中央空调节能控制系统的研究与开发

【摘要】：传统的中央空调系统设计一般采用负荷估算法,以中央空调最大负荷为设计基准,且其水系统和风机盘管系统均采用定流量和定风量运行方式,因此中央空调系统电能消耗巨大,建筑运行成本高昂。 针对空调系统能耗大问题,论文介绍了中央空调系统的结构和工作原理,对中央空调系统的能耗构成进行了分析,论证了变流量和变风量运行的必要性和可行性,分析和比较了变频改造的技术原理以及节能控制方法。 结合工程项目,论文对合肥旭日光盘有限公司车间中央空调系统进行了节能改造。论文分析了原中央空调系统构造,冷水机组特性,水系统特点和风机盘管系统特点,提出了合理的节能改造方案,确定了节能控制系统的硬件实现方案以及控制系统的原理图和接线图,构建了基于ADAM-5550KW PAC的中央空调节能控制系统。 论文阐述了空调节能控制系统软件的设计与实现。系统软件包括下位机程序和上位机监控软件,以及完成上位机与下位机之间的Modbus/TCP通信的数据通讯模块。下位机程序主要实现信号采集和节能控制策略;上位机监控软件主要对中央空调系统进行监控和管理,并完成PAC的内存管理等功能。 针对中央空调水系统大滞后的特性,以及冷水系统和房间温度控制系统之间的强耦合性,论文研究了内模控制算法及其在中央空调节能控制系统中的应用。 中央空调节能控制系统已经成功试运行数月,数据分析显示:整个空调系统进行节能改造后,控制效果良好,耗能大幅度降低,节能效果显著。 【关键词】：中央空调 水系统 风机盘管系统 节能 变流量 变风量 解耦 内模控制
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究动态9-12
• 1.3 本文主要内容12-13
• 第二章 中央空调系统节能原理13-32
• 2.1 中央空调系统的结构和制冷原理13-16
• 2.1.1 中央空调的制冷原理13-15
• 2.1.2 中央空调系统的结构15-16
• 2.2 中央空调系统能耗分析16-19
• 2.3 中央空调系统的节能技术原理19-31
• 2.3.1 空调水系统节能19-29
• 2.3.2 风机盘管系统节能29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 中央空调节能控制系统设计与实现32-64
• 3.1 中央空调控制系统方案设计32-38
• 3.1.1 原中央空调系统介绍32-33
• 3.1.2 中央空调系统节能控制方案33-38
• 3.2 空调节能控制系统硬件平台构建38-42
• 3.2.1 系统硬件介绍38-41
• 3.2.2 系统硬件平台构建41-42
• 3.3 中央空调节能控制系统软件设计42-63
• 3.3.1 软件结构42-43
• 3.3.2 LogixView 软件包43-47
• 3.3.3 Modbus/TCP 通信47-55
• 3.3.4 HMI 程序55-60
• 3.3.5 下位机程序60-63
• 3.4 小结63-64
• 第四章 内模控制在中央空调节能控制中的研究及应用64-85
• 4.1 内模控制器设计64-67
• 4.1.1 内模控制器结构64-65
• 4.1.2 内模控制器的性质65-66
• 4.1.3 内模控制器的设计66-67
• 4.2 TITO 控制解耦一体化内模控制67-75
• 4.2.1 系统结构68-69
• 4.2.2 传统的内模控制器设计方法69-71
• 4.2.3 新的的内模控制器设计方法71-73
• 4.2.4 仿真研究73-75
• 4.3 中央空调节能系统内模控制75-84
• 4.3.1 房间温度与冷水回水温度的内模解耦控制75-80
• 4.3.2 冷却水系统内模控制器设计80-81
• 4.3.3 实际控制与节能效果81-84
• 4.4 小结84-85
• 第五章 结束语85-87
• 5.1 本文工作总结85-86
• 5.2 后续工作展望86-87
• 参考文献87-90
• 致谢90-91
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果91

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