暖通空调系统节能与节支优化策略.pdf

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1、圃暖通空调系统节能与节支优化策略陈守杰张家口建筑勘察设计有限公司摘要：随着社会经济的发展以及人们对生活品质要求的提高，越来越多的建筑物采用暖通空调系统进行采暖和通风，但随之而来的是能源消耗的急剧增加，只有采取合理的幕略做好节能工作，才能实现节约能耗、保护环境的目标，并节瘩不必要的开支。现笔者就针对暖通空调系统节能与节支优化策略进行初步探完。关键词：暖通空调系统；节能；节支在城市建筑行业如火如荼发展的过程中，暖通空调也开始进驻到建筑的整体，暖通空调系统与建筑物的有效结合改善着入们的生活环境和生活质量。然而随着暖通空调系统的广泛应用，其所带来的耗能量也不可忽视，据相关数

2、据统计，建筑能耗占我国总能耗32．5％，其中，暖通空调耗能最大．占60％以上。因此，面对能源消耗巨大的当下，研究暖通空调的节能优化具有非常重要的现实意义，我们有必要采取一系列节能技术和措施，达到节支、节约能耗、保护环境的目的。1暖通空调系统节能优化策略1．1暖通空调设备模型的建立变风量空调系统节能优势在于空气回路，变水量空调系统节能优势在于冷冻水回路，为实现进一步节能，本文主要采用变风量与变水量相结合的形式，空调系统由变速送风机、变速冷却水泵和定速冷却水泵、制冷机、单速冷却塔组成。首先，建立整个空调系统功率计算模型，这需要先建立各个设备的模型，由于篇幅有限，本文主要

3、介绍风机模型。变风量空调系统中，当房间冷负荷及室内温度不变，风机的送风量是随着送风温度的变化而实时发生变化着的，送风流量计算公式为：％=—1．Ol址(t．Ⅳ-ts)(1．1)式中，m8．，为实际风量：0s为室内显热冷负荷：t。、t。为室内空气设计干球温度和送风温度，其中，送风温度应渍足：tS‰

4、为设计压力；e。为总效率。空调系统风机实旎送风对，若电动机在气流之内，其发热量会导致气流温度上升，风机送风温升计算公式：％嗍=‰～，％‰话=匕蝴+(％一％^驴)厶～，‘1·3’出～2盖式中，P。埘。为风机轴功率；e伯。。为电动机效率：Q。。。，为空气功率；‰⋯。；，为风机损耗进入空气的比例；△t。。。；，为送风温升。上式共同组成空调系统风机功率计算模型，根据模型可求出风机运行功率和送风温升，进而计算出表冷器进风温度。Mair为该模型的决策变量，其对风机功率有真接影响。空调系统由变速送风机、变速冷却水泵和定速冷却水泵、制冷机、单速冷却塔组成。其节能优化模型目标函数为：

5、min圪Ⅲ=Ch十C，Ⅷ+‰十jk+C-g。，(1．4)在该模型中，系统送风量叱。冷冻水流量、制冷机出水温度、冷却塔出水温度为其决策变量。该模型的约束是各空调设备模型。1．2模型求解和结果分析模型求解前，确定相关参数数值，然后利用求解软件对优化模型进行求解。我们以某建筑为例，利用EnergyPlus软件进行仿真模拟，得到某天全天动态冷负荷，利用这天某一整点的冷负荷数据和天气条件对模型进行求解，得出最优解．即送风量为27．88k／S，送风温度11．036C，冷冻水流量23．24k／s，表冷器进出水温差4．08℃，制冷机、冷却塔出水温度5．32℃、21．90℃，风机、冷

6、却水泵、制冷机、冷冻水泵、冷却塔风机分别为28．33kw、6．05kW、68．33kW、9．15kW、8．56kw，即在最优工作状态下，空调总功率为120，36娥。为评估是否节能，修改送风温度、表冷器进出水温差、制冷机和冷却塔出水温度，使系统处于非最优状态，经计算，在常规控制方式下，空调总功率为132．88kW，比较修改前后系统总功率，在最优控制方式下，暖通空调功率最小，具有很好的节能效果。2基于电力需求响应的暖通空调系统节支优化策略要实现节支，不仅要优化空调设备工作点，还要考虑电力需求响应，以降低电价峰时的电力负荷为目标，实现电力负荷削峰填谷。电力需求响应包括负荷

7、响应和价格响应，当前，在分时电价政策下，电价分为峰段、平段、谷段三种类型，其中以峰段的电价最高。预冷是实现电力负荷削峰填谷的有效手段，本文的室内温度设定策略为预冷设定方式，结合第一节的节能优化模型得出全面设备工作点曲线，对暖通空调负荷曲线进行调整，以实现削峰。采用预冷时间为3h，将室内温度设定为4点至8点19，8点至13点24．5℃，13点至17点23．9℃，17点至19点24．5℃，其他时间为32．2"C，在这种方式下，对第一节提出的建筑实例进行仿真，结果表明，基于电力需求响应的预冷设定方式下，可以在保证舒适度基础上改变暖通空调冷负荷曲线，进而实现削峰填谷目标