[摘要] 前言:常规的楼宇中央空调由风循环回路和水循环回路两个子系统组成。变风量空调(VAV)
前言:常规的楼宇中央空调由风循环回路和水循环回路两个子系统组成。变风量空调(VAV)系统是当前一种较为先进的楼宇中央空调系统,而且应用日趋广泛。它的特点是其风循环系统的送风量可以随室内负荷的变化而变化,可以无需再热设备而满足大楼内各个区域的不同温度要求,它不仅可以更好的保证室内舒适性的要求,而且有较好的节能效果。通常情况下为了更好地与变风量的风循环回路相匹配,获得更佳的节能效果,其水循环回路一般采用变水量(VWV)系统,即冷媒水的输送量也是根据实际负荷的需要进行调节的。本文的研究对象就是这种风循环回路和水循环回路的流量都是可以调节的VAV 空调系统,要做到系统整体的节能控制,受控的对象不仅要包括风循环子系统,还要包括水循环子系统。
为了研究和分析VAV 空调系统的运行特性,采用在实际的系统上进行试验的方法是不切实际的,即使可行其代价也很高。一般都采用在计算机上进行模拟的方法,这种方法简便快捷,而且费用很低。本文根据研究内容和目的的需要,建立VAV空调系统各个部件的数学模型,为VAV 空调系统的动态仿真奠定基础。
一、系统部件的数学模型
对于VAV 空调系统,其风循环子系统的主要部件有:空气处理装置(AHU),风管管路(包括管路内过滤器,消声器等附属设备),循环风机(包括送风机和回风或排风风机),风门(包括新风风门,排风风门和回风风门)和VAV 末端装置;水循环系统的主要部件有:冷水机组,冷媒水管路(包括管路内的过滤器等附属设备),循环水泵(包括一级泵和二级泵)和水阀。很多研究工作根据自己的研究目的和研究方法,对这些部件进行了研究和数学描述。本文就是在前人研究的基础上,分别建立VAV 系统各个部件的数学模型。
1.1 空气处理装置的数学模型
空气处理装置将一定状态的空气,经过加热、加湿、冷却和除湿等热力过程中的一种或几种过程进行处理,同时对空气进行过滤除臭除尘处理,使其变成满足送风要求的空气。常规的空气处理装置内部由翅片管表冷器,喷水室和空气净化设备组成。本文将空气净化设备放到风管模型中处理,同时考虑到实际研究的对象和使用地区无需进行加湿处理,因而建立的AHU 数学模型只描述空气经过表冷器的热湿变化过程。
空气处理装置是通过其内部的表冷器对空气进行加热或冷却除湿的,它是空调系统中水循环子系统和风循环子系统最重要的,因而准确而且简单地模拟其特性是尤为重要的。本文将翅片管表冷器进行集中处理,采用一当量平均温度作为翅片管表冷器的表面温度。
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