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风机盘管水系统管网特性研究

作　者: 文建良
导　师: 刘金平
学　校: 华南理工大学
专　业: 工程热物理
关键词: 风机盘管水系统水力特性压差旁通水泵变频
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 93次
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内容摘要

随着中央空调系统在大型建筑的应用越来越广泛,空调能耗也不断增加。而多数建筑物空调系统在50%负荷以下运行时间超过70%。其中,水泵的能耗约占空调系统总能耗的20%以上。因此,研究空调管网水系统特性有利于管网设计和运行管理,从而达到节约建筑能耗的目的。本文采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法进行研究。针对采用风机盘管的中央空调水系统运行特性,利用某一有55台风机盘管的中央空调实验系统,分别对压差旁通控制、水泵变频控制等方面进行了实验研究。利用水泵特性曲线拟合、管网水力计算的原理和方法,编制了管网水力计算程序并进行了水力失调分析,掌握了水力工况变化的规律。据此提出了提高风机盘管水系统管网水力稳定性的主要方法。阐述了压差旁通调节阀的详细选型计算过程,从而保证压差旁通控制装置各组件正确选用和正常工作。并进行了变工况实验,得到在变频运行工况下压差变化较平缓、旁通动作幅度较小、旁通效果更灵敏的结论。讨论了几种常用变频控制方式的原理、特性和适用场合,并通过对控制方式的节能比较,得到最小阻力控制法所需能耗最小、节能效果相对较好的结论。根据最小阻力控制的原理,开发了空调冷冻水系统管网模拟软件来模拟水泵变频的节能效果,并进行了实验验证,结果表明模拟结果与试验结果相近。变频水泵运行频率为45,40,35Hz(分别对应开启率70%,60%,45%)时的实际节能率分别为14.46%,34.2%,50.74%,呈现频率越低,节能效果越好的趋势。变频水泵实际消耗的功率分别与频率的1.48,1.88,1.99次幂成正比,验证了变频水泵在变工况下由于管路特性曲线的改变,水泵实际功耗与频率并不符合三次幂定律的观点。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第一章绪论  12-22
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 空调水系统运行存在的问题  14-15
  1.3 国内外发展现状及分析  15-20
    1.3.1 空调水系统管网节能方法的研究现状  15-16
      1.3.1.1 降低水系统能耗方法的研究现状  15
      1.3.1.2 解决水泵能耗问题的研究现状  15-16
    1.3.2 空调水系统管网水力特性的研究现状  16-18
    1.3.3 空调水系统管网控制方法的研究现状  18-20
  1.4 主要研究内容  20-22
第二章风机盘管水系统水力平衡分析  22-38
  2.1 水力平衡分析的意义  22
  2.2 水力平衡的概念和分类  22-24
    2.2.1 水力失调和水力平衡  22-23
    2.2.2 静态水力失调  23
    2.2.3 动态水力失调  23-24
  2.3 解决水力失调的常用方法  24-25
    2.3.1 静态水力平衡方法  24
    2.3.2 动态水力平衡方法  24-25
  2.4 水力工况分析的原理和方法  25-30
    2.4.1 水泵特性曲线的拟合  25-27
    2.4.2 管网水力计算的概念和原理  27-29
    2.4.3 计算程序的编制  29-30
  2.5 冷冻水系统水力失调分析  30-36
    2.5.1 系统概况  30-31
    2.5.2 同一支路单个风机盘管启停的流量影响  31-33
    2.5.3 开启风机盘管位置对同一支路其他风机盘管的流量影响  33-34
    2.5.4 另一支路风机盘管开启位置对该支路的流量影响  34-35
    2.5.5 结果分析及提高水力稳定性的方法  35-36
  2.6 本章小结  36-38
第三章一次泵变流量系统特性分析  38-58
  3.1 传统的一次泵变流量系统  38-44
    3.1.1 采用压差旁通的一次泵变流量系统  38-39
    3.1.2 压差旁通阀的选型  39-42
      3.1.2.1 压差旁通控制装置的工作原理  39-40
      3.1.2.2 选择调节阀应考虑的因素  40
      3.1.2.3 调节阀口径的选择计算  40-42
    3.1.3 工程算例  42-44
  3.2 采用变频控制的一次泵变流量系统  44-57
    3.2.1 水泵变频调节原理  44-45
    3.2.2 传统水泵变频节能的分析误区  45-47
    3.2.3 水泵变频的控制方式  47-54
      3.2.3.1 温差控制方式  47-48
      3.2.3.2 压差控制方式  48-51
      3.2.3.3 最小阻力控制方式  51-53
      3.2.3.4 简要比较  53-54
    3.2.4 常用控制方式的节能效果比较  54-56
    3.2.5 冷冻水系统管网模拟软件  56-57
  3.3 本章小结  57-58
第四章某办公楼空调水系统管网实验研究  58-70
  4.1 实验系统介绍  58-62
    4.1.1 主机系统  58-60
    4.1.2 冷冻水系统管网  60-61
    4.1.3 实验监控设备与程序  61-62
  4.2 压差旁通阀的变工况特性  62-65
  4.3 冷冻水泵变频运行试验与模拟分析  65-69
    4.3.1 运行频率为45Hz时的试验与模拟  65-66
    4.3.2 运行频率为40Hz时的试验与模拟  66-67
    4.3.3 运行频率为35Hz时的试验与模拟  67-68
    4.3.4 试验与模拟的节能效果分析  68-69
  4.4 本章小结  69-70
结论  70-73
参考文献  73-77
攻读硕士学位期间取得的研究成果  77-78
致谢  78

风机盘管水系统管网特性研究

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