空调制冷机组的运行参数和负荷分配方案的优化

摘要

目前使用最为广泛的两种空调制冷机组是蒸汽压缩式和吸收式制冷机组，本文首先用(火用)分析法对这两种机组中各个设备建立黑箱模型，用VB编制计算各设备的(火用)损失和循环(火用)效率的程序；接着对这两种机组的一次能源消耗量和经济效益进行了对比，用单位冷量的供冷成本做为评价两者经济效益的指标，给出两类制冷机组的供冷成本的表达式，并分析了供冷成本的构成和影响因素。 为了弥补(火用)分析法无法为减少制冷机组的初投资提供指导的不足，本文采用已被成功应用于大型换热器网络系统优化设计中的夹点温差分析法，以制冷机组的初投资和运行费用之和最小为目标，把冷凝器和蒸发器的夹点温差做为控制变量编制计算程序。整个计算程序包括物性计算模块、夹点温度计算模块、蒸发器和冷凝器换热计算模块、机组COP值计算模块。通过计算得出夹点温差与机组COP值和初投资之间的关系曲线，从该曲线看出减小夹点温差虽然可以提高COP值，但同时也使所需的换热器的总面积增加，因此本文针对为降低制冷机组的运行费用而增加的初投资所需的回收年限问题进行了计算分析，得出使改造后的制冷机组所需的回收年限最少的夹点温差值。然后针对制冷量和COP值都已给定的制冷机组，以机组初投资最少为目标对夹点温差值进行了优化选取。 采用夹点温差法进行的优化分析的目的是使单台制冷机组在某一特定负荷时的运行达到最优，由于建筑物中的制冷机组大部分时间都在部分负荷下运行，因此还要确定合理的空调制冷机组的容量选配方案和机组的负荷分配策略，以达到使空调制冷机组全年运行总能耗最少的目的。本文先采用美国空调制冷学会提出的IPLV值作为评价单台制冷机组部分负荷性能的参数，然后用负荷频率法计算多台制冷机组并联运行的空调系统的全年运行总能耗，以系统的年总运行能耗最小为目标用Excel编制计算程序，寻求最佳的容量选配方案和负荷分配策略。最后对冷冻水侧变流量运行对机组性能的影响进行了计算分析，结果表明，冷冻水变流量系统的能耗量低于冷冻水定流量系统的能耗量，机组的运行负荷率越低，冷冻水变流量系统的节能优势越显著。

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文摘

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声明

第一章 绪论

1.1研究课题的提出

1.2建筑物空调制冷机组节能研究的概况

1.3本文的研究内容和研究方法

1.3.1(火/用)分析法

1.3.2夹点温差分析法

1.3.3空调制冷机组的容量选配方案和机组运行模式的确定

第二章 空调制冷机组的性能分析及比较

2.1蒸汽压缩式制冷机组的性能分析

2.2吸收式制冷机组的性能分析

2.3蒸汽压缩式制冷机组与溴化锂吸收式制冷机组的比较

2.3.1蒸汽压缩式冷水机组和溴化锂吸收式制冷机组能耗的对比分析

2.3.2两种制冷机组(冷水型)的经济性对比分析

2.4本章小结

第三章 夹点温差分析法

3.1夹点温差分析法的计算过程

3.2换热器的计算模型

3.2.1蒸发器的计算模型

3.2.2冷凝器的计算模型

3.3计算结果分析

3.4优化设计

3.5本章小结

第四章 制冷机组部分负荷性能分析和负荷分配方案的确定

4.1部分负荷综合值(IPLV)的意义及其局限性

4.2降低建筑物空调制冷机组的运行季节总能耗的途径

4.2.1 Excel中的“规划求解”功能的使用

4.2.2优化制冷机组的容量配置方案

4.2.3优化制冷机组的负荷分配方案

4.3建筑物空调系统冷水泵变流量运行的节能分析

4.4本章小结

第五章 结论和展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢