集中供冷系统热力动态模型及冷量传递规律研究.pdf

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1、硕士学位论文集中供冷系统热力动态模型及冷量传递规律研究RESEARCHONTHETHERMALDYNAMICMODELANDCOLDQUANTITYTRANSMISSIONOFCENTRALCOOLINGSYSTEM张秋萄哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU831学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工学硕士学位论文集中供冷系统热力动态模型及冷量传递规律研究硕士研究生：张秋萄导师：姚杨教授申请学位：工学硕士学科：供热供燃气通风及空调工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TU831U.D.C:697DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHETHERMALDYNAMICMODELANDCOLDQUANTITYTRANSMISSIONOFCENTRALCOOLINGSYSTEMCandidate：ZhangQiutaoSupervisor：Prof.YaoYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Heatingandairsupplyventilationandaircon

3、ditioningengineeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要集中供冷系统目前在国内外已经有不少成功的案例，发展非常迅速，然而伴随着发展也存在一些问题，不同建筑组合的集中系统冷负荷变化情况不一样，由于集中供冷系统冷负荷比分散供冷系统大得多，规模大并且设备数量繁多，当冷负荷变化时，如何准确地调节系统的运行、减少能源浪费是集中供冷

4、系统亟待解决的问题，鉴于目前集中供冷系统研究中存在的这些问题，本文为了促进这些问题的解决，研究热力动态模型和冷负荷传递规律。目前集中供冷系统大多数运用在大型商业建筑群以及CBD核心区，这些地方不仅冷负荷大而且负荷较为集中，因此，为了研究集中供冷系统的热力动态模型和冷负荷传递规律，本文选择广州某CBD商圈包含2栋办公楼、3栋酒店商场综合体的建筑群，总空调面积为85万平方米，设计了一套集中供冷系统，供冷半径为2.5km，并在每栋建筑物入口设置换热站，将系统分为一次网和二次网。为了简化模型，本文研究从冷水机组到建筑物入口换热站的一次网热力动态模型，研究冷负荷变

5、化时，末端仅考虑到建筑物而不是具体到空调房间。当室外气象参数发生变化时，用户冷负荷也随着变化，用户自主调节室内温度，这就需要冷水机组的制冷量做出相应的改变，因此分别对建筑物和管网建立了模型。首先，用DeST对建筑物建立了全年逐时冷负荷模型，研究了室外气象参数变化时用户冷负荷的变化规律。为了研究热力动态模型，采用图论方法建立了水力模型，在稳定水力工况的基础上研究热力工况。其次，将管网分节点和管段两部分，从节点和管段两部分根据能量守恒定律，建立了关于节点温度的节点能量守恒方程和关于管内流体温度变化的管段能量守恒方程。管段能量守恒方程是双曲型偏微分方程，对于这

6、类方程常用特征线法求解，先求出方程的特征线，再运用逆步进法得到前后时间层上的温度关系，并将特征线方程进行泰勒级数展开，从而建立了方程的差分格式。最后，根据差分格式用MATLAB编程模拟了在设计负荷和50%设计冷负荷下运行的管网热力工况，选取管网入口节点、最近端用户、中间用户和末端用户作为分析对象，分析模拟结果，验证模型的准确性。最后，研究冷量的传递规律，先分别研究室外气象参数、用户冷负荷和制冷机组制冷量的变化情况，再将三项联系起来，分析在大小和时间上的变化关系，总结集中供冷系统的冷量传递规律。关键词：集中供冷系统；全年冷负荷模拟；热力动态模型；冷量传递规

7、律-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractTherehavebeenalotofsuccessfulcentralcoolingsystemcasesathomeandabroadandthedevelopmentofitisveryrapid.However,therearesomeproblemsalongwiththedevelopment.Thechangeofcoldloadinthecentralcoolingsystemofdifferentbuildingcombinationsisdifferent.Becausethecool

8、ingloadofthecentralizedcoolingsystemismu