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[中央空调系统] 冰蓄冷空调系统的模拟与优化

冰蓄冷空调系统的模拟与优化

1 前言

在建筑物空调系统中应用冰蓄冷技术,是改善电力供需矛盾最有效措施之一。冰蓄冷空调系统的设计前提是设计日的负荷分布,系统主要设备的容量都是按设计日确定的。然而,根据美国制冷协会标准(ARI 880-56)提供的数据,75%~100%的负荷率仅占空调全年总运行时间的10%。分时电价或实时电价(RTP)的引入,使蓄冷系统中各种设备的运行决策更为复杂。1993年,ASHRAE 研究项目(RP 766)对美国蓄冷(水蓄冷、优态盐、冰蓄冷)系统的调查显示:冰蓄冷系统约占近2000个蓄冷系统总数的86.7%。从设计到运行及维护,控制及控制相关问题是蓄冷系统的首要问题。在对蓄冷系统整体满意程度的调查中,冰蓄冷系统满意率最低,仅有50%的冰蓄冷用户认为达到了预期的设计目的。因此,正确地运用优化和控制技术至关重要。通过优化和控制,蓄冷系统可以降低年能量消费、峰值需求、年运行费用和系统对环境的消极影响。1993年,Fiorino对某个水蓄冷进行了改造,使蓄冷系统不但减少了运行费用,而且节约了用电量[1],冰蓄冷空调也是如此[2]。本文介绍了国内外文献中空调系统模拟和优化的方法,希望对暖通同行有所帮助。

2 冰蓄冷系统的模拟

冰蓄冷系统的模拟,对其优化具有十分重要的借鉴作用。1989年,Silver等[3]在ASHRAE资助的静态冰盘管系统的模拟模型开发项目(RP-459)研究中,建立了冰蓄冷系统基于设备(Component-based)的模型,通过这些设备的互连可以构造出多种冰蓄冷系统的配置和控制策略。其软件CBS/ICE被集成到DOE-2建筑物能量分析程序中。

1994年Strand [4]基于系统特点,将冰蓄冷系统分为直接冰蓄冷系统和间接冰蓄冷系统,分别建立了2个系统的模型并将其嵌入BLAST中,用于能量分析计算。直接冰蓄冷系统是直接在蒸发器上制冰,冷机的蒸发器和蓄冰槽是统一的单元,包括直接蒸发式冰盘管(Ice-on-coil)系统和片冰滑落式(Ice Harvester)。由于蒸发器上冰的存在直接影响蒸发器的性能,冰蓄冷单元被作为制冷循环的一个设备。采用基于设备的模型分别模拟冷机中的蒸发器、冷凝器和压缩机。间接冰蓄冷系统,如二次冷媒冰盘管内融冰系统(Ice-on-coil inside-melt System),盐水在冷机和冰槽间循环,冰在远离蒸发器的地方制取,冷机和冰槽可分别模拟。间接蓄冰单元可被看作热交换器,其模型遵从换热器的传热公式。1998年,King等[5]建立了冰蓄冷系统冷站的稳态(包括冷机和冰槽)模型,并将直接冰蓄冷系统和间接冰蓄冷系统统一为一种形式进行求解;潘毅群对7种冰蓄冷(全蓄冷、主机优先/蓄冷优先、冷机上游/冷机下游式等)形式进行了计算机动态模拟;袁代光对直接冰蓄冷空调系统进行了计算机模拟;他们的工作都涉及冰蓄冷系统中冷机、冰槽等设备模型的建立并具有各自的特点,无疑对冰蓄冷系统优化模型的建立具有重要的参考价值。

3 无显著蓄热的冷冻水系统的优化

1989年,Braun等[6]提出了无显著蓄热的冷冻水系统优化的一般方法,即基于设备的详细优化模型和基于系统(System-based)的近优化模型。前者将系统中的每个设备表示为相应的数学模型和约束条件,优化问题被描述为对于全部的离散和连续变量,使设备运行费用图片点击可在新窗口打开查看之和的总运行费用图片点击可在新窗口打开查看最小。整个系统全部方程的求解,按照设备互连的方式进行,其输出变量和运行费用是输入、输出、控制和不可控制变量(Uncontrolled variable)等参数的函数。

图片点击可在新窗口打开查看

其中,对于任何设备i图片点击可在新窗口打开查看var tagarray = "cdma无线视频服务器";var tagencarray = "供热制冷";


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学习了


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Re:楼主

为什么只是一部分啊,我想要全部的内容,想认真学习一下。


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