120KW模塊式風冷冷水機組設計【含CAD圖紙+文檔】

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文獻翻譯 題 目 氣候變化背景下的商業(yè)樓 宇可持續(xù)風冷冷水機組 系統(tǒng)的能耗模擬 姓 名 專 業(yè) 班 級 院 系 指導教師 完成時間 氣候變化背景下的商業(yè)樓宇可持續(xù)風冷冷水機組系統(tǒng)的能耗模擬 香港專上學院，香港理工大學，香港，中國 香港理工大學中國屋宇設備工程學系，香港， 文章歷史： 收到2012年11月12日 修改稿1月10日收到2013年 接受2013年4月3日 關鍵詞： 風冷式冷水機 最佳冷凝器風扇轉速控制 霧預冷 模擬 摘要: 風冷式冷水機系統(tǒng)通常用于需要提供冷量得在商業(yè)樓宇，但具有相當的電力消耗。本研究演示了如何在氣候變化的條件下，通過應用帶有霧氣進入冷凝器的預冷空氣的最佳冷凝器風扇轉速控制實現系統(tǒng)的可持續(xù)性運作。系統(tǒng)模擬性能通過EnergyPlus連同一個能夠分析先進控制策略的實驗驗證冷水機組性能。在2020年，2050年和2080年三種氣候變化情景下的天氣數據被認為可以評估冷卻需求及服務辦公樓風冷式冷水機系統(tǒng)每小時的用電量。研究發(fā)現，在未來溫暖的氣候條件下，優(yōu)化的冷風扇速度以及可控制耦合的冷凝器配上有薄霧的風冷冷凝器預冷卻可以幫助保持更高的性能系數 。再近些可參考的年份里減少了每年的耗電量的16.96-18.58％。且已經對實施可持續(xù)控制的方法進行了討論。 1 介紹 在亞熱帶或炎熱和干旱地區(qū)的商業(yè)樓宇冷水機系統(tǒng)通常以冷凍水的形式用于提供冷卻能量的。冷水機組系統(tǒng)的運作占商業(yè)樓宇中使用的全部電量的比例最高【1】。冷水機組的節(jié)能性能在很大程度上取決于所使用的散熱系統(tǒng)。采用風冷式冷水機組是不可避免的，但它們的能量性能比采用水冷散熱系統(tǒng)冷水機組低【2】。風冷式冷水機組的節(jié)能性能是由性能系數（COP）---冷卻能力輸出以kW為單位的電功率輸入的劃分。COP的變化取決于進入冷凝器的空氣并以控制的冷凝溫度的方式的溫度。大多數現有的風冷式冷水機組通過水頭壓力控制（HPC），據此，冷凝溫度保持在15-20?C以上的室外空氣在所有負載條件下的干球溫度下工作。這忽視了在部分負荷條件下壓縮機功率和冷凝器風扇功率之間功率最大化一個最佳的權衡。與較低的冷凝溫度在30-40?C中的經營范圍水冷式冷水機組相比高性能計算導致的風冷式冷水機組性能較差。根據不同的容量，滿負荷空氣在35??進入冷凝器的溫度，風冷式冷水機組的額定COP為2.6-2.9【2】，然而采用變速壓縮機的幾個現代高效的產品都聲稱性能系數達到3.2，且在部分負荷下運行有更高的性能系數。事實上，在風冷式冷水機組的COP沒有迅速改善時這些優(yōu)越的條件僅限于使用可變速度控制到壓縮機和冷凝器風機，以及增強熱蒸發(fā)器和冷凝器的交換性能。HPC仍然被使用，即使對于高效的產品。 一些研究已經討論了基本的設計原則和經營策略，以提高冷水機組系統(tǒng)的性能。 Chan等?！?】提出需要進行制冷負荷曲線的準確和詳細的計算，以避免不必要的備用系統(tǒng)容量，同時保證系統(tǒng)的可靠性。優(yōu)化的風冷式冷水機組的技術COP是：浮動冷凝溫度控制（CTC）;變流量一次到冷水機蒸發(fā)器;基于風險的預防性維護，通過一個復雜的冷水機組控制系統(tǒng)。暢【4】和Lee等人。【5】應用的進化策略（優(yōu)化工具）來解決多個冷水機組的最佳裝載問題。為了讓冷水機組在不同的部分負荷率運行，每次冷水機組應加上變速冷凍水泵。然而，在大多數現有的冷卻器系統(tǒng)，變流量控制是很少應用于冷水機組。這是由于變速驅動器的初始成本較高和過冷水機組在非設計冷凍水流量的安全運行值得關注。 Sun等人?！?】提出了建設制冷負荷的制冷負荷和間接指標，以提高冷水機組順序控制與提高能源效率可靠性的融合測量。然而，融合測量依賴于一個全面的與制冷負荷計算與冷水機組和水泵的功率相關聯的其他經營數據運行數據監(jiān)控。這會影響最佳的冷水機組順序控制的執(zhí)行情況。通過對服務工業(yè)建設和制度建設冷卻器系統(tǒng)詳細的能源審計，Song等。 【7】和Saidur等。 【8】解決應用變速驅動器，以冷水機組，冷凍水泵，冷卻水泵和冷卻塔風機的節(jié)能減排效益。然而，全變速設計并不是越來越多地應用到新的冷卻器系統(tǒng)。系統(tǒng)運營商可能會猶豫地管理依賴于復雜的自動控制變速系統(tǒng)組件是被承認的。相反HPC，CTC已被確定是一種有效的手段提高風冷式冷水機組在部分負荷運轉時的COP?！?,10】。然而，CTC并不發(fā)展到的現代風冷式冷水機產品的標準功能。CTC下冷凝器風扇在最佳數量和速度運行，以減少壓縮機的功率和冷凝器風扇功率的所有操作條件的總和。給定的額定功率風扇一般占在典型的冷凝器設計的額定壓縮機功率的10％以內，總功率可通過允許冷凝溫度稍微高于室外空氣輕負載條件下的干球溫度最小化。通過這個原理，可以通過降低進入冷凝器的空氣的溫度，以進一步提高其COP。 蒸發(fā)冷卻是將室外空氣從干球通過一個等焓過程降低到濕球溫度[溫度的常用手段。為提供蒸發(fā)冷卻效果，Zhang等人?！?2】提出了包的波紋孔的鋁箔，以捕集在空氣冷卻冷凝器前面的水膜的用途。這樣的冷卻器使空氣流的干球溫度與下列一個絕熱冷卻的過程，但具有增加的風扇功率由于通過冷卻器的附加氣流阻力接近其濕球溫度。這樣的冷卻器通過一個絕熱冷卻的過程使空氣流的干球溫度，由于通過冷卻器的附加氣流阻力接近其濕球溫度增加了風扇功率。實驗研究表明，在冷卻器（dc直流）的冷卻效率被確定為約0.8。 dc直流被定義為（T1-T2）/（T1-TW），其中t1和t2是冷卻器空氣溫度的的入口和出口，分別與TW是空氣的濕球溫度入口的理論最低T2。dc表明T2永遠不能接近相應的TW。假定一個0.8的dc。 在溫暖濕潤氣候，它的干球溫度仍然有可能減少3-10?C。櫨Davalloo和Eghtedari【13】進行的另一實驗測試關于蒸發(fā)冷卻器安裝在房間空調器的冷凝器的前一纖維素復合介質襯墊的性能。結果表明，制在冷效果該冷卻器帶來增長6.1-13.3％，和在COP 上的31.7-50.6％，超過了處于35?C和49?C之間環(huán)境干球溫度。在COP的提高是在較高的環(huán)境溫度下更顯著。 或者，蒸發(fā)冷卻可通過直接在空氣冷卻冷凝器【14,15】的前部噴射氣霧來實現。如圖1表明;霧預冷卻系統(tǒng)可以很容易地在不修改現有的冷水機組進行安裝。如果霧滴足夠量的完全汽化冷凝器盤管上，冷卻效果會接近一。這種霧預冷卻系統(tǒng)不造成空氣流的任何流動阻力，因此，不需要額外的風扇功率將會產生。以驅動高壓泵所需的電功率是以單位的霧化率千克/秒為單位約為23千瓦。每單位制冷量在（kw）需要油霧的產生速率為左右0.0002公斤/秒。對于設計為0.053千克/每單位冷量以kW為單位[16]的冷凝器水流量的冷卻塔中，水補率是每單位冷量以kW為單位的0.0016公斤/秒。鑒于此，相比于水冷式冷水機組，水霧預冷風冷冷水機組耗水率僅占12.5％。在哪里節(jié)約用水來講，采用風冷式冷水機組比水冷冷水機組更可取。因此，很值得利用水霧預冷在現有裝置的改型應用程序和一個新安裝的一體化設計，以提高風冷冷水機組的低能量特征。Lam等人?！?7】說明，冷水機組的電力消耗與氣候變量的變化。如果冷凍系統(tǒng)的COP沒有改善，未來氣候變暖可能會導致建筑領能源使用量的域嚴重的上升。而變頻調速方便水冷式冷水機組COP提高，在受制于HPC和多個冷凝器風扇固定轉速的常規(guī)設計中的現代風冷冷卻冷水機組在制冷量方面并無顯著增加。這是一個正在研究領域關于風冷式冷凝器霧預冷如何再配上最佳的冷凝器風扇轉速控制有助于緩解氣候變化下的風冷式冷水機系統(tǒng)的能量影響。冷凝器的空氣霧預冷的潛在好處已確定在HPC在某些現有的風冷式冷凍機【14,15,18】。然而，當霧預冷整合了優(yōu)化冷凝器的風扇控制，固定冷凝溫度設定在現有的冷水機組在COP獲取更多的進一步改善時卻放置了一個約束。為了促進霧預冷成為一個標準功能對于提高新射進的風冷式冷水機組在COP的長期運行，在氣候變化情景霧系統(tǒng)的有效性應該得到解決。從通過霧預冷風冷式冷水機組【14,15,18-20】作者以往不同的研究工作 ，本研究中進一步探討了在氣候變化背景下空冷冷水機組與霧預冷系統(tǒng)集成整個工作壽命中的潛在好處 。在回應根據機組負荷和天氣條件的各種組合的冷凝器風扇轉速控制在，分析方面參數研究將開展研究如何達到最佳的油霧的產生率。借鑒以往的風冷式冷水機系統(tǒng)實驗和模擬研究 ，本研究的目的是提供一個詳細 分析關于如何實現在氣候變化條件下的工作壽命中先進的控制使風冷冷水機組 保持持續(xù)的運轉狀態(tài) 。首先，從氣候變化情景的產生進行說明。霧系統(tǒng)采用風冷式冷凝器的典型排列方式進行說明。模擬 程序將在系統(tǒng)的EnergyPlus是如何被用來給建模風冷式冷水機系統(tǒng)服務于相關的辦公樓的，并確定傳統(tǒng)的和先進的控制下的冷水機操作的用電量 。討論將如何優(yōu)化的霧預冷的HPC和最佳的冷凝器風扇轉速控制下運行的風冷式冷水機組的控制進行。這項研究的意義在于演示在氣候變化的條件下如何 以提高在風冷冷水機組系統(tǒng)的可持續(xù)性。 2 氣候變化情景的產生 一個典型氣象年（TMY）天氣文件往往是 需要每時每刻的建筑能耗模擬。Chan等?！?1】開發(fā)了香港TMY氣象文件，該文件是在 在EnergyPlus的【22】利用EPW格式。該TMY文件構成1979年至2003年超過25年期間典型的天氣數據現今的文件。它包含綜合組來自多個年的監(jiān)測期每小時的天氣數據。每個月包括TMY被選擇代表當時同一個月整個期間的天氣狀況。表1顯示了香港一些關鍵變量及其范圍。 給定一個TMY氣象文件，有可能產生的氣候變化背景下未來的天氣數據。據關的審查 【23】，接近產生未來的天氣數據被列為推斷統(tǒng)計方法， ?隨機天氣模型， 施加的偏移方法和全球氣候模型。據推斷的歷史數據統(tǒng)計方法是受限于預測度日數，這是不適用于產生TIME格式的每小時的數據。很多年隨機天氣模型只借鑒了通過一個復雜的建模過程中輸入一些天氣變量，產生的人工氣象數據庫。因為隨機性質的，在模擬許多氣候變量和氣候變量之間可能存在的關系精度不能被保證。由于全球變暖，和一定的溫度上升情況下，這可能沒有考慮到的各種氣象變量之間的聯系。 在征收補償法，在軍隊或其他預測 類似的格式，每小時的天氣數據是基于一組電流基準數據。該算法生成單獨的天氣所涉及的參數由三操作個改變當前的數據：（1）移動，（2）線性拉伸（縮放因子）和（3）移和伸展。在移動和拉伸組分的每月增量值可以從大氣環(huán)流模式（GCM）的氣象預報預測。新氣象文件提出的氣候變化情景由預測每小時干球溫度，濕度比，和全球性的，直接的正常的和橫向擴散的太陽輻射等形成。根據預計的潛在溫度上升而不同的假設所增加的溫度聯系起來的絕對濕度的變化。全球氣候模型借鑒了歷史上觀察到的天氣數據 模型校準，并認為從TMY文件大氣中二氧化碳濃度是不容易得到的連續(xù)變化 。. ..與施加的偏移方法相比，全球氣候模型比較復雜，因為它是基于氣象學發(fā)展的基本物理模型。考慮到建模過程的簡單性和數據格式的要求進行詳細的建筑模擬，施加的偏移方法是最可取的方法來預測在一個典型氣象氣象文件的當前數據修改未來的天氣數據。 天氣發(fā)生器程序CCWorldWeatherGen 【24】 用于產生氣候變化情景對香港在三個今后一個時期（2010-2039，2040-2069和2070-2099）代表的三地基準年的2020年，2050和2080。該方案借鑒了征收補償的方法，并根據哈德利中心的開發(fā)是根據政府間氣候變化專業(yè)委員會（IPCC）【25】的第三次評估報告耦??合模型，第3版（HadCM3模擬）——領先的國際機構對氣候變化的評估。其中基于大氣環(huán)流模式不同預測模型，HadCM3模擬的模型是基于約300公里網格間距【26】，并包含一套氣候變化數據的四種不同的全球碳排放情景：低，中低，中高和高排放。這四個對應IPCC情景B1，B2，A2和A1F1這通常被認為探討氣候變化對建筑能耗的影響 【27】。李和萊弗莫爾[28]利用HadCM3模擬的模型來生成，以分析建筑設計在韓國的趨勢氣候變化的天氣數據。這是合理的借鑒一些全球性的氣候變化情景HadCM3模擬像建筑能耗模擬，案例區(qū)域氣候變化數據不可用。 表1 關鍵氣候變量及其范圍在香港的TMY氣象文件 香港在【29】下載了TMY氣象文件是為程序的輸入文件。HadCM3模擬的模型上畫了一個漸變的程序來預測的基于現今文件【30】數據的氣象數據。所涉及的變形過程中的假設是，相對濕度將保持相同的兩個電流和氣候變化情景。對于假設的理由是，在全球變暖地球溫度將增加，這將導致更多的水蒸發(fā)到大氣中，以保持恒定的相對濕度。這種假設是由Sturman和攻絲機【31】和阿吉亞爾等人的支持。 【32】。如果在未來的濕度變化是由于全球變暖的信息不可用。警監(jiān)會的情景A2代表中高全球碳排放量被用于一個上升0.74?C中的年平均日平均溫度在2010-2039，1.69?C在2040-2069和3.00?C在2070-2099。 每小時數據（x）將搖身一變包括干球溫度，露點溫度，全球水平輻射， 正常的直接輻射，散射輻射水平，大氣 壓力和風速。.這些數據影響冷負荷計算及制冷機系統(tǒng)的運行性能。變形未來每小時數據的算法（x）的涉及與轉移拉伸相應現今數據（X0），如圖所示由方程。對于變形的每個變量詳細方程給出[33]。 圖2顯示的關鍵氣候變量（干球溫度和全球水平輻射）在2020年，2050和2080相對于基線（TMY）的模擬結果。由于全球氣候變暖，干球溫度由相應的基準不同程度的上升。一個原因可能在冬季與較低溫度下波動具有更大的相關聯系。在2020年，2050和2080年，月平均全球水平輻射在夏季和冬季有不同變化模式。在降低輻射在夏季很可能是由于這樣一種情況：云層的懸浮粒子濃度的百分比，并可能在未來增加。在冬季的增加輻射，相反，可以與同一個更亮的天空和更少懸浮粒子更多天有關。圖。3和4示出的音素變形每小時的頻率多邊形天氣數據在一月份（典型的冬季月份），并在七月（干球溫度和全球水平輻射）（典型夏月）。預測每小時干球溫度從原來的值在TMY增加。這通常會導致在頻率多邊形的向右移位。關于全球每小時的輻射水平，非日照時數被排除在該地塊。預測每小時的數據有在一月沒有顯著變化，但基于該變移成分的組合在7月被不規(guī)則地演變。 3 霧的描述預冷至風冷式冷凝器 圖1示出的是產生霧在現有的風冷式制冷機的冷凝器的前管和噴嘴的布局的例子。如圖圖5示出，一個非常細小的水滴在10微米大小（霧）的從低流量霧化噴嘴釋放時，泵輸送的水沿管道在約70bar的高壓。霧利于蒸發(fā)冷卻過程中，允許空氣進入冷凝器的溫度從它的干球下降到接近濕球溫度。 圖 3每小時的天氣數據，2020年，2050和2080在TMY一月的頻率分布 圖 4 每小時的天氣數據，在2020年，2050和2080年七月頻率分布的典型氣象。 設計霧化速率取決于冷卻器的總散熱氣流速率和基于干球和濕球溫度之間的差值中的水分含量可能增加。過規(guī)定的霧會導致頻繁的阻尼，并且，反過來，會產生冷凝器散熱片和線圈結垢問題，同時薄霧的量不足，對在干球溫度下降是沒有效果的。根據每組TMY的逐時氣象數據，在100%相對濕度情況下，霧產生的評價標準是0.0038公斤/公斤的干空氣和中度0.0018公斤/公斤的干空氣(在第80百分位)的水分含量增加最大限額。給出了額定功率為1151KW冷水機的總排熱流量為140立方米/秒或168公斤/秒時，霧的生成率達到0.30公斤/秒的峰值。根據供應商提出的系統(tǒng)規(guī)格，每個機組的細水霧滅火系統(tǒng)包含九臺額定功率為0.75千瓦，流量為0.033公斤/秒的高壓泵。不同的環(huán)境條件和冷卻器的散熱氣流率情況下，在0.033到0.30公斤/秒的九個階段，霧的生成速率可能會有所不同。 圖 5 細水霧滅火系統(tǒng)的每個冷卻器示意圖 在使用冷卻塔和冷凝器散熱時，軍團桿菌的氣溶膠擴散不可忽視。這是因為他們在軍團桿菌的理想生長范圍32-42℃的循環(huán)水內正常運作。專用水的消毒和污水的防治必須遵守當地【34】預防軍團病的實踐規(guī)范。對于噴霧系統(tǒng)，可以通過維持25℃以下的軍團菌休眠的水溫來降低軍團菌的傳播風險。此外，霧的數量和規(guī)模應該精確控制，以實現溫暖環(huán)境下的充分蒸發(fā)。為了給水消毒，每個噴霧系統(tǒng)都應該提供一個只占總泵功率0.6-1.8%的額定功率范圍為40-120W的紫外燈。 4 某辦公大樓及其冷卻系統(tǒng)的模擬 EnergyPlus【22】是一種流行的建筑能耗模擬程序【35】，主要被用來模擬辦公大樓及其冷卻系統(tǒng)。它包含了許多創(chuàng)新的仿真功能,如用戶可配置的模塊化系統(tǒng)和建筑組件集成的熱量和質量基礎平衡區(qū)的模擬。這增強了仿真結果的完整性。有了各種系統(tǒng)模板和“自動”功能，能源分析各種系統(tǒng)設計選項可以迅速的進行。 表2 在參考辦公樓一般資料 表2總結了建筑上的一般信息。建筑物的布置方法研究當地的辦公樓【15】的平均能量性能。那是一個40層樓，每層都包含一個內部熱區(qū)和周邊面朝東，西，南，北的四個溫度區(qū)。設計標準和各功能區(qū)的操作計劃遵循當地針對能效建筑提出的節(jié)能規(guī)范【36】的規(guī)格。 表3 空調系統(tǒng)的一般信息 表3顯示了建筑制冷和空氣系統(tǒng)的基本信息。制冷系統(tǒng)包含四個相同的風冷離心式冷水機組，其設計滿足于6044KW的峰值時干球溫度和濕球溫度降溫需求。冷水機組實現排序是從沒有額外的冷卻系統(tǒng)開始運作一直到每個操作冷卻器在遇到建筑冷負荷變化時滿載運行為止。每個運行的冷水機組在相同的載荷下運行。冷卻水分配電路是一種由恒速泵連接到冷水機同時具有變頻泵二次回路的主回路電路。所有的空調都能夠配備變風量（VAV）空氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)由合適的系統(tǒng)模板完成的“自動”功能和一些默認的內置數據組成。特定的尺寸是決定系統(tǒng)組件能力的一個因素。EnergyPlus計算了每個組件的設計能力，然后進行實時的仿真變量操作和店里消費。對不同氣候的變化做情景模擬是通過加載相應的天氣文件CCWorldWeatherGen產生的。 圖 6 程序評估冷水機組的運行變量，有薄霧預冷 冷水機的標準模板默認性能特征可用于其愣是離心冷水機壓頭控制下的模型的性能。目前為止，沒有標準的模板能夠優(yōu)化冷凝器風扇轉速控制仿真的風冷冷水機組（OCFSC）。在【15】中分析了實驗驗證的模型。表4總結了一系列的模型方程來模擬無得馮冷冷凝器的冷卻機組的運行變量。校準一個標稱容量為1511KW的機組模型參數。圖6給出了一個流程圖展示了如何評估操作變量。使用霧預冷和COFSC機組的性能模型，冷凝溫度Tcdwas不在是45℃這個固定的設定點。對一個給定的機組負荷和天氣條件的組合，冷凝器風扇的轉速范圍可以從全部轉速的5-100%之間變化從而減少壓縮機功率，冷凝器風扇功率和噴霧泵功率的總和?？紤]到風機的最佳轉速，冷凝溫度應徘徊在干球溫度以上的經營范圍內。 5. 結果與討論 5.1 根據氣候變化情景的每月總系統(tǒng)負載 圖7顯示，2020年，2050和2080相對于基線（TMY）每月總系統(tǒng)負載配置文件。每月總的系統(tǒng)負載將隨著在7月以來最高值，并在一月或二月的最低值的月平均干球室外溫度而有所不同。每年的總系統(tǒng)負載是9538200千瓦時的典型氣象，在2020年，10494165千瓦時,2050年，11,464,932千瓦時和2080年的12884487千瓦時。這表明，每年的系統(tǒng)負載增加10.0-14.9％，為期30年。如果系統(tǒng)COP始終在氣候變化情景下不變，制冷系統(tǒng)的全年用電量將5.0-7.5％，增幅比15年的經營范圍沒有出現大的改觀。 表4 建模方程和風冷離心式冷水機組具有先進的控制參數 5.2 制冷系統(tǒng)在氣候變化的情景下用電 使用具有完善的冷水機組模型EnergyPlus，服務于相關的樓宇的制冷機系統(tǒng)的用電量是按以下四個計劃進行評估： HPC ， HPC與霧預冷; OCFSC ; OCFSC著霧預冷。 圖 8說明了冷水機組的每月總用電量變化與典型氣象年（基線）不同的操作方案。在夏季霧預冷風冷冷凝器表現非常好， HPC或OCFSC，使得每月的冷水機組總用電量明顯下降。 圖 7 在TMY，2020年，2050和2080每月系統(tǒng)總負荷的變化 圖 8 在TMY每月總制冷機用電量不同的操作計劃 ? 然而，當霧預冷被認為是根據HPC操作冷凍機，在冬季，一些輕微的在電力消耗方面略有增加則被視為這樣一種情況：其中附加的霧泵功率抵銷在進入冷凝器的空氣的溫度輕微的下降有關的壓縮機功率與減少。 圖。 9展示了如何在氣候變化情況下的月總制冷機用電量從基線（ TMY ）的增加。?無論操作方案，較高的耗電量增加發(fā)生在冬季和這傾向于與在表2中顯示的干球溫度增加有關。 圖 9 在2020年，2050年和2080年在不同的操作計劃從基線的百分比增加每月的冷水機組總用電量 表5 冷卻系統(tǒng)中的TM年用電量 表6 冷卻系統(tǒng)在2020年全年用電量 表7 冷卻系統(tǒng)在2050年用電量 表8 冷卻系統(tǒng)在2080年用電量 表9 相關分析對油霧的產生率與氣候和操作變量的結果 圖 10 對具有最高Pearson相關變量油霧的產生率曲線 在氣候變化的情景下不同的操作方案導致冷水機組的電力消耗略有不同的影響。比較圖9（b）與（a）和（d）與（c）所示時，在三個氣候變化情景下，采用霧預冷風冷冷凝器會增加冷水機組的電力消耗。事實上，表5-8顯示，從典型氣象年至2080年，當采用OCFSC和霧預冷時，一個16.96-18.58％減少在該系統(tǒng)的年用電量能夠實現。該平均COP-全年總系統(tǒng)中千瓦時負荷的冷水機組總耗電量除以千瓦時，曾在有薄霧預冷作業(yè)計劃略有改善。無霧預冷的平均COP傾向于根據氣候變暖下降，即使OCFSC被應用。此外， 霧預冷的潛在益處可能在OCFSC下被放大， 如從表5-8的反映的節(jié)約電費的百分比從OCFSC+霧必須始終超過OCFSC和HPC+霧的總和。所有這些確認水霧預冷是一個在應對氣候變化下的可持續(xù)發(fā)展的未來風冷冷水機。 5.3 霧生成速率控制 在確定采用水霧預冷至風冷式冷凝器的好處，必須了解如何控制霧的生成速率在各種操作條件下是很重要的。雙變量相關性分析[37]的進行是在需要油霧的產生Mmist與一組氣候和操作變量Tdb,RH,Twb,Wdb,Hdb 和Va。這一分析 幫助確定Mmist是否可以由任何其中一個變量決定。表9總結根據Pearson的操作計劃相關系數及其相關的p值：HPC+霧和OCFSC+霧。Mmist的所有變量的相關性被認為是顯著，因為所有的P值都低于0.05,處于0.001的顯著水準。圖。10所示散點圖Mmist的最高Pearson相關的變量。當冷水機組在HPC下操作，?它可以根據相對濕度調整霧的生成速率，以獲得接近最優(yōu)的霧控制。事實上，如果在圖中的回歸曲線。圖10（a）是用來確定所需的 油霧的產生率，霧系統(tǒng)將更加頻繁操作。使每年的制冷機用電量下降到3.98％，在表5所示的TMY的情況下它比可節(jié)省在HPC+霧，4.02％以下僅0.04％下降。然而，對于冷卻器在OCFSC下操作時，霧的產生率的調整是更復雜，因為霧的產生速率在針對每個變量的標繪時，趨于分散。油霧的產生速率和制冷機部分負荷率之間的散射的一個例子是在圖提供。 10（b）所示。在單一可變的冷水機組部分負荷率的條件下，實現最優(yōu)的霧氣控制，是不可行的。此外， 使用測得的變量的組合，以評估所需要的霧化率和實現前饋控制?，可能不是可行的。另外，也可以應用反饋控制來調節(jié)基于進入冷凝器預冷卻的空氣的溫度的霧的生成速率。 油霧的產生速率可以增加，直到監(jiān)測的空氣溫度后預冷達到的最低水平，在重合的濕球溫度。 的確，霧系統(tǒng)控制，冷凝器風扇控制和壓縮機控制彼此交互。所有這些要求先進的優(yōu)化控制策略的發(fā)展，從而確定在所有工作條件下以盡量減少壓縮機功率，冷凝器風機功率和噴霧泵功率的總和所需的油霧的產生泵的數量。它以測量壓縮機，冷凝器風扇和霧化泵的各個功率來檢查在該合計功率最小化的最佳數量和速度的變化率是非常重要的。根據不同的散熱氣流速率霧系統(tǒng)的有效性還有待調查，這構成了作者未來的實驗工作。 6 結論 本文介紹了如何使用霧預冷風冷冷凝器，在氣候變化的條件下提高風冷冷水機組系統(tǒng)的可持續(xù)性。2020年，2050年和2080年的三個氣候變化的天氣數據已經有CCWorldWeatherGen生成。參考一個辦公樓提供的風冷系統(tǒng)的冷卻需求和每小時的耗電量進行模擬，EnergyPlus和實驗驗證的冷水機組模型一起被應用在先進的控制策略分析中。在溫暖的氣候下，我們發(fā)現薄霧風冷冷凝器的冷卻可以補充預優(yōu)化冷凝器風扇的轉速，在TMY和2080可以節(jié)約16.96-18.58%的電費。冷卻器在HPC下運行時，霧產生率的控制非常簡單，通過操作霧泵基于相對濕度可以直接測量。用霧冷卻實現最優(yōu)的冷凝器風扇轉速的控制，更復雜的反饋控制則需要調節(jié)霧產生率，以最大限度的提高整體機組的COP。在有霧系統(tǒng)確定的最佳冷卻效果時，冷凝器風扇轉速控制的動態(tài)特性的風冷冷水機組的測試實驗仍需進行。實驗結果將有助于細水霧滅火系統(tǒng)的微調控制算法，從而驗證了最優(yōu)控制下實際制冷機COP的提高。 本研究的意義在于促進霧預冷風冷式冷卻器在氣候變化下的可持續(xù)性的特點，同時在水資源保護方面的作用也不能忽視。鑒于霧應用的潛在好處，冷水機組的設計者和制造商應進一步開發(fā)用于風冷冷水機組的霧系統(tǒng)設計和安裝準則。同時， 22 參考文獻 [1] J. 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