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恒温恒湿空调系统的节能设计与冷冻水温度优化

作　者: 周俊阳
导　师: 张学军; 唐峥
学　校: 浙江大学
专　业: 动力工程
关键词: 恒温恒湿 冷冻水 热湿独立控制装置 PID分程控制能耗
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着工业技术的发展,恒温恒湿空调系统作为一种工艺性空调,已经广泛应用于用于电子工业、仪器仪表、医疗、精密车间、计算机机房冷却等对空气温湿度精度要求较高的场合。针对常规恒温恒湿空调机组是采用定冷冻水流量、定露点温度的控制方法对空气降温除湿,再利用电加热和电加湿进行热湿补偿,造成较大的能量浪费。本文以实际工程为基础,设计一套恒温恒湿空调系统。主要工作体现在以下几点：1、本文在对空调系统节能现状进行综述分析的基础之上,设计并搭建了一套用于某图书馆特藏库房的恒温恒湿空调系统,该系统主要采用了两种节能措施：在表冷器冷冻水循环回路上增加了一套热湿独立控制装置,该装置由两个电控三通和两个普通三通阀以及循环水泵组成,同时采用PID分程控制的方法控制两个电控三通阀和加热器、加湿器的输入功率,从而达到精确控制系统温湿度的目的；对冷机侧的八台压缩机采用温度步进控制,不仅可以有效的降低冷水机组对冷冻水温度的超调量,便于系统稳定,同时也可以有效的降低能耗。另外本文对搭建的恒温恒湿空调的风系统、水系统进行了详细的设计计算和设备选型。2、为搭建的恒温恒湿空调系统编写了一套和硬件设备匹配的自动控制软件,经过系统实际运行测试,证明该软件的可靠性高,界面友好,功能较为完善。3、在系统设计建造完成后,为了使该恒温恒湿空调系统更加高效节能,使用TRNSYS软件对该系统建模,并且用实验对建立的模型进行验证。然后在已建立模型的基础上,调用杭州各个月份的气象参数,优化设计的系统在不同的室外工况下,冷冻水水温的设置。模拟结果表明：使用最佳设置温度的节能效果明显,其中在三月份节能效果最好,节能率达35.7%,全年平均节能率达到23.6%。模拟结果对于指导系统运行具有实际的指导意义。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
主要符号表  8-9
目录  9-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 课题背景和研究意义  11-12
  1.2 传统型恒温恒湿空调系统原理  12-13
  1.3 节能研究现状  13-18
    1.3.1 空调系统热回收方法  13-14
    1.3.2 干燥剂除湿方法  14-15
    1.3.3 运行参数优化方法  15-17
    1.3.4 低品位热源利用方法  17-18
  1.4 本文的主要工作  18-19
第二章 系统节能设计  19-33
  2.1 设计概况  19-20
  2.2 主要节能措施  20-24
    2.2.1 采用热湿独立控制装置  20-23
    2.2.2 压缩机温度步进控制  23-24
  2.3 系统冷源设计  24
  2.4 送回风系统与气流组织设计  24-28
    2.4.1 风量计算  24-25
    2.4.2 风管与气流组织设计  25-26
    2.4.3 风管设计水力计算  26-28
  2.5 水系统设计  28-32
    2.5.1 水系统组成  28-29
    2.5.2 水系统设计水力计算  29-31
    2.5.3 空气净化系统  31-32
  2.6 防火以及消声隔振设计  32-33
第三章 系统自动控制与设备调试  33-41
  3.1 软件功能分析  33-34
  3.2 LabVIEW与PLC简介  34-35
  3.3 串口通信与控制设备  35-36
    3.3.1 串口通信概况  35-36
    3.3.2 主要控制设备  36
  3.4 PLC编程  36-39
    3.4.1 松下PLC软件FPWIN-GR指令系统  36-37
    3.4.2 部分程序功能说明  37-39
  3.5 系统调试运行结果  39-41
第四章 TRNSYS对冷冻水水温参数的优化  41-55
  4.1 TRNSYS软件简介  41-42
  4.2 系统部件简介与模型建立  42-45
    4.2.1 模拟部件介绍  42-43
    4.2.2 系统建模  43-44
    4.2.3 系统设备参数  44-45
  4.3 实验与模拟结果对比  45-47
  4.4 冷冻水水温设置优化  47-53
    4.4.1 杭州典型气象年参数  47-48
    4.4.2 不同水温下系统各月能耗模拟对比  48-52
    4.4.3 最佳设定水温和传统固定设定水温的模拟能耗对比  52-53
  4.4 本章总结  53-55
第五章 全文总结与展望  55-57
  5.1 全文总结  55-56
  5.2 展望  56-57
参考文献  57-60

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节
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