1、经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气候摘要：在一个装有空调的酒店中，水冷式冷水机组系统在散热过程中，可以占用大约总用电量的四分之一和相当数量的水。本文评估了冷却器系统集成了冷却塔和冷却水泵的最优控制的节约运营成本。一个复杂的冷却系统模型被用来确定有不同的控制方法从而来影响每年的电费和水量的文件来作为酒店的参考。据估计,应用基于负载的速度控制冷却塔风扇、冷凝器水泵的系统，年度用电量减少了8.6%和9.9%的运营成本，相对于等效系统使用了恒速风扇和水泵和一组固定的29.4C的冷却水温度的控制。这种先进的控制系统优化的方法已经进行了讨论。关键字：水冷冷水机组 ,冷却塔;经济分析;最优
2、控制1.介绍酒店发挥重要作用在维持香港的经济增长。然而 成的一个 要 用于 运 。先 的调 1 ,酒店总 用电量 从 443增 921度 (增 108.2%)从 1988年 2000年。增 的当 酒店,据估计,的电 每年增长 36.8 度在 2001 - 20052。温和的电 增 一个可 的方法空调系统的 占大约一的总用电量。据currency1的电 “ 16当 酒店 3和 4, 使用度 (EUI-the年度用电量fi每fl 方 )相大 ,从 1988年 926fi / 方 406fi / 方。为酒店中”空调、水冷冷水机组冷却塔系统 用于 冷却 式的冷水来维持 的热件的 。冷水机的作和冷却塔
3、电 ,约占一的电 “空调。 ,冷却塔水的发热“过程 , 相当大的水有 为酒店中”空调、水冷冷水机组冷却塔系统 用于 速 一 被为一个 的节 来制冷系统的 。 5发 了等于 (EMPP) 优化制冷系统 , 速 器的 (VSDs)应用于有冷却器、冷凝器水泵和冷却塔 .然而， 速 少考系统的计和 速 器被 应用 水泵和冷却塔风机在大 数系统中。冷水 量被来 用于减少的使用， 为泵 量可以当 泵 量少的 用冷水机组在 分负 件。可 量的成应用 于 量和冷机的 量可以调 ，以匹配 化的负载经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 件 6。应用程序受冷水分配电路的计，并须冷却盘管，以允许冷水的
4、 量减少负载件降将配有双向控制阀的禁。对于要 潜冷却 的恒定空气 系统，减少 分负载件的冷却水的 速的潜 相当有的， 在泵的节 。Gordon等人 7和 Hydeman等。 8开发冷却器模型来currency1制冷机COP的化（ 系数）在不同的冷却水的 速。没有分析了冷水机组率，塔风机率和冷凝器水泵率降低 件之间的权衡。还没有控制机制被赋予在冷凝器的水 量应如何 化响应于述冷却器负 和湿球件。 速控制来 应用于冷却塔风机，以减少 频率，并允许更好的散热控制降低风扇的电 9。冷却塔不同散热的 态 施 气 在系统优化更 的并发症。 Lu等人。 10 出了用于冷却器系统的冷凝器水 路中的基于模型的优
5、化策略。该战略包括尽量减少冷水机组，冷却水泵和冷却塔风机的总率，考 不同的空气 量和冷却水 量为 定的散热率之间的相互作用。冷凝器进水温度上都冷水机率和冷却塔 的影响进行了分析。然而，并没有解释冷凝器水泵和冷却塔风机系统优化的控制逻辑。格雷夫斯11重新戈登 - 伍模型 7，以优化计有两个冷却器泵对和一个冷却塔系统。被 上了一个 NTU效益（ Ntu-no.传质fl元）模型 12 ，用于评估冷却塔 的制冷机模型。图纸上的冷却器 - 塔相互作用，修改后的模型被用于分析如何系统 COP 化改 冷凝器的水 。然而，塔模型贴现的水分损失， 于发，而fl一 NTU值被假定为代 在不同水温和气 速度塔的 。
6、两个相关被确定，以方便接近最优的系统作：一个冷却水定点和湿球温度之间的线关系（比喻 固定方法的方法）;另一个塔风机 速和泵的 速之间的线关系。Benton等。 13开发了一个回归模型来 示改进的冷却塔模拟算法（ CTSA）。该算法简fl 示冷却塔的方法（冷却水温度而使湿球温度减去）作为湿球温度的 量，范围（冷却水温度），冷凝水 量和风扇电 。仍有待确定如何评估用于响应于在 分负 运行的冷却塔的 的冷却水温度或最佳的风扇速度控制的最佳置点。上述currency1 重要的模 来分析冷却系统的 和优化冷水机组的控制和冷却塔系统冷凝水泵和塔风机 速控制的一些见解。然而，没有报道的机型都够 评估冷水机组
7、，冷却水泵和水的“在散热过程中，关于冷却塔和冷却水泵的各种控制方法一 冷却塔的权 关系。 ，大 数currency1只 注于电 的说法不考水电储蓄之间的可 权衡。经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 更 量化数字和经济分析为了谋 应用优化 ，以冷水机组系统的潜在利益考必要的。本currency1的 的 讨水冷式冷水机组系统 有以节 的经济效益：冷却塔风机 频调速控制 ;一个数的方法 ;固定和低冷却水温度 开 ;冷却水 量。这些 用于大 分现有的冷却器系统 作修改。本文 先 了酒店和 的冷却系统。模拟每 fi冷负 的方法。一个复杂的冷却系统模型来分析系统COP不同的 如何 化，并
8、 冷却器系统的年度电 和水的“。 评估在水电成本节约的 fl 使用或 使用 的。这 currency1的 在于上 更 的定量分析，以 进水冷冷水机组系统优化经营策略，以 在每年的电 和水“方的 ，并在同一fi间，以降低营运成本。2.评估酒店的每小时冷负荷1总 了酒店的 进行模。该 被 成 模型 述文件中的模拟程序 TRNSYS1514用于系统节 分析。据 最 用 调 为本 酒店 的 数量，总 EUI 方，酒店有 2和 4。基于据香港的亚热带气 每 fi 气数据的一个型，该酒店每年的冷却 量被评估为17692414fi，总的占 8760每 fi， 8152冷却fi间 /年。图 1示出每 fi的负
9、 比，比 4753的值冷却负 的频率分。的 载比值 于0.5 1占总作fi间的 47。这 ，制冷机系统 要的 分负 件作的大分fi间。currency1的负 比 更的 温度相关，尽管在一定范围的的负 率（ “低于 0.5）可以在于大范围的 温度。1 一酒店的 空调系统总 （fifl ）（ 方）总空调（ ） ” fifl 的 值（ ） ” ” ”的 系数 ” ： 店和每（ ） 每空调（ ） 经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 数 制冷温度定点（ ） 相对湿度（） 风量（ 人） ” 占用（ 人） 的率 度（ ） 率 度（ ） 空调系统运行fi间一 空气 系统的 空气 机组的型 风
10、机盘管机组（风机盘管） 空气 机组 风机盘管冷水 量控制 四 阀 四 阀冷水机组运行fi间（ ） 01002400图 ：负 率每 fi的数据频率分。经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 ”研究了制冷机系统的方法”制冷系统的安排 的值冷却负 ，制冷系统的总 量被计为 。如 示，该系统有定的每 的冷却 个相同的制冷机。 冷却器置用于 和 在 分负 运行。 制冷系统的节总制冷量（）（个相同的 式冷水机组，水泵和冷却塔） 对于每个 冷机型 制冷的型 制冷量（） 机定率（ ） ”负 的制热 效比 ”计冷水 回水温度（ ） ”计冷水 量（ S） 计冷凝水进入 开温度（ ） 计冷凝器水 量（
11、 S） 对于每个冷却塔散热率（ ） 计进入 开温度（ ） ” ”水 量（ S） 空气 量（立方 ） 风扇电机率（ ） ”漂移损失（定 量的百分比） ”计水的发速度（定 量的百分比） ” 计 的湿球温度（ ） 每个冷水泵的定率（ ） 每个冷凝水泵的定率（ ） ” 冷水机 序实施，据，有正在运行的冷水机组进行了同样的 分负 ，并在经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 冷却器置没有 的冷水机组开始运 ， 每个作冷水机组在 负 运行。据这一战略，分 冷水机组，式冷水机组运行fi的冷负 分“突破 和。每个冷却器的作互锁的一个冷水泵，一个冷凝器水泵和一个冷却塔。” 制冷机系统的年用电量的计
12、算为了计算式冷水机组，水泵和冷却塔风机的年用电量使用T NSYS开发一个复杂的冷却系统模型。该模型考了实 过程的现象，包括 机和冷却器 件之间的机械关系的 量控制。在模拟任何 定尺寸的冷却器的作中， 机和冷凝器 制冷的质量 衡，并在发器中的 量 衡。冷却塔用在塔中在气 和水 的各种组 的传热效果的 化考在的NT效益的方法来模拟。的算法被包括在冷却塔模块来计算基于冷却水 去温度的一组 定的点的冷却塔的作 量中。关于模型的开发 验证节 方 。每 fi冷却器率计算 过使用基于每 fi的 气数据和每个作冷机携带的负 的制冷机系统模型。冷却水的“电 一步泵 样步骤，这 于运行的 冷器数。每个冷却塔作的风
13、扇率 于 否开 关或可 速度控制的使用和对冷却水 开冷却塔的温度定点。冷水机组的 年“电量有冷水机率，泵 率和冷却塔风机率为有运行 fi数的总和。” 水的消耗成本和电力成本预测 冷却塔的补充水 应，以补偿 分失水：发，温度漂移和泄放。该系统模型中的冷却塔模块考冷却水和空气来估计的发损失的 质量和 量 衡。漂移率和泄放率，假为 ”和 ” ，冷却水 率，对于使用传统的 氯水的 。”港元 的补 水成本和污水 费”港元 除去被用来计算总 用水量和放电冷却塔的运行成本据指南中规定的试点计划更广泛 使用的淡水发冷却塔的节 空调系统 。制冷 的电 成本的计算基于当 的电 的最大量关税从冷水机组系统和 用电量
14、计算模型。关税 涉 不同的利率每月费用和 的指控。 本月费用 ”港元 第一 和 ”港元 伏 。电费 ” 港元 fl fi 第一每个 每月 辆。经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 与各种节能技术冷却系统性能的详细分析 进行模拟的 中 出 的作计划。计划 示为冷却塔风扇和冷凝器水泵以恒定的速度配置。据这样的 ，冷却塔风扇 开启和关闭，以 冷却水 开冷却塔（ Tc w）对于任何散热的一个 定的温度 的 热气 。冷凝器水泵不断上演， 冷水机组冷凝器水的有负载件定 量经营。对于计划 ， 速控制施 塔风扇和冷凝器水泵既为了改善在 分负 运行的 量效率。据该控制，风扇 速被调制在一个范围的
15、 速响应于一个 定的 Tc w连续调节气 速度， 过风扇的率节省任何散热。 速泵 了改 成正比的制冷负载，以持在 个冷凝器的恒定温度的 化的冷凝水的 速。最 泵速度定为 速的，以确计 量的至少 过每个作制冷机的冷凝器。泵 量可以当冷水机组 分负 件运行。冷凝水泵和冷却塔的不同控件的作计划方案 符号 述 底线 Tc w”S Tc w定在 ” 以恒定速度配置 Tc w” S Tc w定在 ” 以恒定速度配置ppS 方法（ Tc w Twb）固定在 以恒定速度配置 Tc wopS 最佳 Tc w恒定的速度配置最的系统OP Tc w” S Tc w定在 ” ， 速配置Tc w” S Tc w定在 ”
16、， 速配置 pp S 方法（ Tc w Twb）固定在 可 速的配置 Tc wop S 最佳 Tc w 速配置，最大系统OP关于冷却塔的规作 球迷 骑开 关或控制 量速度 开塔持冷却水的温度置点Tc w。 ”和 ” 的置点用于Tc w在方案、 、 和 基于 分的上和定载 件 出了 I 。更的置点 用于维持冷凝温度的 机率。 固定方法被用来在方案 经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 和 ，考 可以帮 风机的率节省，当机组负 可 降 境湿球温度（ Twb），并且这种控制 了节省更 的 比currency1固定定点控制 。对于计划 和 ，模拟塔风机控制算法搜索最优 Tc w以减少
17、机率，冷凝水泵电 和冷却塔风机的率对于任何 定作件的总和。最佳风扇 速实现最大的系统 以 最佳的 Tc w 定。方案被 为基线， 为 规应用 现有的冷却器系统。计划 代 的节 fl 使用或 使用。比currency1对系统OP据有关基线计划 如何做出改 。系统OP指机组负 出的冷水机组，冷凝水泵和冷却塔风机的总 入率计算。有的方案都有冷水泵的率相同， 被 除在系统 OP的计算。如图如图 示，降低 Tc w至” 不 带来的系统 OP的绝对增长，虽然 机率为最低， 经营计划中大 数作件。事实上，系统 OP可达 ，当机组负 降低 ” 分负 率降。这 为塔风扇 速运 连续和风扇率的增 超过了 机的率的
18、减少。除 ” Tc w控制，系统OP可以 过应用 频调速冷凝器水泵 以改进。这 味着调制成正比，制冷负 冷凝器水 量可行的手 来优化 机的率和冷凝器水泵率之间的折衷。经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 图 ” 系统 OP在相对于基线计划 百分率。 （一）湿球温度= ，（）湿球温度 =，（）湿球温度 =，（ D）湿球温度=。系统 OP可以使用 办法或实施的最佳 Tc w，无论用于塔风机和冷却水泵的开 关或 速控制fi也有不同程度增 有作件。当湿球温度低于，这一比增 了系统OP为更 显的 的方式控制更的冷水机组的负。系统OP ” ” 过使用优化 Tc w和两个风扇和泵 速控制。这
19、样的增 趋向于在最 和最大负载件显著和 中的在大约”低于 的湿球温度的 分负 率。 经济效益的节能技术借鉴了冷却系统的模型，计算了对冷却系统的年度电 和水“的八个经营计划作出的。电 和水“数据在 h 和 方归 酒店的总空调分“。示出了计算 果。冷水泵的年用电量为”fi 方有作方案 为相同的 序冷却器的申请方案。 ” 冷却水温度控制 如方案 和 呼吁增 ”年度用水量和风扇用电量最。然而 帮减少年度制冷机电 “ 净节电 ” ”的基线。对于冷凝器水泵采用 频调速控制使 的年用电量”和年用水量降达”。这 为冷却水的 速被允许删除在分负 运 的冷却器的负 。利用最优冷却水温度 速控制塔风机和冷却水泵，权
20、衡制冷率，泵 率和风扇率之间进行了优化，从而 减少在系统每年用电量的” 。 ，计划 最优控制可 带来的年“水量减少了 ”。 每年的冷水机组的电 和fl 的空调 酒店用水量。方案 bs 规范化的年度用电量 (kWh/m2)经济效益最优的水冷冷水机组酒店控制系统服务在亚热带气 冷水机 ” ” ” ” ” ” ” ” ”冷水泵 ” ” ” ” ” ” ” ” 冷凝器水泵 ” ” ” ” ” ” ” ” ”冷却塔风机 ” ” ” ” ” ” ” ” ”总计 ” ” ” ” ” ” ” ” 规范化的年度用电量 ” ” ” ” ” ” ” ”讨了节 的冷却系统的经济效益，每年的运营成本和 命 成本进行了计算和比currency1。经营成本（如维修 养费用），比电费 水费等被 为有这些计划的价值， 被 除在这个成本分析。关于 命 的运营成本的计算，年的寿命假定为冷却系统和 的折现率被 为在 个 命 。 出了计算 果。每年的电费成本 定据 绝大 分的 经营成本，从而减少用电量降低经营成本的有效手 。 每年的运营成本和fl 的空调 酒店 命 成本的冷却系统有八个作计划。Sch bs 节约从基线
