300KW螺桿式水冷冷水機(jī)組設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】
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文獻(xiàn)翻譯 題 目 水冷式空調(diào)機(jī)的性能特征模型學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 院 (系) 指導(dǎo)教師(職稱) 完成時(shí)間 水冷式空調(diào)機(jī)的性能特征模擬W.L. Lee *, Hua Chen, F.W.H. Yik摘要為了提高能源效率,水冷式空調(diào)系統(tǒng)( WACS)被廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域,但在家庭中很少使用。人們發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在還沒有數(shù)學(xué)模型和能量的模擬方案,用于詳細(xì)的調(diào)查和評(píng)估水冷式空調(diào)機(jī)的節(jié)能性能。為了提高水冷式空調(diào)在國(guó)內(nèi)行業(yè)的適用性,預(yù)測(cè)模型對(duì)能源性能分析的發(fā)展是必要的。本文論述的實(shí)證模型可用于研究使用水冷式空調(diào)機(jī)的運(yùn)行性能和能源消耗。該模型包括四個(gè)子模型已考慮到冷卻水系統(tǒng)的能量消耗。水冷式空調(diào)系統(tǒng)設(shè)立在環(huán)境室,以驗(yàn)證模型所得到的結(jié)果。在90 的額定容量時(shí),水冷式空調(diào)系統(tǒng)的整體COP被發(fā)現(xiàn)是大于3的。用RMS比較預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,誤差在11以內(nèi)。關(guān)鍵詞:水冷式空調(diào)機(jī);冷卻水系統(tǒng);住宅樓;能耗模擬1 引言香港在過去二十年中,由于經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,高層住宅建筑物的能源消耗,特別是電力的使用,在急劇上升。先前對(duì)家庭能源統(tǒng)計(jì)的研究表明,從1990年到2000年,空調(diào)總耗能增加了80%,而人口增長(zhǎng)率僅為23%左右。在香港一個(gè)典型的住宅建筑內(nèi),空調(diào)消耗占能源消耗的25%。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)清楚的表明,采用節(jié)能措施對(duì)于減少空調(diào)的能源消耗是非常有價(jià)值的。香港是是一個(gè)亞熱帶城市,夏天炎熱潮濕。在家庭中空調(diào)被廣泛應(yīng)用。這些空調(diào)大多是風(fēng)冷式窗口或是分割單元,這在香港和世界其他地方非常常見。鑒于空調(diào)設(shè)備輸出一個(gè)給定冷卻速率所需要的電力隨著進(jìn)入冷凝器的冷卻介質(zhì)溫度的增加而增加,在香港使用空冷機(jī)組是非常低效的,而且在夏天室外高度達(dá)到35度,也是原因之一。大多數(shù)空冷機(jī)組能達(dá)到的制冷系數(shù)(COP)比較低,在2.2到2.4之間。另外一個(gè)原因,提高空冷機(jī)組節(jié)能性能的最常見做法是把空冷機(jī)組放置在一個(gè)凹空間中,這樣的設(shè)計(jì)在香港是獨(dú)一無二的。這些空間可以滿足大多數(shù)居住著的需求。主要的一個(gè)原因是為了保證采光和自然通風(fēng)的最大化,這是有香港有關(guān)的建筑法規(guī)和業(yè)務(wù)法規(guī)規(guī)定的。然而,最有爭(zhēng)議的用途是當(dāng)空調(diào)換熱器無法進(jìn)行正常換熱時(shí),可以保證空調(diào)散熱。根據(jù)一些研究,熱空氣射流將產(chǎn)生一個(gè)上升的空氣柱來提高環(huán)境溫度。這種效應(yīng)在上層尤為突出。然而,它們只要用于大型商業(yè)建筑在家庭中很少使用。由于為了保證水和空氣進(jìn)入蒸發(fā)式冷卻塔來冷卻冷凝水,泵和風(fēng)機(jī)需要額外的電力,而且現(xiàn)在缺乏水冷式空調(diào)系統(tǒng)在家庭中廣泛應(yīng)用的整體效益的詳細(xì)分析。計(jì)算機(jī)模擬是研究水冷式空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行性能和能量消耗的一個(gè)非常有用的工具。參考了近年來水冷式空調(diào)系統(tǒng)在商業(yè)建筑中的應(yīng)用研究,值得注意的是,雖然性能數(shù)據(jù)和仿真工具被廣泛使用,但他們也很難用于對(duì)家庭用水冷空調(diào)系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估。主要原因是它們?cè)诓煌闹评淞?,不同的壓縮機(jī)設(shè)計(jì),不同的容量控制中相差很大。此外,不同于中央冷水機(jī)組,至今沒有數(shù)學(xué)模型用于預(yù)測(cè)家庭用水冷冷水機(jī)組的性能和能量使用。有兩種基本的數(shù)學(xué)模型,用于分析空調(diào)系統(tǒng)的性能。首先是一個(gè)很詳細(xì)的模型,考慮到組成單元各部件的相互作用。詳細(xì)的模型一般基于質(zhì)量和能量的平衡,并用于研究機(jī)組的動(dòng)態(tài)性能。然而,這些模型是非常復(fù)雜的,需要消耗大量的計(jì)算時(shí)間和輸入非常詳盡的能量模擬。另一種是經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,通過代數(shù)方程把輸入和輸出直接聯(lián)系起來。代數(shù)方程由性能數(shù)據(jù)和詳盡的模型輸出推導(dǎo)出的。這樣就減少了輸入的要求以及模擬運(yùn)行的計(jì)算時(shí)間。在這項(xiàng)研究中,由于各部件的動(dòng)態(tài)信息不可用于能量分析,所以才用實(shí)證研究的方法。實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷拈_發(fā),參考了制造商的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是現(xiàn)成的但不能展現(xiàn)成一個(gè)用于定性和定量分析的表格形式。因此,由此得到的模型可用于預(yù)測(cè)在不同操作條件下的單位制冷量,冷凝器的散熱量,性能系數(shù),水冷式空調(diào)系統(tǒng)的性能和水冷式空調(diào)機(jī)的整體耗電量。在驗(yàn)證所得到的模型時(shí),在水冷式空調(diào)系統(tǒng)的工作原型組成的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。該水冷式空調(diào)系統(tǒng)包括一個(gè)3.36KW的水冷式分體裝置和一個(gè)獨(dú)立的冷卻水系統(tǒng)。獨(dú)立的冷凝器系統(tǒng)包括一個(gè)自組裝的冷卻塔和一個(gè)恒定轉(zhuǎn)速的循環(huán)泵,它一對(duì)一的連接到水冷式分體裝置。在試驗(yàn)中,動(dòng)態(tài)特性對(duì)不同的負(fù)載條件作出反應(yīng),對(duì)所得到的COP和能量消耗進(jìn)行測(cè)定和評(píng)價(jià)。此模型在成功驗(yàn)證后在未來可用于評(píng)定高層建筑采用水冷式空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能。2 實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷拈_發(fā)在香港,典型的現(xiàn)代高層住宅樓包含大量的公寓,每一個(gè)公寓包括一至數(shù)間臥室,一個(gè)組合的客廳和餐廳,對(duì)于更大的公寓,包括獨(dú)立的客廳和餐廳及其他房間如廚房和浴室。臥室,客廳和餐廳(或組合的客廳和餐廳)通常設(shè)有獨(dú)立的窗口或獨(dú)立式空調(diào)。假定每個(gè)房間都設(shè)有獨(dú)立的水冷式空調(diào),水冷式空調(diào)器可以是窗口式或分體式加上一個(gè)獨(dú)立的冷卻水系統(tǒng)。測(cè)試水冷式空調(diào)系統(tǒng)性能的試驗(yàn)?zāi)P桶ㄋ膫€(gè)相互聯(lián)系的部分,分別是蒸發(fā)器,冷凝器,冷卻塔和能量消耗模型。能量消耗模型考慮到了包括恒定速率的循環(huán)泵和冷卻塔的獨(dú)立冷卻水系統(tǒng)的能量使用。2.1 冷凝器模型冷凝器模型利用能量平衡原理來確定冷凝水系統(tǒng)的散熱量和操作條件,它滿足下面的公式:Qcond =Cpwmw(Twl-Twe) (1)Qcond=Qevp-Wcomp (2)R N G =(Twl-Twe)=Qevp+WcompCPWmw(3)2.2 蒸發(fā)器模型蒸發(fā)器通常是直接膨脹(DX)型,類似于冷凝器模型,蒸發(fā)器模型滿足下列能量平衡方程: Qevp =ma(har-has) (4) Qevp =mref(herl-here) (5)下面的理性氣體方程可用于確定濕空氣的性質(zhì):h=1.006T+(2501+1.805T) (6)=(2501-2.381t)s-1.006(T-t)2501+1.805T-4.186t(7)由于水冷式空調(diào)各部件操作條件的動(dòng)態(tài)變化,直接用herl和here計(jì)算蒸發(fā)器的冷量(Qevp)是很困難的,因?yàn)樵谡舭l(fā)器中熱量和質(zhì)量傳遞的動(dòng)力是蒸發(fā)器和冷凝器之間的壓力差,這相應(yīng)地取決于室內(nèi)空氣溫度(Tia)和冷凝器進(jìn)水溫度(Twe)。為方便起見,Qevp假定為室內(nèi)空氣溫度(Tia)和冷凝器進(jìn)水溫度(Twe)的函數(shù)。為了提高該模型的適用性,把不同容量的同類機(jī)組安裝在一個(gè)住宅公寓內(nèi),機(jī)組性能數(shù)據(jù)以額定條件下的分?jǐn)?shù)值為標(biāo)準(zhǔn)。因此Eq(5)可以假定為 qevp =QevpQR =a0+a1Tia+a2Twe (8)系數(shù)a0和a1根據(jù)制造商提供的性能數(shù)據(jù)用回歸分析法求得。2.3 冷卻塔模型通過冷凝器的冷卻水循環(huán)由吹入冷卻塔的空氣冷卻。在冷卻塔中的傳熱包括潛熱部分和顯熱部分,根據(jù)冷卻塔模型的性能傳熱量可由下面的公式表示: Qclt=Qcond=Cpwmw(Twl-Twe) (9) Qclt=mclta(hcltad-hcltas) (10)RNG = QcltCpwmw=(Twl-Twe) (11)冷凝器進(jìn)水溫度(Twe)取決于冷卻塔的性能,通常認(rèn)為是環(huán)境濕球溫度和在施加恒定的水流量時(shí)冷卻塔的范圍(RNG)的函數(shù)。冷凝器進(jìn)水溫度可用下面的公式表示:Twe=c0+c1toa+c2toa2+c3RNG+c4RNG2+ c5toaRNG+c6toa2RNG+c7toaRNG2+c8toa2RNG2 (12)其中系數(shù)c0到c8由根據(jù)制造商提供的性能數(shù)據(jù)用回歸分析法求得。注意,小容量的冷卻塔不適用于商業(yè)市場(chǎng),回歸模型是參照更大容量冷卻塔的性能數(shù)據(jù)開發(fā)的。得到的系數(shù)見表1。表1 冷卻塔模型系數(shù) c0 2.5264c1 0.8566c2 0.0028c3 2.1849c4 -0.0604c5 -0.0745c6 0.0004c7 24.9447c8 -0.00002表2水冷式空調(diào)模型系數(shù)設(shè)備容量 2KW 2.6KW 3.36KW 5.3KWa0 0.3491 0.2855 0.3567 0.3167 a1 -0.0076 -0.0070 -0.0071 -0.0072 a2 0.0322 0.0339 0.0318 0.0331 b0 0.3298 0.4687 0.3062 0.4061 b1 0.0206 0.0172 0.0167 0.0170 b2 0.0186 0.0105 0.0163 0.0103 wF 0.1364 0.1261 0.0947 0.10322.4 功耗模型電源輸入空調(diào)機(jī)一分為二,一個(gè)是壓縮機(jī)消耗(Wcomp)另一個(gè)是循環(huán)水泵和冷卻塔風(fēng)扇消耗(WF)。這兩部分將隨瞬時(shí)冷卻一個(gè)住宅公寓所需空調(diào)數(shù)量的變化而變化。壓縮機(jī)消耗(Wcomp)將隨室內(nèi)溫度(Tia),冷凝器進(jìn)水溫度(Twe),空調(diào)器的冷負(fù)荷(Qevp)的變化而變化。整個(gè)COP包括凝結(jié)水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)能量的使用,這可以由以下方程表示: wcomp= WcompWR=b0+b1Tia+b2Twe(13)COP= QevpW (14)由于循環(huán)泵和冷卻塔風(fēng)扇通常沒有控制容量的設(shè)置,所以可以認(rèn)為當(dāng)水冷式空調(diào)的壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí),對(duì)應(yīng)的輸入功率(WF)是一直是最大的。但當(dāng)壓縮機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí),輸入功率變?yōu)?,因此,當(dāng)瞬時(shí)冷卻需求量是QL時(shí),水冷空調(diào)系統(tǒng)總的輸入功率(W)可用下式表示:W=(wcompQLqevpQR+wF)WR (15) wF=WFWR (16)基于以上模型,用于水冷式空調(diào)系統(tǒng)的性能建模所需的數(shù)據(jù)已經(jīng)簡(jiǎn)化,包括:模型系數(shù)(a0到a2,b0到b2,c0到c8);循環(huán)泵和冷卻塔風(fēng)扇的額定輸入功率(wF);額定制冷量(QR)以及不同容量的水冷式空調(diào)的電力需求(WR)。用回歸分析法對(duì)從廠商技術(shù)手冊(cè)獲得的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到模型系數(shù)。數(shù)據(jù)見表2。為了保證在同一個(gè)住宅公寓內(nèi)安裝不同容量的機(jī)組,四種空調(diào)模型已經(jīng)開發(fā)出來,每個(gè)設(shè)備的容量分別為2.0 kW, 2.6 kW, 3.36 kW和5.3 kW。流程圖如圖1所示。 圖1.水冷式空調(diào)模擬流程圖3 水冷式空調(diào)系統(tǒng)的樣機(jī)和試驗(yàn)3.1 樣機(jī)設(shè)計(jì)為了驗(yàn)證水冷式空調(diào)的試驗(yàn)?zāi)P停涫娇照{(diào)機(jī)組樣機(jī)安裝在了實(shí)驗(yàn)室中,如圖2所示。圖2.水冷式空調(diào)系統(tǒng)原型水冷式空調(diào)樣機(jī)包括室內(nèi)機(jī),室外機(jī),冷卻塔和循環(huán)泵。額定制冷量3.36KW,額定功耗0.88KW。結(jié)構(gòu)如圖3所示。制冷劑R22被廣泛應(yīng)用。室內(nèi)機(jī)包括毛細(xì)管,銅管和鋁翅片制成的直接膨脹型蒸發(fā)器。室外機(jī)包括連接在封閉式壓縮機(jī)上的管筒式水冷冷凝器。因?yàn)樾∪萘坷鋮s塔不用于商業(yè)市場(chǎng),所以冷卻塔是自組建的。冷卻塔和循環(huán)泵的規(guī)格見表3。表3獨(dú)立的冷卻水系統(tǒng)的規(guī)格元件 規(guī)格冷卻塔 冷卻塔風(fēng)扇 35.2W,空氣流量10.8L/min塑料包裝尺寸 53cm 53cm 50cm 外形尺寸 60cm 60cm 125cm循環(huán)泵 132W,水流量25L/min壓縮機(jī)無法進(jìn)行容量調(diào)節(jié),依照室內(nèi)空氣溫度設(shè)定值控制冷量的輸出,冷卻塔容量和輸入空調(diào)器的總功率也是用的這種控制方式。水冷式空調(diào)系統(tǒng)原型設(shè)有控制冷凝水的溫度和容量的裝置,以維持毛細(xì)管在適度的冷凝壓力下有效運(yùn)行。3.2 實(shí)驗(yàn)裝置該裝置的性能是在一個(gè)環(huán)保室中測(cè)試的,如圖4所示。室內(nèi)和室外裝置安置在完全隔離的房間中,一個(gè)房間模擬室外環(huán)境另一個(gè)模擬室內(nèi)環(huán)境。在室內(nèi)室,熱發(fā)生器和濕度發(fā)生器通過調(diào)整顯熱和潛熱的輸出來模擬香港典型臥室中的不圖3.試驗(yàn)裝置同的室內(nèi)工作條件。一套空氣處理裝置用于保持室外室的溫度和相對(duì)濕度處于理想狀態(tài)。在試驗(yàn)中房間熱負(fù)荷和室內(nèi)冷負(fù)荷見表4。為了保持空調(diào)在低負(fù)載條件下也能工作,特將室內(nèi)溫度設(shè)置為17。室內(nèi)溫度和濕度發(fā)生器的輸出范圍設(shè)置成0.5KW-3KW(額定容量從15%到90%)間隔是0.5KW,而SHR的范圍是0.7-0.8,間隔是0.05。通過能耗模擬軟件HTB2和聚類分析法確定負(fù)載條件。在仿真模擬中,假定包絡(luò)線設(shè)計(jì),電器負(fù)荷,通風(fēng)速率都遵循香港建筑環(huán)境評(píng)估法(HK-BEAM-04),室外最高溫度與2005年香港最大的濕球和干球溫度相一致。通過閥門將冷卻水流量調(diào)節(jié)為22.6l/min,冷卻水流量的測(cè)定是通過渦輪流量計(jì)。為了測(cè)量冷量,在室內(nèi)機(jī)的返回和供應(yīng)空氣流中安裝兩對(duì)濕球和干球溫度傳感器。同樣,在冷卻塔的供應(yīng)和排氣流中也安裝兩對(duì)干球和濕球溫度傳感器,用于測(cè)定總的散熱量。通過熱風(fēng)速儀測(cè)量空氣流量。由功率表測(cè)量輸入的功率。所有的溫度計(jì),流量計(jì)和功率傳感器與連個(gè)數(shù)據(jù)記錄器相連。主要儀器的精度見表5。3.3 試驗(yàn)?zāi)P蛯?duì)測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算:用公式(4),(6),(7)計(jì)算制冷量;公式(1)計(jì)算總散熱量;公式(14)計(jì)算COP。在驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)P蜁r(shí),將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較。由于數(shù)據(jù)非常多,所以選用最大室內(nèi)冷負(fù)荷3KW和最小室內(nèi)冷負(fù)荷0.5KW下的結(jié)果作為最具代表性的數(shù)據(jù),見圖4-7。圖4.室內(nèi)冷負(fù)荷是3KW時(shí),在不同室外條件下 Qevp,Qcon,COP值。(a) Toa=35,RH=50%; (b) Toa=30 ,RH=50%;(c) Toa=25,RH=50%。圖4和5表示在室內(nèi)冷負(fù)荷是3KW,室外溫度在35-25范圍內(nèi),間隔為5,制冷量,散熱量,COP,冷凝器進(jìn)水溫度,功率消耗與操作時(shí)間的比較??梢钥闯?,預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)分布和試驗(yàn)結(jié)果分布相差不大于15%。而且,預(yù)測(cè)值總是高于實(shí)驗(yàn)值。這是因?yàn)樵撃P涂偸羌僭O(shè)忽略空調(diào)設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)室外溫度設(shè)定為35時(shí),相差會(huì)更明顯。這是由于惡劣的室外條件下冷卻塔的傳熱和傳質(zhì)性能相對(duì)較差。當(dāng)室內(nèi)冷負(fù)荷逐漸降低到0.5KW時(shí),會(huì)出現(xiàn)類似的差異。見圖6,7。表4試驗(yàn)控制條件條件 變化范圍室內(nèi)室 17 DB(恒定)室內(nèi)冷負(fù)荷 總量 0.5-3KW,間隔0.5KW SHR 0.8 室外室 20-35 DB/50%RH表5主要儀器精度參數(shù) 縮寫 儀器 范圍和單位 精度溫度 T和t 鉑電阻溫度計(jì) -50-100 (0.05%rdg+0.5)水流量 mw 渦輪流量計(jì) 4-100L/min 2%空氣流量 ma 熱風(fēng)速儀 0-5m/s 2%功率 W 功率計(jì)7330 0-1 106 Aac (0.25%F.S.)3.4 在測(cè)量中儀器精度的誤差表5給出了儀器的精度,可用于確定,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算的水冷式空調(diào)系統(tǒng)的性能參數(shù)的誤差??梢愿鶕?jù)獨(dú)立變量(vi)的個(gè)數(shù)來計(jì)算結(jié)果R(公式(17),如果這些變量的測(cè)量值誤差可以確定,則結(jié)果的誤差可用克萊恩和麥克林托克法估算出來,見公式18。R=f(v1,v2,vn) (17)R = i=1n(Rvivi)2 (18)公式(19)-(21)由公式(4)(1)(14)導(dǎo)出,可用于計(jì)算Qevp,Qcon和COP。QevpQevp =(mama)2+tar2+tas2(tar-tas)2 (19)QconQcon =mwmw2+Twl2+Twe2(Twl-Twe)2 (20)COPCOP =QevpQevp2+(WW)2 (21)試驗(yàn)結(jié)果的誤差是根據(jù)各獨(dú)立變量的測(cè)量誤差計(jì)算得到的,見表6。它們?cè)?%-28%的范圍內(nèi)。在計(jì)算時(shí),設(shè)定的流量和功率讀數(shù)視為各儀器的滿量程讀數(shù)。因此,結(jié)果的誤差會(huì)很小,實(shí)際誤差可能比計(jì)算誤差更大。表6水冷式空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算誤差設(shè)定數(shù)據(jù)參數(shù) 空氣 ma 0.09kg/s Tar 17 Tas 7 Tar-Tas 10 tar 12 tas 6 tar-tas 6水 mw 0.376kg/s Twl 25 Twe 22.5 Twl-Twe 2.5測(cè)量讀數(shù)誤差 ma/ma 0.002 mw/mw 0.002 W/W 0.0025Ta 0.5Tw 0.5ta 0.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算誤差 Qevp/Qevp 0.0707(7%) Qcon/Qcon 0.2828(28%) COP/COP 0.0707(7%)表7預(yù)測(cè)的Qevp,W和COP的平均值與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比條件 冷卻輸出 總功率 整體COPToa()室內(nèi)冷負(fù)荷(KW)測(cè)量值 預(yù)測(cè)值 RMS(%) 測(cè)量值 預(yù)測(cè)值 RMS(%) 測(cè)量值 預(yù)測(cè)值 RMS(%)35 3.0 3329.6 3541.3 6.51 1187.7 1068.8 8.49 2.80 3.06 9.30 2.5 3281.3 3573.2 10.2 1164.9 1068.3 9.41 2.75 3.03 10.52.0 3132.3 3315.2 6.46 1156.1 1068.8 6.38 2.71 2.88 6.87 1.5 3007.1 3077.4 4.3 1148.4 1068.8 5.36 2.62 2.77 5.89 1.0 2724.0 3018.6 4.63 1143.9 1068.8 5.44 2.55 2.69 5.82 0.5 2812.9 2768.0 4.19 1132.5 1068.9 4.26 2.48 2.59 4.5830 3.0 3414.7 3558.1 2.10 1443.3 1068.7 5.05 3.07 3.23 5.34 2.5 3323.3 3351.7 7.60 1127.7 1086.8 3.78 2.95 3.06 3.94 2.0 3218.4 3315.7 7.12 1109.6 1076.6 3.93 2.89 2.98 4.20 1.5 3102.7 3122.6 2.04 1109.2 1086.8 2.37 2.80 2.86 2.41 1.0 2958.5 3044.5 4.12 1108.5 1086.7 2.72 2.74 2.80 2.85 0.5 2875.2 2735.8 6.23 1077.4 1086.8 2.57 2.66 2.78 5.0125 3.0 3503.8 3563.9 5.72 1101.8 1064.4 3.53 3.21 3.35 3.34 2.5 3312.0 3393.4 2.58 1101.8 1065.5 3.37 3.10 3.15 2.18 2.0 3144.4 3216.3 2.67 1086.2 1067.2 1.96 2.89 2.94 2.01 1.5 3032.2 3050.9 1.26 1076.1 1065.5 1.28 2.84 2.89 1.30 1.0 2987.3 3005.4 2.34 1082.0 1064.5 3.14 2.8 2.82 3.18 0.5 2962.6 2933.3 2.88 1071.5 1067.7 1.98 2.75 2.77 1.94在其他負(fù)載條件下,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果和預(yù)測(cè)值進(jìn)行計(jì)算比較,整個(gè)運(yùn)行過程中Qevp, Qcon, Wcomp,COP, Twe和W的平均值見表7??梢钥闯鏊鼈冇泻軓?qiáng)的相關(guān)性。評(píng)估整個(gè)運(yùn)行周期參數(shù)的均方根誤差也計(jì)算了出來,范圍是0.87-10.9%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大誤差是7%,該誤差在允許范圍內(nèi)。還應(yīng)當(dāng)注意,該水冷式空調(diào)機(jī)組的COP一般大于3,在相同的室外條件下比空冷式空調(diào)機(jī)組的COP大。當(dāng)室外溫度為25時(shí),COP的最大值是額定量的90%。這一研究結(jié)果與其他的對(duì)水冷式空調(diào)機(jī)組的研究結(jié)果相一致。結(jié)果證實(shí),試驗(yàn)?zāi)P涂梢杂脕硌芯克涫娇照{(diào)機(jī)組的性能,而且在為了確定使用水冷式空調(diào)裝置住宅的全年電能消費(fèi)方面穩(wěn)態(tài)模型的使用被認(rèn)為是足夠的。圖5.室內(nèi)冷負(fù)荷為3KW時(shí),在不同的室外條件下Twe和W值。(a) Toa=35,RH=50%; (b) Toa=30 ,RH=50%;(c) Toa=25,RH=50%。圖6.室內(nèi)冷負(fù)荷是0.5KW時(shí),在不同室外條件下 Qeav,Qcon,COP值。(a) Toa=35,RH=50%; (b) Toa=30 ,RH=50%;(c) Toa=25,RH=50%。圖7.室內(nèi)冷負(fù)荷為0.5KW時(shí),在不同的室外條件下Twe和W值。(a) Toa=35,RH=50%; (b) Toa=30 ,RH=50%;(c) Toa=25,RH=50%。4 結(jié)論根據(jù)制造商提供的數(shù)據(jù),建立水冷空調(diào)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)而預(yù)測(cè)其性能和功耗,在不同的室內(nèi)冷負(fù)荷和室外環(huán)境的條件下,預(yù)測(cè)結(jié)果于實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致,均方根誤差在11%。這表明開發(fā)數(shù)學(xué)模型為水冷空調(diào)應(yīng)用于住宅建筑時(shí)的能效評(píng)價(jià)提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)。此外,這個(gè)沒有公開的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為進(jìn)一步研究水冷空調(diào)的性能提供非常有用的信息。參考文獻(xiàn)1 Census and Statistics Department, Hong Kong Energy Statistics, Annual Report, 2000th edition, Hong Kong SAR Government, 2001.2 Electrical and Mechanical Services Department, Hong Kong Energy Enduse Data (19902000), The Hong Kong SAR Government, 2002.3 G.E. 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