空调系统冷水机组运行能耗模拟

《化工过程模拟及优化》项目报告

空调系统冷水机组

运行能耗模拟

指导：钱宇教授

报告：丁云飞

2001年12月第一部分研究的意义

在建筑物的节能中，空调系统的节能十分重要。在整个建筑物耗电量中，空调系统的耗电量约占60%以上，在空调系统中，冷水机组的能耗约占空调系统总能耗的70%，准确计算冷水机组的运行能耗，对于机组的优化选择和建筑物的节能评价都是非常重要的。特别是在广州地区，夏季空调时间较长（约5469h），空调系统的节能显得尤为重要。

第二部分研究方法

本课题应用MATLABSIMULINK软件建立了空调用冷水机组模型，从而准确计算在任何运行工况下冷水机组的能耗。本课题还研究了将ASPEN软件用于建立空调用冷水机组制冷系统模型的可行性。

本课题应用MATLABSIMULINK软件建立了空调用冷水机组模型，从而准确计算在任何条件（运行工况）下冷水机组的能耗，并在两种运行班制：一班制（以办公楼为代表）、三班制（以宾馆为代表）下模拟计算了冷源系统的总能耗。本课题还研究了将ASPEN软件用于建立空调用冷水机组制冷系统模型的可行性。第三部分研究内容

一、冷水机组模型

（风冷）

（风冷）冷源系统图冷水机组泵风机盘管冷水机组模型（水冷）（水冷）

冷源系统图冷却塔冷水机组泵风机盘管

模型中的其它子模块（Nz）模型中的其它子模块（d）模型中的其它子模块（Q）1模型中的其它子模块（m）

二、模拟计算结果模拟计算结果（续）模拟计算结果（续）模拟计算结果（续）模拟计算结果（续）

机组的耗电量(kW)

耗电量（kWh）一班制三班制风冷机组345400651600水冷机组289900560600模拟计算结果（续）附属设备全年运行能耗

耗电量（kWh）风冷机组水冷机组冷凝风机冷却水泵冷却塔合计一班制84121683502050588855三班制15290513672541018177743模拟计算结果（续）冷源系统用电量合计耗电量（kWh）风冷机组冷源系统水冷机组冷源系统比较（以水冷为基础）一班制42952137875513.4%三班制8045057383438.96%模拟计算结果（续）风冷和水冷机组冷源年运行费用比较

冷源系统类型总耗电费(元)总耗水费(元)合计(元)比较(%)耗电量电费补水量水费一班制风冷机组4295213221413221418.7水冷机组3787552840661220512205296271三班制风冷机组8045056033796033794.4水冷机组7383435537572441424414578171模拟计算结果（续）

两种冷源系统的投资概况

冷源系统名称水冷式冷水机组冷源系统风冷式冷水机组冷源系统制冷主机水冷机组，价格83.0万元风冷机组，价格124.4万元冷却水系统冷却塔，价格：10.5万元冷却水泵价格：1.25万元管道、阀门及管件造价7.05万元电力增容费容量268kW，增容费26.8万元容量350kW，增容费35万元合价128.6万元159.4万元机房投资制冷机房机房面积：80m2

土建投资：12万元冷源系统总投资140.6万元159.4万元模拟计算结果（续）

寿命周期内年经常费用比较类型费用（万元）比较一班制风冷机组47.89.1%水冷机组43.8三班制风冷机组75.95.4%水冷机组72结果分析

通过分析，风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的能耗并不象它们在全负荷状态下表现出的那么大。经济性上的差异也不大。风冷式和水冷式冷水机组冷源系统各有优缺点。在缺水地区和建筑物上区供冷应优先选用风冷式冷水机组，在机组设置有困难的建筑物也宜选择风冷式冷水机组。

第四部分用ASPEN建立冷水机组模型

蒸气压缩式制冷系统原理图冷凝器压缩机蒸发器节流阀32℃37℃12℃7℃Q0QK

讨论在ASPEN中有许多单元模型，其功能与制冷系统中的单元模型相同，如压缩机、换热器、节流阀等。在本课题初期曾尝试用ASPEN来建立冷水机组的模型，这将是非常方便的，但由于ASPEN主