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单工况制冷机

元件定义

该元件指单工况电压缩制冷机的设备设施,单工况电压缩制冷机组是指依靠压缩机提高制冷剂的压力以实现制冷循环的制冷机。依靠压缩机提高制冷剂的压力以实现制冷循环的制冷机。按所用制冷剂的种类不同,压缩式制冷机分为气体压缩式制冷机和蒸气压缩式制冷机两类。蒸气压缩式制冷机又有氨制冷机和氟利昂制冷机等。气体压缩式制冷机又分为空气制冷机和氦气制冷机等。按所用压缩机种类不同,压缩式制冷机又分为往复式制冷机、离心式制冷机和回转式制冷机(螺杆式制冷机、滚动转子式制冷机)等。蒸汽压缩式制冷机按其系统组成不同分为单级、多级(两级或三级)和复叠式等。

以气体压缩式制冷机为例,压缩机以气体为制冷剂,由压缩机、冷凝器、回热器、膨胀机和冷箱等组成。经压缩机压缩的气体先在冷凝器中被冷却,向冷却水(或空气)放出热量,然后流经回热器被返流气体进一步冷却,并进入膨胀机绝热膨胀,压缩气体的压力和温度同时下降。气体在膨胀机中膨胀时对外作功,成为压缩机输入功的一部分。同时膨胀后的气体进入冷箱,吸取被冷却物体的热量,即达到制冷的目的。此后,气体返流经过回热器,同压缩气体进行热交换后又进入压缩机中被压缩。气体制冷机都应采用回热器,这不但能提高制冷机的经济性而且可以降低膨胀机前压缩气体的温度,因而降低制冷温度。

对不同种类的单工况电压缩制冷机来说,都是通过消耗电能来制冷,并未对不同类型的制冷机进行建模,而是采用通用模型,其数学模型如下:

典型工况的满载时

Prcop=QrP_r*cop = Q_r

式中:PrP_r是典型工况的满载用电功率(kW\mathrm{kW}),copcop是性能系数,QrQ_r是典型制冷功率(kW\mathrm{kW})。

其他工况的满载时

Qrrc=QrcQ_r*r_c = Q_{rc}

式中:QrQ_r是典型工况的满载制冷功率(kW\mathrm{kW}),rcr_c是为制冷功率比,实际制冷功率/典型制冷功率,QrcQ_{rc}是实际工况的满载制冷功率(kW\mathrm{kW})。

Prc=rcopQrcPrQrP_{rc} = r_{cop}\tfrac{Q_{rc} P_r}{Q_r}

式中:PrP_r是典型工况的满载耗电功率(kW\mathrm{kW}),rcopr_{cop}是为COP比,实际工况的 COP/ 典型工况下的 COP,PrcP_{rc}是实际工况的满载耗电功率(kW\rm{kW})。

非满载工况下,用电功率跟负载率有关:

Prrpl=PP_r r_{pl} = P

式中:PrP_r是典型工况的满载用电功率(kW\mathrm{kW}),rplr_{pl}是负载率 PLR (part load ratio),PP是实际工况用电功率(kW\mathrm{kW})。

冷却水系统模型

Tcool,in=max(Twet+2.5,15)T_{cool,in} = max (T_{wet} + 2.5, 15)

Tcool,inT_{cool,in}为冷却水进口温度,TwetT_{wet}为湿球温度,冷却水进口温度取 15 ° C 和 湿球温度 + 2.5 ° C 的较大值,即冷却水进口温度最低为 15 ° C。

单工况电压缩制冷机
单工况电压缩制冷机

额定工况的典型性能特性曲线如下:

冷冻水供应温度(° C)冷却水供应温度(° C)制冷功率比COP比
5161.04031.3348
5201.01611.1843
5250.98591.0742
5300.95560.9596
5350.92530.8629
5400.89510.7775
6161.06231.3573
6201.03811.2292
6251.00811.0944
6300.97780.9798
6350.94750.8809
6400.91750.7978
7161.08431.382
7201.06011.2517
7251.03011.1169
73011
7350.96990.9011
7400.93970.8157
8161.10611.4045

不同负载率下的典型用能性能特性曲线如下:

负载率耗电功率比
0.00.0000
0.250.2497
0.50.4956
0.750.6902
1.01.0000

元件说明

属性

CloudPSS 元件包含统一的属性选项,其配置方法详见 参数卡 页面。

参数

设备参数

参数名键值 (key)单位备注类型描述
生产厂商manufacturer生产厂商文本生产厂商
设备型号equipType设备型号文本设备型号
冷热比CoolHeaEff冷热比实数冷热比一般小于1,在 0.7-1 之间
额定制冷功率RateCoolingPowkW额定制冷功率实数额定制冷功率
额定COPRateCOP额定COP实数额定性能系数
性能曲线1PerData1性能曲线1表格性能曲线 1 表征额定工况的典型性能特性曲线,包含冷冻水供应温度(° C),即冷水供应温度,出口温度:ChilledWaterSupplyTemperature; 冷却水供应温度(° C) :CoolingWaterSupplyTemperature; 制冷功率比,为实际制冷功率/额定制冷功率:CoolingPowerRatio;COP比,为实际COP/额定COP:COP
性能曲线2PerData2性能曲线2表格性能曲线 2 表征不同负载率下的典型用能性能特性曲线,包含负载率和耗电功率比,二者数字较为接近。负载率为实际制冷功率/额定制冷功率:loadFactor; 耗电功率比,为实际耗电功率/额定耗电功率:PowerConsumptionRatio
采购成本PurchaseCost万元/台采购成本实数设备采购成本
固定运维成本FixedOMCost万元/年固定运维成本实数设备固定运维成本
可变运维成本VariableOMCost元/kWh可变运维成本实数设备可变运维成本

基础参数

参数名键值 (key)单位备注类型描述
元件名称CompName元件名称文本元件名称
元件类型CompType选择元件类型选择选择交流元件时为交流电,选择直流元件时为直流电

外界环境

参数名键值 (key)单位备注类型描述
冷冻水供应温度ChilledWaterTemperature° C冷却水供应温度实数冷冻水出口温度,即制冷机组的供冷出口温度,录入单工况制冷机组在夏季过渡季的供冷出口温度,平台默认冬季不供冷,一般制冷模式冷冻水出口温度为3-10 ° C

规划参数

在规划参数中编辑设备的仿真边界条件,主要包含运行方式运行策略曲线

参数名键值 (key)单位备注类型描述
待选设备类型DeviceSelection从设备库中选择设备类型选择选择数据管理模块录入的设备型号,将自动绑定为对应设备在数据管理模块中录入的厂家、产品型号、额定运行参数等。
最小供冷容量配置MinCoolCapacitykW设备的最小供冷容量配置实数仅当待选设备类型选择数据管理模块输入的设备后生效。
最大供冷容量配置MaxCoolCapacitykW设备的最大供冷容量配置实数仅当待选设备类型选择数据管理模块输入的设备后生效。

引脚

引脚用于将元件与其他电设备连接,支持线连接信号名的连接方式。

引脚的名称、键值、维度、定义描述的详细说明如下表所示。

引脚名键值 (key)维度描述
直流电接口DC1×1可以在引脚处输入相同的字符使得元件与其他元件相连,当基础参数元件类型项是直流元件时,键名为DC
交流电接口AC1×1可以在引脚处输入相同的字符使得元件与其他元件相连,当基础参数元件类型项是交流元件时,键名为AC
热接口heatPort1×1可以在引脚处输入相同的字符使得设备与其他电元件相连

常见问题

元件模型是否具有代表性?

IESLab 平台的设备主要关注能量流的变化和转换过程,主要建立能量转换的通用简化模型。暂未按照其子特征建立详细的子类模型。。

单工况电压缩制冷机的交直流元件有什么区别?

选择交流时为交流电,选择直流时为直流电

注意,交流元件和直流元件不能直接相连。

单工况电压缩制冷机元件在规划优化平台使用时需要配置哪些元件参数?数据管理模块需要配置哪些数据?

在对单工况电压缩制冷机元件进行规划设计前,务必录入编辑元件的基础参数规划参数

在数据管理模块需要配置单工况电压缩制冷机额定运行参数。并在基础参数中绑定数据管理模块的单工况电压缩制冷机。

单工况电压缩制冷机元件的仿真参数是否有效?

无效,目前规划平台单工况电压缩制冷机元件暂未考虑按照既定策略进行仿真,其策略由系统优化得到。