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随着近年来日益加重的能源危机,不可再生能源的日益枯竭,节能这一话题正越来越吸引人们的注意力[1]。根据美国能源部2007年建筑物能源数据手册统计:建筑能耗占到全球总能源的40%,而其中建筑物空调能耗占到建筑能耗的39%。即全球总能耗的15%以上是由空调系统消耗掉。具体到空调领域,空调设计工程师正不断的采用新的设备和系统组合,以提高建筑能源的利用率,降低能耗。
实际上,很多建筑物在空调冷负荷计算出来后,对集中式空调(中央空调)主机的选择和组合上有很多选型,如果搭配主机及系统使之有更为合理是一直是集中式空调设计者的一个难题[2]。
本文主要研究冷机系统优化,以重庆大学主教学楼项目为例,根据气候变化,以一年365天,每天24小时的逐时负荷为基础,对现在主机配置方案,以及新优化配置的三个主机配置方案,按定流量系统和一次泵变频系统,对集中式空调(中央空调)主机系统的初投资和全年运行费用进行详细计算和对比。对冷机系统进行系统优化计算[3]。
本文在一个给定的最大冷负荷的前提下,配置出跟已有冷机配置相同冷量的3个定频或变频的冷机配置,并根据冷机配置匹配出相对应的冷冻水泵(定频或变频)、冷却水泵、冷却塔。然后对已有的冷机方案和优化的3种主机方案共4种冷机方案,按一次泵定流量系统和一次泵变流量系统两种冷冻水系统配置,共得出8个运行费用结果。
本文通过设定天气情况,全年逐时负荷变化,设备初投资,设备的使用寿命周期,能源价格,并对未来能源价格的上涨作出一个年均增长百分比的假定。并且在本文中还对冷机系统群控中的各个受控部份作了仔细的分析,得出最合理的冷机群控策略[4]。然后通过全年逐时负荷以及相应冷却水温度,对所有冷机系统的按照得出的机房控制策略进行逐时运行费用的计算,并汇总出年度的运行费用。
计算出四个冷机系统的一次泵定流量运行年度运行费用和一次泵变流量运行年度运行费用后,再根据各个系统的初投资,并以最低初投资系统作为基准,作出每个系统的投资回报率和相应的财务数据。作为各个系统优劣的比较依据[5]。
最后,通过上述数据的分析比较,并结合每个系统的实施难易程度,以及后期维护管理的所需费用情况,得出最优化系统配置情况。