冷却塔供冷是一种利用自然冷源部分或全部消除室内冷负荷的制冷技术,在有条件使用的场合相比于常规机械制冷拥有显著的节能优势,在暖通空调领域得到迅速发展。然而现有常规冷却塔供冷系统采用固定的运行模式切换点和运行参数设置,不能较好的适应天气以及负荷的实际变化情况,同时最大限度的发挥冷却塔供冷的节能潜力。为此,本文通过建立冷却塔供冷系统模型,根据实际运行系统的特点,结合理论和实验方法,深入研究冷却塔供冷系统的运行特性、控制策略、节能优化及适应性评估,并为不同区域冷却塔供冷全年节能潜力的预测、该冷却塔供冷系统的设计选型和优化运行提供理论依据和实际指导。本文主要工作如下:1)基于特征识别方法建立冷却塔供冷空调系统仿真模型并验证。针对某医院实际冷却塔供冷空调系统,集总各部件未知结构参数作为特征参数,在冬季供冷工况下,实测少量运行数据求解特征参数,建立基于特征识别的冷却塔供冷系统仿真模型。对比模拟结果与实测数据,结果表明基于特征识别的冷却塔供冷空调系统模型精确度较高,可用于冷却塔供冷系统节能潜力与优化运行的研究。2)提出对冷却塔供冷系统运行模式的临界切换湿球温度和系统运行参数的实时全局优化运行策略。利用仿真模型,总结出切换温度随负荷率和室外相对湿度的变化规律,研究冷却塔和板式换热器的设计参数对切换温度的影响。对目标建筑进行负荷计算,基于结果确定全年逐时切换温度,评价不同气候分区的典型城市冷却塔供冷的适应性。以系统总能耗作为目标函数,以冷却水流量、冷却塔数量、冷却塔风量作为控制变量,使用模式搜索算法,结合供冷模式切换的逻辑控制,得到冷却塔供冷系统的最优运行策略。3)研究并获得冷却塔供冷系统的最优运行策略,提出全年节能潜力的评估方法。采用不同气候分区的典型城市的全年气象参数,对目标建筑冷却塔供冷的性能进行预测,获得系统的全年能耗和节能量。探讨不同的气候条件和最不利房间设计参数下节能潜力的变化规律。结果表明,严寒地区的全年节能率最大,为27%。提高最不利房间的室内设计温度及增加设计新风量能够有效提高节能潜力,提高室内设计温度时效果更加明显。相比仅采用冷却塔单独供冷模式,联合供冷模式可以使不同气候分区的全年供冷时长增加23.0%～74.4%,节能量增加23.7%～60.1%。