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船舶VAV空调系统运行特性分析
| 论文题名： | 船舶VAV空调系统运行特性分析 |
| 关键词： | 船舶变风量空调系统;动态负荷;运行特性 |
| 摘要： | 变风量空调系统作为一种先进的节能技术已在陆用建筑领域得到了广泛应用，而其在船舶上的应用尚处于初始阶段。如何针对船舶空调系统的特点，将变风量技术引入船用空调领域，对整船的节能减排和成本控制具有十分重要的现实意义。本文在综述变风量空调系统的基本构成、分类、特点及船舶变风量技术研究现状的基础上，采用理论分析和数值研究相结合的方法对船舶空调动态负荷和船舶变风量空调系统运行特性进行了深入细致的研究。 本文以某远洋船舶多功能舱室为研究对象，基于热平衡法和“黑箱模型”理论，建立了欧亚远洋航线船舶空调系统动态负荷数学模型，计算分析了其典型工况下动态负荷变化规律。通过对各舱室的负荷分布特点及逐时变化规律的分析，发现全航程中船舶空调冷、热负荷并存，且随航区、航行时刻均发生显著变化，不同航区间总负荷最大差值高达20.67kW，在同一航区的同一时刻，各功能舱室负荷最大值是最小值的2.684倍。其中，新风负荷占总负荷的平均比重为51.29％，是影响负荷的主导因素，而舱壁导热、辐射负荷仅分别占总负荷的7.47%和6.68%。此外，通过回归分析得知，可变舱室负荷91.72%受室外温度变化的影响。 与陆用建筑不同，船舶在航行过程中外界环境气候和海况经常会发生剧烈变化，造成各舱室负荷频繁波动，系统始终处于动态调节过程中，因此，船舶变风量空调系统在全航程的运行特性对舱室空气品质控制有着至关重要的作用。本文在建立各设备数学模型的基础上，创新性地将变风量系统模型与舱室逐时动态负荷计算模型相耦合，采用定静压定送风温度的控制策略，搭建了完整的船舶变风量空调系统仿真平台。针对某航区代表日和全航程变风量空调系统的运行特性进行了理论分析和数值研究，重点分析风系统和水系统中各参数的变化规律与变风量末端送风量和送风温度的耦合特性，研究结果表明：各变风量末端的送风量相对偏差基本都维持在11%以内，送风温度和舱室温度的波动幅度分别在±0.2℃和±0.3℃范围内，说明系统能够实现较为良好的风量分配和舱室温度控制。文中对比分析了船用变风量空调系统实际运行的送风参数与稳态算法的设计送风参数的差异，结果表明系统实际运行时间的87%以上的运行参数值仅为稳态算法设计参数值的40%～85%，对船用变风量空调系统在典型代表日和全航程能耗分析，与定风量空调系统相比较，节能率为26.82%。 |
| 作者： | 成华 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 赵忠超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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