基于TRNSYS-FLUENT协同仿真的VAV空调系统多传感器控制策略研究
A Study on the Multi-sensor Control Strategy of VAV Air Conditioning System Based on TRNSYS-FLUENT Coupling Simulation
随着经济的发展和人民生活水平的提高,室内空气分布均匀性、热舒适性和能耗一样,是可持续建筑评估中不可或缺的一部分.人们对生活空间空气质量及热舒适性的要求也越来越高,开始意识到良好的空气质量和舒适的生活环境是人类健康生活的保障.如何在节能的同时保持室内空气分布的均匀性和人员的热舒适性,一直是研究工作者的研究方向和目的.对于单独采用FLUENT的模拟研究,它往往只能用于房间的气流和温度分布模拟,难以实现对在线控制的模拟.而TRNSYS能够实现动态在线控制的模拟,但它是假设房间内的空气均匀混合,整个气流流场看作是一个空气节点.基于此,本文提出TRNSYS-FLUENT协同仿真的研究方法,即在基于TRNSYS建立的上海某商业大楼的VAV空调系统及其控制动态仿真的基础上,结合FLUENT对其中的一个空调房间的温度场和速度场进行模拟,通过对室内人员热舒适性和空气分布情况的分析,对VAV系统的控制提出改进和优化.首先,针对建立的空调房间三维模型,采用FLUENT技术,模拟出不同送风量下的温度场和风速场,分析得出送风量的不同会引起气流分布的变化.而送风量是由室内温度控制回路自动控制的,控制器根据室内温度传感器的采样值和设定值的偏差,调整送风量的大小.而传感器的位置布置,直接影响到送风量的大小控制,进而影响室内的气流和温度分布以及系统的能耗.基于此,利用TRNSYS-FLUENT协同仿真,研究了VAV空调系统室内温度传感器的位置对室内人员热舒适性和空调系统能耗的影响.研究结果表明,对于VAV系统,传感器的位置对室内的温度场和速度场的影响较大,不同的传感器位置的布置,不仅影响室内人员的热舒适性,而且对系统的能耗也有一定的影响.其次,为了满足室内人员的热舒适性,提出温度修正控制策略,对房间温度设定值进行修正,分析了房间温度设定值的修正对室内人员热舒适性的影响.研究结果表明,温度设定值的修正影响室内人员的热舒适性,合理地设定房间温度设定值有助于改善室内人员的热舒适性.最后,为了满足室内空气分布均匀性,提出基于多传感器的送风优化控制策略,通过对送风温度设定的优化,调整送风量的大小,以获得室内均匀的气流分布.仿真验证表明,对于本文的研究对象,基于多传感器的送风优化控制策略有助于改善房间空气分布均匀性和提高室内人员的舒适性.
- 作者：
- 刘巧玲
- 学位授予单位：
- 上海交通大学
- 专业名称：
- 供热、供燃气、通风及空调工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2013年
- 导师姓名：
- 晋欣桥；杜志敏
- 中图分类号：
- TU831
- 关键词：
- VAV空调系统；室内温度传感器；热舒适性；空气分布均匀性；空调系统能耗
- VAV air conditioning system；indoor air temperaturesensor；thermal comfort；airflow distribution uniformity；energy consumption