基于末端需求的一次泵变压差控制方法研究

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随着世界能源消耗不断攀升,能源成本高企和环境问题日益突出,同时空调系统能耗在社会总能耗中占比越来越高所以如何降低空调系统能耗一直是热点问题。空调系统能耗中,冷冻水泵与冷却水泵的能耗大约占20%~30%,而水泵的流量和扬程是按照设计工况确定的,空调系统只有很少一部分时间是在设计工况下运行,大部分时间都在部分负荷下运行。因此,采用合理的空调系统控制方式,满足人们生活需求前提下降低部分负荷下水泵的运行能耗对提高空调系统的运行效率,进而提高我国能源利用效率,缓解能源供需矛盾具有重要的现实意义。本文以空调变流量水系统为对象,通过仿真模拟了不同压差控制对水泵能耗的影响。首先以实际空调系统进行了水泵、管网、机组及空调末端数学模型的建立;然后通过水泵扬程、流量以及阻抗数学逻辑关系建立仿真平台,弥补了TRNSYS软件忽略系统水力特性的不足。同时仿真模拟了具有代表性的三种工况,来验证模型的可用性,为后面的压差控制策略模拟奠定基础。在传统的定压差控制策略基础上,分析了末端需求联合最不利热力环路变压差控制与定压差、系统负荷变压差、最不利水力环路阀门开度变压差相比的优势。研究结果表明,系统负荷变压差阀门开度有28.9%的工况处于100%是可能发展成最不利热力环路对人们舒适性产生影响。最不利水力环路阀门开度变压差虽节能最大,但是也有7%的工况阀门开度达到了100%同样可能满足不了人们舒适性要求。而末端需求联合最不利热力环路控制除两个设计工况外其他工况阀门开度都处于最佳范围92%-98%之间,极大地满足了舒适性的要求且阀门能耗小,水泵效率可以达到61%,7-8月水泵能耗比定频泵节能68.75%。
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