基于I~2B网络的既有空调系统节能防疫改造与智能控制方法

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhangg91
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在建筑领域中,公共建筑能耗总量和用能强度巨大,其中,中央空调系统能耗占公共建筑总能耗的60%以上,因此,公共建筑中央空调系统是我国建筑节能的重点对象。2020年初以来,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)在世界范围内蔓延,给公共建筑中央空调系统在空气净化、消杀防疫上提出了更高要求。另外,建筑智能化技术、特别是群智能等新一代建筑智能化技术的发展,也为我国公共建筑机电设备系统节能改造、能源环境监测及消杀防疫提供了网络化平台技术。因此,亟需研究我国公共建筑空调系统节能防疫网络化和智能化控制技术。本文以大连理工大学令希图书馆既有定风量中央空调系统节能和防疫改造工程为依托,以“十三五”国家科技部重点研发计划课题为契机,开展了本文的研究工作。首先,为提升令希图书馆建筑智能化水平,将原有的集散控制网络架构提升为扁平化、无中心和具有即插即用功能的群智能建筑(Insect Intelligent Building,I~2B)网络架构,完成了I~2B网络建设和调试,实现了室内环境多参数监测与空调机组变风量监测控制。其次,本文从气溶胶传播规律出发,研究了室内人员吸入含病原体气溶胶的风险,建立了基于理想情况下超几何分布概率模型并根据实际情况发展了该模型,揭示了人员吸入概率与含病原体气溶胶的浓度、人员呼吸速率、暴露时间以及人员卫生防护水平之间的关系。以含病原体气溶胶吸入概率模型为基础,得到了空调系统防疫运行约束模型,进一步提出了空调系统平疫结合控制方法。最后,以令希图书馆中央空调系统为对象,利用基期能耗-影响因素模型法研究了原有定风量空调系统改造后空调机组的节能效果,并以其中两台空调机组为对象研究了防疫模式下的室内空气参数变化以及空调机组耗电情况。研究发现,首先,通过节能改造该空调系统表现出显著的节能效果,改造后的空调系统供冷季空调机组日节电量可达100-200k Wh,日节电率可达20%-30%;供热季空调机组日节电量可达150-350k Wh,绝大多数时间的日节电率可达20%-45%。其次,两台防疫改造的空调机组的消杀防疫效果较好,通过对防疫模式下室内空气参数及空调机组电耗的实际运行研究表明,增加新风量对于降低室内CO2浓度和PM2.5浓度均有明显作用;通过开启空调机组内空气净化消杀器有助于降低室内PM2.5浓度。此外,防疫模式运行下空调机组日电耗量高于同期正常模式下电耗量,其中一次回风运行时防疫模式比同期正常模式高出约2.7倍;全新风运行时防疫模式比同期正常模式高出约1.8倍。
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