过理论分析，分别提出“负荷分布的宽度决定了风量，管网形式决定单位风量电耗”的观点，并给出了“负荷离散率”和“单位风量能耗系数”两个指标，来代替“送回风温差”和“输配系数”两个指标。由此，本文提出基于运行数据的变风量系统的节能诊断体系，并在工程实例中应用这一体系，快捷准确的确定变风量系统节能潜力及改善要点。由此认识到，一个系统中不同房间在同一时刻负荷分布是有差异的，这种差异会导致系统实际运行特性的变化，在设计和研究中不能忽视。另外，不同规模的风网的输配能耗是不同的，应该在设计中对风管规模的影响加以评估。 本文在最后给出了本文处理大量空调风系统计量监测数据的方法。空调风系统计量监测系统的特点是数据量大，分析困难，风系统数据管理是研究风系统的必不可少的工具，本文利用数据仓库技术给出了风系统数据的具体管理办法。 【关键词】：变风量 风系统 节能诊断 数据挖掘 数据仓库
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-8
• 第1章 引言8-19
• 1.1 变风量系统介绍8-13
• 1.1.1 背景8
• 1.1.2 系统组成8-10
• 1.1.3 控制方法10-13
• 1.2 既有研究介绍13-16
• 1.2.1 系统形式的研究14
• 1.2.2 控制策略的研究14
• 1.2.3 故障诊断方法研究14-15
• 1.2.4 建模计算方法研究15
• 1.2.5 能耗情况的研究15-16
• 1.3 既有研究的不足16-17
• 1.4 本文研究17-19
• 1.4.1 本研究内容和方法17
• 1.4.2 本文结构17-19
• 第2章 总风量与冷量需求的实际分布19-43
• 2.1 推导前的讨论19-27
• 2.1.1 负荷-风量图19-20
• 2.1.2 多区域的空调箱送回风温差20-21
• 2.1.3 多区域的温度设定值的归一化21-24
• 2.1.4 多区域的变风量箱大小的归一化24-26
• 2.1.5 归一化方法小结26-27
• 2.2 总风量与冷量需求分布的关系27-34
• 2.2.1 各末端无风量限制27-28
• 2.2.2 各末端有风量限制28-30
• 2.2.3 不满足率30-31
• 2.2.4 总风量与负荷分布的关系31-34
• 2.3 负荷分布评价指标34-39
• 2.3.1 运行优化：整定送风温度——提升舒适性35-36
• 2.3.2 节能诊断：负荷离散率——系统负荷匹配指标36-39
• 2.3.3 节能改造：节能潜力与舒适性提升39
• 2.4 本章小结39-43
• 第3章 总压头与管网形式43-51
• 3.1 推导前的讨论43-44
• 3.2 总压头与管网的关系44-48
• 3.2.1 管网静压图44-46
• 3.2.2 风系统初平横调节46-47
• 3.2.3 风机压头、功率与管网形式47-48
• 3.3 管网评价指标48-50
• 3.3.1 阻力系数48-49
• 3.3.2 每单位风量能耗系数49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 风系统诊断体系51-54
• 4.1 温差体系51-52
• 4.2 能耗体系52-54
• 第5章 实际案例54-74
• 5.1 案例 1：多个建筑的指标数据54-58
• 5.1.1 单位面积风机电耗54
• 5.1.2 风机与电机的综合效率54-55
• 5.1.3 单位风量电耗55-57
• 5.1.4 单位面积风量与负荷离散率57
• 5.1.5 小结57-58
• 5.2 案例 2：建筑节能诊断全流程58-71
• 5.2.1 基本情况58-62
• 5.2.2 运行现状62-63
• 5.2.3 分析63-66
• 5.2.4 节能诊断66-71
• 5.3 案例 3：系统形式模拟分析71-74
• 第6章 风系统海量数据管理74-91
• 6.1 绪论74
• 6.2 建筑数据处理框架74-77
• 6.3 建筑数据特点分析77-78
• 6.4 建筑设备数据仓库模型78-84
• 6.5 创建数据仓库84-91
• 6.5.1 基础表结构创建84-88
• 6.5.2 添加设备分表中的设备参数88
• 6.5.3 添加设备分表中的连接88-89
• 6.5.4 添加事实表中的外连属性89-90
• 6.5.5 事实表中的计算属性90-91
• 第7章 结论、不足与展望91-95
• 7.1 总结91-92
• 7.2 不足与展望92-95
• 7.2.1 关于送风温度的讨论92-93
• 7.2.2 关于理想系统的假定93
• 7.2.3 指标的实际项目数据93-95
• 参考文献95-97
• 致谢97-99
• 附录 变风量研究部分文献99-112
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果112

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