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基于TRNSYS的变频空气源热泵空调系统仿真优化(论文).pdf

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·181 · 基于TR NSYS 的变频空气源热泵空调系统仿真优化 刘兆辉 1,2 (1.上海建工集团股份有限公司,200080,上海;2. 上海建工集团工程研究总院,201114,上海) 摘 要:公共建筑空调系统能耗较高的原因之一是系统在实际运行中能效较低。基于具体案例系统仿真 对空调系统优化控制策略进行研究。分别对机组序列优化控制、水泵变频优化以及机组出水温度优化进行研 究,确定系统优化策略。借助 TRNSYS模拟仿真软件,模拟仿真优化前后系统全年运行状态与能耗情况, 验证优化策略节能效果。仿真结果表明,优化后系统全年能耗与优化前相比节能 13.2 %。 关键词:TRNSYS;空调系统能耗;优化策略;模拟仿真 中图分类号:TU 831.3 文献标志码:A 文章编号:1000-4726(2023)02-0181-06 optiMizA tion And siMulA tion of Air source heA t puMp Air conditioning systeM BAsed on trnsys LIU Zhao-hui 1,2 (1.Shanghai Construction Group Co., Ltd., 200080, Shanghai, China; 2.General Engineering Institute of Shanghai Construction Group, 201114, Shanghai, China) Abstract: One of the reasons for the high energy consumption of public building HVAC system is the low energy efficiency of the system in actual operation. In this paper, the optimal control strategy of the air conditioning system is studied based on system simulation of the practical case. Optimal control strategies have been confirmed after carrying on the studies about the optimization of the unit number control of heat pumps, variable frequency of water pumps, temperature set point of the supply water, respectively. Based on the TRNSYS simulation software, the system operation conditions and energy consumption have been simulated in order to verify the energy-saving effect of the optimization strategies. The results show that the system energy consumption has been reduced by 13.2% after adopting the optimization strategies. keywords: TRNSYS; air-conditioning system energy consumption; optimal strategies; simulation 随着计算机技术的发展,数值模拟技术已被广泛 应用于暖通空调领域中,尤其是空调系统优化的相关 研究。随着 20世纪 70年代初期集成模块化思想的出 现,出现了 TRNSYS和HVACSIM+ 这两种代表性的 仿真模拟软件 [1]。蒋小强等 [2]利用 TRNSYS 软件对 空调系统在变流量运行工况下的系统的能耗与节能率 进行了仿真分析,结果表明无论是冷却水变流量还是 冷冻水变流量均降低了冷水机组的 COP,但是也降 低了系统总能耗。张晓林等 [3]利用 TRNSYS 软件分 别建立了空气源热泵的变水流量和定水流量模型并分 析其运行特点,结果表明变水量系统下室温波动较小 同时节能率达 10.3 %。 利用 TRNSYS 瞬时系统模拟程序并采用 TESS 模块搭建某办公楼变频空气源热泵系统仿真平台,分 别对建筑目前实际采用的传统控制策略与优化控制策 略进行仿真,通过两种策略下仿真模拟结果对比分析 优化控制策略的节能潜力。 1 空调系统描述及仿真平台建立 1.1 空调系统现状 研究对象为一栋位于浙江省海宁市某办公大楼。 大楼共 15层,地下 1层,地上 14层, 建筑面积为 9 509 m 2,主要建筑功能为:营业大厅、办公、会议、 信息机房。该办公楼大部分房间采用“空气 –水”空 调系统,冷热源采用 6台冷热量为 100 kW风冷热泵, 输配系统采用 3台(二用一备) 11 kW变频水泵,末 端采用风机盘管,空调系统如图 1所示。 通过现场调研发现,在实际运行过程中水泵未实 现变频运行,保持 0.5转速比定频状态(水泵选型偏大, 0.5 转速比基本满足系统需求),运行台数始终为一台。 因此在这里默认优化前水泵运行状态(即基准状态) 为 0.5 转速比定频运行。优化前机组序列控制为基于 负荷的传统序列控制。 收稿日期:2022–11–24 基金项目:上海市青年科技启明星计划(21QB1402900) 作者简介:刘兆辉( 1986—),男,广西桂林人,工程师,博士, e-mail: zhaohuiliu@live.cn. *1? ? _ Architecture Technology 1\54 思1\ 2 O 2023 ?1 8 Vol.54 No.2 Jan. 2023 ·182 · 热泵机组1 热泵机组 3 热泵机组 5 热泵机组 2 热泵机组 4 热泵机组 6 末端 末端 旁通管 图 1 空调系统图 1.2 仿真平台建立 借助 TRNSYS 模拟软件对优化前后系统全年运 行情况进行仿真。仿真平台中涉及的具体系统模块包 括:Type109–User 气象参数模块、Type655冷水机组 模 块、Type748 变频水泵模块、 Type649分集水器模 块、 Type682 负荷接入模块、 Type22变频控制器模块、 启停时间控制模块( Type14l、Type14k、Type14h、 Type41a)。和其他借助 Equation模块实现的相关控 制。主要输
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