组件 152：电动压缩冷水机

本主题中

组件 152：电动压缩冷水机

规格

管道连接
1	热源进口
2	热源出口
3	排热进口
4	排热出口
5	电源进口
6	凝结水出口
7	逻辑进口

通用用户输入值特征曲线规格矩阵应用物理公式示例

通用

通过组件 152，电动冷水机，用户可以对基于电力驱动压缩冷水机的冷水系统的性能和功耗进行建模。性能（功耗）的计算是基于曲线的。默认曲线可作为市面上特定冷水机组的曲线集合。

用户输入值

FMODE	设置计算模式的标志设计/非设计如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 全局 =1: 局部非设计（即总是非设计模式，即使选择了全局设计模式） =-1: 局部设计（即总是设计模式，即使选择了全局非设计模式）
FFU	开关开/关如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 关闭（热源进口 = 热源出口；所有其它流量 = 0） =1: 开启
FDES	设置冷水机设计模式的标志如父工况（子工况为可选项）表达式 =2: 外部设置出口温度 T2 =4: 预期的出口温度 T2 作为 T2TARGET 给定
FSIZE	设置单元大小基础的标志如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 制冷任务 MXQC （计算 NUNITS 和 LOAD < LOAD） =1: 加热任务 MXQH（计算 NUNITS 和 LOAD < LOAD） =2: 来自 T2, LOAD 和 NUNITS
FCOP	设置 COP（性能系数）基础的标志如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 电功率 (MXQEL) - 相对于冷却任务 Q12 计算 COP =1: 冷却 COP (MXCOP) =2: 加热 COP (MXCOP)
FOPOD	在非设计状态下设置运行模式的标志如父工况（子工况为可选项）表达式 =2: 期望的出口温度 T2 由外部设定（计算 NUNITS 和 RLAD < LOAD） =4: 期望的出口温度 T2 作为 T2TARGET 给定（计算 NUNITS 和 RLAD < LOAD） =1: 设置 NUNITS 和部分负荷份数为 LOAD =3: 将逻辑端口 7 上的 NUNITS 和部分负荷份数设为 H
LOAD	预期的部分负荷份数
T2TARGET	预期的出口温度
NUNITS	激活的单元数量
DP12	热源进口和出口之间的压降
DP34	排热进口和出口之间的压降
MINLOAD	每个单元的最小部分负荷份数
T1N	热源的标称进口温度
M1N	热源的标称进口流量
M3N	排热的标称进口流量
V1N	热源的标称比容
V3N	排热的标称比容
Q12N	每单元标称制冷量
DP12N	标称热源压降
DP34N	标称排热压降
NUNITSN	标称单元数量

标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中，实际的非设计值参考这些量。

一般来说，所有的输入需要可见。通常会提供默认值。

更多关于输入域的颜色和描述的信息，请参见编辑组件\规格值。

关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息，请参见通用\接受标称值。

特征曲线

CPLCOP : COP 修正 = f (Q12/Q12BASE); Q12/Q12BASE 是冷却循环部分负荷份额

    X-轴        1        冷却循环部分负荷份额         第一点
                    2        冷却循环部分负荷份额         第二点
                    .
                    N       冷却循环部分负荷份额         最后一点

     Y-轴      1       COP 修正系数                        第一点
                    2        COP 修正系数                         第二点
                    .
                    N        COP 修正系数                         最后一点

CT4MAX: 最大值 T4 = f(T1); 散热器出口的最高温度作为热源进口温度的函数

     X-轴    1       热源进口温度           第一点
                      2      热源进口温度           第二点
                    .
                    N       热源进口温度           最后一点

     Y-轴      1       散热器出口的最高温度    第一点
                    2        散热器出口的最高温度    第二点
                    .
                    N       散热器出口的最高温度     最后一点

CT4MIN: 最小值 = f(T1); 散热器出口的最低温度作为热源进口温度的函数

     X-轴       1       热源进口温度           第一点
                      2      热源进口温度           第二点
                    .
                    N       热源进口温度           最后一点

     Y-轴      1       散热器出口的最低温度    第一点
                    2        散热器出口的最低温度    第二点
                    .
                    N       散热器出口的最低温度     最后一点

规格矩阵

MXQC: Q12 = f (T1, T4)

冷却任务作为热源进口温度和散热器出口温度的函数

MXQH: Q34 = f (T1, T4)

加热任务作为热源进口温度和散热器出口温度的函数

MXQEL: Q5 = f (T1, T4)

功率消耗作为热源进口温度和散热器出口温度的函数

MXCOP: COP = f (T1, T4)

性能系数（COP）作为热源进口温度和散热器出口温度的函数。COP 的基础，即如果它是相对于冷却或加热任务而言的，那么就必须在参数 FCOP 中指定。

物理应用

基本模型

该模块对由热源和散热器组成的两个过程流进行质量和能量平衡。此外，总体能量平衡提供了所有相关的任务，如冷却、加热和电能量：

暖侧任务 = 冷侧任务 + 电能量

电冷水机的内部热力学过程是蒸汽压缩蒸发或热泵过程。在这个过程中，介质通过蒸发（从而从较低温度水平的热源中获取热量，并将热源流从 T1 冷却到 T2）- 压缩到较高的压力水平
- 凝结（从而在更高的温度水平上排出热量，并将散热器从 T3 加热到 T4）- 节流到更低的压力水平（这将降低蒸发的温度）。

电压缩冷水机由一个或几个热泵单元组成，其性能通常以性能系数（COP）为特征。根据供应商的惯例，COP 可以表示冷侧任务与电能的比率（在组件 152 中被称为冷却 COP）或热侧任务与电能量的比率（被称为加热 COP）。如果这样的性能特征可用，就没有必要对内部热泵循环进行详细建模，组件 152 就采用的这种方法。

冷水机性能

压缩式冷水机的运行特点是以冷侧（热源）进口温度（T1）和可实现的暖侧（散热器）温度（T4）为界限的性能图，这是特定机器可以产生的最大温升。下面的图表显示了一个工业热泵的典型性能范围。

允许的边界是以两条特征线来规定的，这两条特征线定义了机组正常运行的最大可能的 T4（CT4MAX）和最小需要的 T4（CT4MIN），作为冷侧进口温度（T1）的函数。下图显示了与上述性能特征相对应的允许的最低和最高热侧出口温度。用户需要在散热器上提供足够的质量流量，以使产生的热侧出口温度保持在这些界限内。如果超过了温度界限，该组件将发出一个警告。超过 T4max 意味着需要增加流量 34，低于 T4min 意味着需要减少流量 34。

一个热泵性能特征库已被纳入组件 152 的默认值数据库中。通过"基本属性"选项卡中的"加载默认值..."指令，可以激活以下菜单，其中列出了默认数据集，这些数据集提供了规格矩阵和相应的计算设置，因此，性能数据可以随时使用。

冷水机设置

该组件可以被设置为只代表冷水机组；一个冷水机组或任何同等大小的机组阵列，其数量可以由用户指定，也可以根据冷水机组的给定性能来确定：

设计计算

通常情况下，用户将通过进口温度（T1）、流速（M1）和主要进口流（如 GT 进口空气）的理想出口温度（T2）来指定流程的冷侧任务，该温度可以通过 FDES 方法从外部设置或通过输入值 T2TARGET 来定义。在建立模型的同时，用户需要调整暖气侧的流速，以使产生的出口温度（T4）保持在允许的范围之内。该模型提供了几种指定冷水机性能的方法。这些是以下性能图表，图表的参数为冷侧进口温度 T1 和暖侧出口温度 T4，其形式为二维规格矩阵：

(1) 冷侧任务 (MXQC:Q12)

(2) 暖侧任务 (MXQH:Q34)

(3) 电力消耗 (MXQEL:Q5)

(4) 暖侧性能系数 (MXCOP:COP, FCOP=2)

(5) 冷侧性能系数 (MXCOP:COP, FCOP=1)

性能图（1）-（3）是以绝对单位（kW, BTU/h）给出的并且适合特定物理单元容量。在设计模式下，通过计算必要的单元数量，可以调整到所需的加热或冷却任务。对于使用单元特定的性能图（1）-（3），需要使用两个矩阵来提供全面的平衡：（1）或（2）与（3）或（4）或（5）的组合。各自的组合可以在输入值 FSIZE（单元大小的基础）和 FCP（COP 的基础）中定义。如果直接从矩阵 MXQEL 中计算电耗（即 FCOP = 0），功率系数 RCOP 的结果值将基于冷侧任务 Q12。

计算流程如下：利用 T1 和 T4，模型查找性能图（1）或（2）（取决于规格 FSIZE），并根据 FCP 查找性能图（3），或（4），或（5）。这样就可以计算出电力消耗，
并通过平衡的方式计算出其他相应的任务。

性能图（4）和（5）是无尺寸的。如果没有冷水机的具体数据，可以使用这些数据。该模型包含一个合理的默认性能图。用户必须选择 FSIZE = 2，并用规格值 NUNITS 定义运行中的单元数量，根据默认的图，单元将按标称制冷任务 Q12N 来确定大小。在这种情况下，计算过程如下：根据进口温度、出口温度和流速，哪个流程侧（冷或热）是完全指定的，模型就会计算出哪一侧的任务。利用 T1 和 T4，模型查找相应的 COP 性能图并确定电负荷。总的能量平衡决定了剩余的任务和各自的进口/出口温度。将所得的总制冷任务除以指定的单元数量，就得出了每单元的大小。

方程式：
	Q34 = Q12 + RPOWR
	FSIZE = 0: Q12 = RNUNITS * RLOAD * Q12BASE
	Q12BASE = MXQC(T1,T4)
	FSIZE = 1: Q34 = RNUNITS * RLOAD * Q34BASE
	Q34BASE = MXQH(T1,T4)
	FSIZE = 2: Q12 = M1* (H1 - H2) = LOAD NUNITS * Q12BASE 其中 H2* 在凝结水排放前 T2 处计算
	FCOP = 0: RPWR = RNUNITS * MXQEL(T1,T4)/ CPLCOP(RLOAD)
	FCOP = 1: RPWR= Q12/RCOP; RCOP = CPLCOP(RLOAD) * MXCOP(T1,T4)
	FCOP = 2: RPWR= Q34/RCOP; RCOP = CPLCOP(RLOAD) * MXCOP(T1,T4)

非设计计算

在非设计状态下，单元尺寸（Q12BASE 或 Q34BASE）和最大可用单元数（NUNITSN）是固定的。用户可以选择通过 FFU 完全关闭冷水机，或者从方法下拉列表 FOPOD 中选择非设计运行模式。

带温度控制的运行（FOPOD = 2,4）

所需的冷水机出口温度可以在输入值 T2TARGET 中定义，也可以从外部设置，计算确定运行中的冷水机单元数量，使得部分负荷水平（LOAD）最接近所需的部分负荷水平（LOAD）。但是，如果在定义的负荷水平下，最大可用机组数（NUNITSN）不能达到所需温度，将产生一个错误信息。

带负荷控制的运行（FOPOD = 1,3）

如果使用负荷控制，用户通过输入值 NUNITS 来指定运行中的单元数，该值必须小于或等于 NUNITSN，并通过输入 LOAD 或作为端口 7 的逻辑线上的焓值来指定部分负荷份数。后者的设置允许与外部控制器结合，以实现一个特定的目标。

质量和能量平衡通过使用设计工况中定义的一套性能图实现闭环。

冷侧和热侧的压降是根据四分法 DP = DP_design*V/V_design*(M/M_design)² 来评估。

组件显示

显示选项 1

显示选项 2

示例

点击 >> 组件 152 示例 << 加载示例。

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