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摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高,人們對于日常生活和勞動(dòng)生產(chǎn)環(huán)境的要求也不斷提高?？照{(diào)系統(tǒng)作為智能建筑的重要組成部分,是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象,也是建筑智能化系統(tǒng)主要的管理內(nèi)容之一?？照{(diào)是“空氣調(diào)節(jié)”的簡稱,旨在把經(jīng)過處理的空氣以一定的方式送入室內(nèi),使室內(nèi)的溫度、濕度等指標(biāo)滿足人體舒適度的要求,以此來提高人們的生活質(zhì)量。近年來,研究人員結(jié)合建筑物的數(shù)學(xué)模型,通過對不同類型的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行建模來分析空調(diào)系統(tǒng)的能耗特性、優(yōu)化控制管理策略以及進(jìn)行故障診斷等研究。 ????關(guān)鍵詞:制冷系統(tǒng);部件模型;系統(tǒng)模型 ????1、空調(diào)系統(tǒng)的基本工作原理 ????當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí),空調(diào)系統(tǒng)通過循環(huán)方式把室內(nèi)的熱量帶走,將室內(nèi)溫度維持在一定值。當(dāng)循環(huán)空氣通過風(fēng)機(jī)盤管時(shí),高溫空氣經(jīng)過冷卻盤管先進(jìn)行熱交換,盤管吸收了空氣中的熱量,使空氣溫度降低,然后再將冷卻后的空氣送入室內(nèi)。冷卻盤管的冷凍水由冷凍機(jī)提供,冷凍機(jī)由壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器組成。壓縮機(jī)把制冷劑壓縮,經(jīng)壓縮的制冷劑進(jìn)入冷凝器,被冷卻水冷卻后,變成液體,析出的熱量由冷卻水帶走,并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)吸熱,使冷凍水溫降低,然后冷凍水進(jìn)入水冷風(fēng)機(jī)盤管吸收空氣中的熱量,如此周而復(fù)始地循環(huán),把室內(nèi)熱量帶走。當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí),需要以熱水進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管,和上述原理一樣,空氣加熱后送入室內(nèi)?？諝饨?jīng)過冷卻后,有水分析出,空氣相對濕度減少,變得干燥,所以需增加濕度,這就需要加裝加濕器進(jìn)行噴水或噴蒸汽,對空氣進(jìn)行加濕處理,用這樣的濕空氣去補(bǔ)充室內(nèi)水汽量的不足。 ????2、空調(diào)制冷系統(tǒng)的建模研究 ????在智能建筑中,空調(diào)系統(tǒng)的能耗占整個(gè)建筑總能耗的一半以上。因此,在保證向人們提供舒適環(huán)境的前提下,盡量降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗,對于智能建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)有著非常重大的意義。制冷系統(tǒng)是空調(diào)系統(tǒng)的主要能量消耗,因此對空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化研究便成為暖通空調(diào)業(yè)的熱點(diǎn)問題之一。 ????隨著數(shù)學(xué)建模技術(shù)的不斷發(fā)展,研究人員將建模與仿真技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)中。建模是研究系統(tǒng)的重要手段和前提,是一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)模型化的過程模型的選擇直接影響系統(tǒng)的分析和執(zhí)行的可行性根據(jù)人們對研究對象的認(rèn)知過程,空調(diào)制冷系統(tǒng)的建模經(jīng)歷了由穩(wěn)態(tài)到動(dòng)態(tài)、由部件建模到系統(tǒng)建模的發(fā)展過程。 ????2.1部件模型 ????制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等四大部件,各部件的關(guān)系如圖2所示。壓縮機(jī)是制冷循環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)制冷的關(guān)鍵部件,它為制冷劑的流動(dòng)提供動(dòng)力,被稱作是制冷系統(tǒng)的“心臟”;膨脹閥是制冷系統(tǒng)中的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),它直接決定了系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力;冷凝器和蒸發(fā)器分別擔(dān)負(fù)放熱和吸熱的重任,并構(gòu)成了系統(tǒng)的高壓和低壓側(cè),二者換熱狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到整個(gè)制冷系統(tǒng)的效率。建立系統(tǒng)各部件的模型是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真分析的前提,研究人員針對各部件的不同性能,采用了不同的建模方法對部件功能進(jìn)行優(yōu)化,從而提高整個(gè)制冷系統(tǒng)的性能。 ????部件的穩(wěn)態(tài)模型是對整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ),提高空調(diào)系統(tǒng)的效率和降低成本是穩(wěn)態(tài)特性研究和優(yōu)化的目的。
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