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摘 要

随着对人们对建筑环境与舒适度要求的日益提升，中央空调系统长时间运行所带来的能耗问题也是不容忽视的。然而由于当下中国大多建筑的中央空调系统都是按照最大负荷的情况进行设计，大多数建筑的空调系统（HVAC）长时间处于低负荷低效率运行的状态，能源浪费现象严重。本文将通过建立能耗模型的方式分析系统在不同优化运行方式下的运行能耗的情况。

本文选取了典型水冷式中央空调系统，根据其四大组件运行的能量方程建立了中央空调系统整体运行能耗模型。此后通过分析某实际中央空调系统在变冷冻水量、变冷却水量、变冷却水与冷冻水量与定流量运行时，冷水机组性能系数以及各耗能组件的运行能耗随负荷的变化关系，探究各运行方式的优劣。

通过研究发现，采取变冷冻水流量与变冷却水流量对中央空调系统整体运行都具有很好的节能效果，但是该两种调节方法在部分负荷运行时，比起定流量运行的系统都会小幅度提高冷水机组运行能耗，降低运行系数COP。变水量调节的节能主要体现在水泵的变频运行节能上。，当冷却水与冷冻水系统都选择变流量运行时，系统整体的节能效果更加显著。

关键词：中央空调系统、能量模型、变冷冻水量系统、变冷却水量系统

Abstract

With the increasing demand for people's construction environment and comfort, the energy consumption caused by the long-term operation of central air-conditioning systems cannot be ignored. However, because most of the central air-conditioning systems in China today are designed in accordance with the maximum load, the air-conditioning systems (HVAC) of most buildings are in a state of low-load and low-efficiency operation for a long time, and energy waste is serious. This article will analyze the energy consumption of the system under different optimized operating modes by establishing the energy consumption model.

In this paper, a typical water-cooled central air-conditioning system is selected. Based on the energy equations of its four major components, the overall operating energy consumption model of the central air-conditioning system is established. After that, by analyzing the actual central air-conditioning system when changing the chilled water volume, changing the cooling water volume, changing the cooling water volume and the chilled water volume, and determining the constant flow, the chiller unit performance coefficient and the energy consumption of each energy consuming component are related to the load. The advantages and disadvantages of the mode of operation.

Through research, it has been found that adopting variable chilled water flow and variable cooling water flow have good energy-saving effect on the overall operation of the central air-conditioning system, but both of the two adjustment methods will have a smaller margin than the system that operates at a constant flow during partial load operation. Improve the energy consumption of chillers and reduce the operating coefficient COP. The energy saving for variable water regulation is mainly reflected in the energy saving of frequency conversion operation of pumps. When both cooling water and chilled water systems are selected for variable flow operation, the overall energy-saving effect of the system is even more pronounced.

Keywords: central air conditioning system, energy model, variable chilled water system, variable cooling water system

目 录

摘要 I

Abstract

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 小结 4

第二章 中央空调系统的特性 5

2.1 中央空调系统的结构组成 5

2.2 中央空调系统特点及优化方法 6

2.2.1 变水温调节 6

2.2.2 变水量调节 7

2.3 小结 8

第三章 中央空调系统各模块数学模型的建立 9

3.1 冷水机组模型 9

3.1.1 压缩机模型 10

3.1.2 冷凝器模型 11

3.1.3 蒸发器模型 13

3.1.4 膨胀阀模型 15

3.2 冷却塔模型 17

3.3 风机盘管模型 17

3.4 冷却/冷冻水泵模型 18

3.5 小结 20

第四章 中央空调系统变水量运行仿真分析 21

4.1 中央空调系统介绍 21

4.2 变水量运行仿真结果分析 21

4.2.1变冷冻水量，定冷却水量运行 22

4.2.2变冷却水量，定冷冻水量运行 24

4.2.3 变冷却水量与冷冻水量运行 26

4.3 系统优化运行方案 29

4.4 小结 30

第五章 总结 31

5.1 研究总结 31

5.2 展望 32

参考文献 33

致谢 34

绪论

引言

能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础。随着当今社会能源利用方式的发展与建筑环境的日益优化，中央空调处理器这种采用人工手段为建筑物提供可操纵性的环境舒适度的系统，自20世纪以来已经日益成为各室内活动场所，满足人们在不同季节舒适度必不可少的一部分。

中央空调系统是一种由空气处理系统与多个冷热源系统以及所组成的^[1]，对室内空气进行净化，提供所需要的冷热负荷以及调整空气湿度等处理的设备。根据系统额定制冷量以及使用条件的不同，主要分为了民用与工业用两大类，其中大多数情况下以50kW作为区分民用与工业用的制冷量额度的分界。

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