一次泵变流量水系统控制策略的研究

一次泵变流量水系统控制策略的研究

随着我国经济的高速发展,建筑能耗占社会总能耗的比例越来越大,已由2007年的24.5%增加到2012年的32%,而大型公共建筑能耗占建筑总能耗的22%,中央空调系统的耗电量占大型公共建筑总耗电量的50~60%,中央空调系统必将成为建筑节能的重点。作为目前最有效的节能措施之一,中央空调一次泵变流量水系统的研究和应用逐渐受到人们的重视。但是在实际运行过程中,变频水泵往往不能按照设计要求进行变频,达不到理想的节能效果。

本文针对一次泵变流量水系统的控制方式及控制策略进行研究,主要包括以下内容:本文阐述了一次泵变流量水系统的一些基本理论和常用的控制方式,提出了一次泵变流量水系统设计及应用中的几个关键技术问题。对一次泵变流量水系统在不同控制方式下的水力工况进行了比较分析,探讨了不同控制方式的适用条件及节能效果。几种控制方式节能效果为:定温差>变压差控制>定末端压差>定干管压差。

另外针对目前实际工程中存在的问题进行了分析,为设计人员提供参考。然后以重庆某办公楼为研究对象,对其地源热泵机组及冷冻水泵进行测试。通过数据分析,发现水系统存在“大流量小温差”的问题,且冷冻水泵也没有按照设计进行变流量运行。

造成此问题的主要原因为其控制策略没有起到实际的调节作用。接着根据水系统测试的分析情况,对该办公楼的控制策略提出了两点改进建议:针对采用的定末端压差控制法提出了阀位控制加温度控制的改进建议,通过对控制原理的详细分析指出该控制法具有节能效果好且控制稳定等优点,并给出了具体的调节策略,针对办公楼末端风机盘管过多的问题提出了等效阀门开度的计算方法并以

11层办公楼为例计算了其等效的阀门开度;针对常规PID控制策略提出了基于模糊算法的自整定模糊PID控制策略。以该办公楼11层某房间为例建立简化传递函数模型,并通过simulink软件仿真对比,发现当系统模型发生变化或者存在扰动时,PID参数初始值不变时,自整定模糊PID控制在超调量、调节时间、抗干扰能力等性能指标上较常规PID控制要好。

在充分考虑了影响变流量水系统的各种因素的基础上详细设计并搭建了集中空调水系统的实验平台,为全面研究变流量水系统的控制方式及控制策略提供实验基础。