本文關(guān)鍵詞：雙級(jí)離心式冷水機(jī)組的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第２０年 ４ 期　 ９ ２ 卷 第月 ０８ ２ 　

雙級(jí) 離心式冷水機(jī)組 的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用　

Ｖ１ ９ ｏ 　 ｏ． ， ． ２Ｎ ２
ＡＤ ｉ　 ０ ８ ｒＬ ２ ０ 　

文章編 號(hào)：０５—３９ ２０）２ ０２－６ ２３ ４３ （ ８０ －０３ ０　 ０

雙級(jí)離心式冷水機(jī)組 的數(shù)

學(xué)模型及其應(yīng)用　
陳 權(quán)　 邵雙全　 張 曉亮　 燕 達(dá)　 石文星　 李先庭　 江 億　 入谷 陽(yáng)一 郎２ 上 田憲治２ 　
（． １ 清華大學(xué) 北京 １０ ８ １ ． 本三羹重工 日 　 ０ ０４�。玻� 本）
摘　 要 闡述 了采用 電機(jī) 轉(zhuǎn)速和入 口導(dǎo) 葉閥聯(lián)合調(diào) 節(jié)容量 的雙級(jí) 離心式壓縮機(jī) 及其冷 水機(jī)組 的穩(wěn)態(tài)灰箱數(shù) 學(xué)模型 的建立 方　 法 ，即從離心 式壓縮機(jī)工 作原理 出發(fā) ，確立 電機(jī) 轉(zhuǎn)速和 入 口導(dǎo)葉 閥開(kāi)度對(duì)制 冷劑流量 的影響關(guān)系 ，利 用壓縮機(jī)或冷 水機(jī)組　 的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ，定量給 出與壓縮機(jī) 結(jié)構(gòu)等參 數(shù)有關(guān) 的待定系數(shù) ；應(yīng) 用該方法所 建立 的數(shù) 學(xué)模型適用 于冷水機(jī)組設(shè) 計(jì)、控　
制 策略?xún)?yōu)化 和運(yùn)行 能耗分析 ， 以一 臺(tái)ＮＡＲ — 型冷水機(jī) 組為例 ，模擬 其應(yīng)用于 北京 、上 海兩地 典型辦公建 筑 中的全 年運(yùn)行　 ＴＩ 能耗和 季節(jié)能效 比，以說(shuō) 明冷水機(jī)組數(shù)學(xué)模 型的應(yīng)用方法 。 　

關(guān)鍵詞 市政工程；離心式壓縮機(jī)；冷水機(jī)組；數(shù)學(xué)模型；能耗模擬　 中圈分類(lèi)號(hào)：Ｔ ６ ７Ｔ ８　３ Ｂ ５； Ｕ ３． １　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 　

Ｍ ｏ ｅｉ 　ｎｄ Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ 　 ｏ ｂｌ’ｓａ ｅＣｅ ｔ ｉｕｇ ｌ ｉｌｒ ｄ ｌｎｇａ 　 ｐｌｃ ｔｏ 　 ｆ ｕ ｅ。ｔ ｇ 　 ｎ ｒｆ ａ　 ｌｅ 　 Ｄ － Ｃｈ
Ｃ ｅ 　 ａ 　 Ｓ ａ �。� ａ ｇ ｕ ｎ Ｚ ａ ｇＸｉｏｉ ｇ Ｙａ 　 　 Ｓ ｉ ｅ ｘｎ 　 ｈ ｎＱｕ ｎ ｈ ｏＳ ｕ ｎ ｑ ａ 　 ｈ ｎ 　 ａ ｌ ｎ 　 ａ ｎＤａ ｈ　 ｎ ｉｇ Ｗ

Ｌ　 ｉ ｔ ｇ Ｊ ｎ 　 ｉ Ｙ ｉ ｉ 　 Ｉ Ａ Ｉ Ｋ ｎｉ Ｅ Ａ ｉ ａ ｉ 　 ｉ ｇ 　 ｏｃ ｒ Ｉ Ｔ Ｎ 　 ｅｊＵ Ｄ 　 Ｘ ｎｎ ａ Ｙ ｈ ｏＲ 　 　
（．ｓ ｇ ｕ　ｎｖｒｉ ， ｅ ｉｇ １０ ８ ， ｈｎ ； ． ｔ ｂｓｉ ａｙＩｄ ｓｉｓＬｄ，ａａ ） １ ｉ ｈ ａ ｉｅｓｙ Ｂ ｉｎ ，　 ０４ Ｃ ｉａ２ Ｍｉｕ ｉ 　 ｖ 　 ｕｔｅ， ｔ． ｐｎ　 Ｔｎ Ｕ ｔ ｊ ０ ｓ ｈ Ｈｅ ｎ ｒ Ｊ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ　 ｅｈ ｄ ｔ 　 ｄ ｌ 　 ｏ ｂ ｅ ｓａ ｅ ｃ ｎ ｒｆ ａ　 ｈ ｌ ｒｗｈ ｓ 　 ａ ａ ｉ �。螅� ｎ ｒ ｌ ｄ ｂ 　 ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｔｏ 　 ｆ ｍｐ ｌ ｒ ｐ ｅ 　 ｓｒ ｃ　 ｍ ｔ ｏ 　 ｍｏ ｅ 　 ｄ ｕ ｌ— ｔ ｇ 　 ｅ ｔｉ ｏ ａ ｕｇ ｌ ｉ ｅ 　 ｏ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｉ　 ｏ ｔｏ ｌ 　 ｙ ｔ 　 ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ 　 ｃ ｌ ｙ ｅ ｈ ｉ ｅｌ 　 ｅ ｄ ｅ ｓ ａ ｄ ａ ｇ ｅ 　 ｆｔ ｅ ｉ ｌ ｔｇ ｉ ｅ ｖ ｎ 　 ｓｐ ｏ ｓ ｄ Ｔｈ 　 ｆｅ ｔｏ 　 ｎ 　 ｎ ｌ ｓ ｏ 　 　 ｅ　 ｕ ｄ 　 ａ ｅ ｗａ 　 ｒ ｐｏ ｅ ． ｅ ｅ ｆ ｃ　 ｆｉ ｅ ｌｒ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ａ ｇ ｅ 　 ｆｔ ｅ ｉ ｌｔｇ ｉ ｅ ｖ ｅ ｏ 　 ｅ ｒｇ ｒ ｔ ｒ ｈ ｎ ｍｐ ｌｅ 　ｐ ｅ 　 ｎ 　 ｎ ｌ ｓｏ 　 �。� ｅ 　 ｕ ｄ 　 ａ 　 ｎ ｒ ｆｉ ｅ ａｏ 　 ｈ ｎ

ｍａ ｓｆ ｗ�。幔濉� ｄ ｃ ｅ ｃｅ ｔ�。睿簦� ｍｏ ｅ　 ｒ　 ｅｅｍｉｅ �。� ｅ ｐ ｒ ｎ �。幔� Ｔｈ �。� ｌｔ ｎｏ 　 ｅａ ｎ ａ　 ｐ ｒｔ ｇｅ ｅｇ 　 ｓ　 ｏ ｒｔｓａ 　ｏ ｆ ｉｎ ｓｉ　 　 ｄ ｌｗｅｅｄ ｔｒ ｎ ｄ ｂ �。� ｅ ｉ ｌ ｎ ｉ ｈ ｍｅ ｔ ｔ ． ｅ ｓｍｉ ｉ 　 ｆｔ �。� ｕ ｌｏ ｅａｉ �。� ｒｙ ｄ ａｏ ｈ ｎ

ｃｎｕ ｐ ｏ　 ｄＳ Ｅ �。� Ａ Ｔ Ｉ ｅｔｆｇｌｈｌｒ ｉ ｔ 　 ｐｃｌ ｆｃ　ｕｌｎ ｓｎＢ ｒｎ　 ｄＳ ａｇ ａｗ ｓ ｅ ｏｍ ｄ ｏ ｏｓｍ ｔｎａ �。� Ｒｏ　 Ｒ —　 ｎ ｉ ａｃｉｅ 　 　 ｅ ｙｉ �。� ｅ ｉ ｉ 　 　ｅ ｉ ａ �。� ｈｉ ａ ｐｒ ｒ ｅ　　 ｉ ｎ Ｎ ｃ ｒ ｕ 　 ｌ ｓｎｈ ｔ ａ ｏ ｂ ｄ ｇｉ ｇｎ ｎ 　 　ｆ ｔ
ｖ ｒｆ 　 ｅ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ 　 ｅ ｍｏ ｅ ． ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｏ ｅ　 ａ 　 ｅ ｕ ｅ 　 　 ｅｃ ｉ ｅ 　 ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｏ �。� ｌ ｒＳｃ ｎ ｏ　 ｏ ｉｙ ｅ ｙ ｔ 　 ｐ ｌ ｔｏ 　 ｆ 　 ｄ １ Ｔｈ 　 ｒ ｓ ｎ 　 ｄ ｌ ｎ ｂ 　 ｓ ｄ ｉ ｔ 　 ｈ ｌ ｒ ｓ ｇ ， 　 ｐ ｉ ａ ｉ 　 ｆ ｉ ｅ ’　 ｏ ｔ ｌ ｌ 　 ｉ ｈ ｃ ｈ ｔ ｍ Ｃ ｎｈ ｌ ｄ ｈ ｍｉ ｏ ｃ ｌ ｒ ｐ ｃ

ｎ 　 　 ｌｓｓｏ 　 �。� ｕ ｌ ｅ ａｉ �。� ｒｙｃ ｎ ｕ ｔ �。� ｉ ｅ 　 ａ ｄｔｅａ ａｙ ｉ�。睿簦澹� ｎ ａ�。� ｒｔ ｇｅ ｅｇ 　ｏ ｓ ｐ ｉｎｏ �。瑁� ｒ． ｈ ｎ ｈ ｏ ｎ ｍ ｏ ｃ ｌｓ
Ｋｅ ｗｏ ｄ 　Ｍ ｕ ｉ ｉ ａ�。睿纾� ｅ ｎ ； ｎ ｒ ｇ ｌ ｏ ｒ ｓ ｏ 　 ｈ ｌ ｒ Ｍ ａ ｅ ｔ ａ 　 ｏ ｅ ； ｎ ｒ 　 ｏ ｓ ｐ ｉ ｎ ｓ ｕ ａｉ ｎ ｙ ｒｓ ｎ ｃｐ ｌ ｅ ｉ ｅ ｒ ｇ Ｃｅ ｔｉ ａ 　 ｍｐ ｅ ｓ ｒｃ ｉ ｅ ； ｉ ｕ ｆ ｃ ｌ ｈ ｔ ｍａ ｉ ｌ ｄ ｌ Ｅ ｅ ｇ ｃ ｎ ｕ ｔ �。� ｌ ｔ 　 ｃ ｍ ｙ ｍ ｏ ｍ ｏ

據(jù) 不 完 全 統(tǒng) 計(jì) ， 我 國(guó) 空 調(diào) 面 積 為 ５ 　０ �。� 至　 ０

箱或灰箱方法對(duì)其建模。黑箱模型將廠家提供的定　

ｌ０ ０ 　 Ｏ ０ｍ 的城市建筑 中４ ％以上采用離心式冷水機(jī)　 Ｏ
組（ 簡(jiǎn)稱(chēng) ：離心機(jī) 組） ，而 １０ ０ 　 ０ ０ ｍ　 ０ ０ ｍ 至３ ０ ０ 的城　 市建筑物 中，，采用離心機(jī)組 的超 過(guò)６ ［ 成１ ］ 見(jiàn)， 。可 　 離心機(jī)組是我 國(guó)大型公建的主要耗能設(shè)備，在建筑　
節(jié) 能 事業(yè) 中扮 演者 舉 足輕 重 的角色 。在我 國(guó)節(jié) 能 政　

型產(chǎn)品性能參數(shù) （ 曲線） 或 擬和成性能方程，一般而　 言 ，黑箱模型相對(duì)簡(jiǎn)單有效 ，但不能模擬擬和范圍 　 之外的機(jī)組性能 ，且所建模型不能用 于機(jī)組控制策　
略研究；灰箱模型則基于壓縮機(jī)工作原理和典型性　 能參數(shù)而擬和 的半經(jīng)驗(yàn)公式 ，因此，灰箱模型較好　 的克服了黑箱模型的不足，逐漸為廣大研究學(xué)者所　 采用 。從２世紀(jì)７年代開(kāi)始 ，離心式壓縮機(jī)仿真逐　 Ｏ Ｏ
漸 成 為研 究 熱 點(diǎn) ，但 這 些仿 真對(duì) 象 多 為單級(jí) 離心 式　

策［　 ２ 的引導(dǎo)下 ，各離心機(jī)廠家紛紛采用制 冷劑過(guò)　 Ｉ ３ 冷 、雙級(jí)壓縮 、膨脹功回收 、強(qiáng)化換熱器性能以及　 壓 縮機(jī) 變頻 調(diào) 節(jié) 等技 術(shù)措 施 ，以提 高產(chǎn) 品的額 定 工　 況、變工況和部分負(fù)荷性能。 　 模擬仿真 是實(shí)現(xiàn)冷水 機(jī)組優(yōu)化設(shè) 計(jì) 、優(yōu)化 控　 制的重要工具，同時(shí)也是預(yù)測(cè)其在建筑 中的運(yùn)行能　 耗最為簡(jiǎn)便的方法之一 ，建立離心式壓縮機(jī)數(shù)學(xué)�！� 型是模擬仿真的核心 問(wèn)題。 目前，在離心式制冷壓　

壓縮機(jī)，且其制冷量控制方法往往僅為壓縮機(jī)入 口 　 導(dǎo)葉閥或電機(jī)頻率等單一手段［ 】 ４。 邗　 隨著 離心式冷水機(jī) 組制造技術(shù) 的發(fā)展 ，越來(lái)　 越多的離心機(jī)組采用電機(jī)頻率和入 口導(dǎo)葉閥聯(lián)合控　 制調(diào)節(jié)其制冷量 ，但關(guān)于此類(lèi)離心機(jī)組的建模研究　

縮機(jī)數(shù)學(xué)模型的研究中，往往不易獲得壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)　
參數(shù)和控制策略等廠家的技術(shù)資料 ，故一般采用黑　
收稿 日期 ：２ ０ 年 １月３ 日 ０７ Ｏ Ｏ 　

卻極少報(bào)道 。文章提出一種在壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和控　 制策略未知條件下 ，建立該類(lèi)冷水機(jī)組數(shù)學(xué)模型的　

第２ 卷 第２ ９ 期　 ２０年 ４ 　 ０８ 月

制 冷 學(xué) 報(bào)　
Ｊ ｕｎ ｌｆ ｅｒ ｅａｏ 　 ｏｒａｏ Ｒｆｉ ｒｔ ｎ 　 ｇ ｉ

ｙｏ ．９ Ｎｏ ２ １ ． ．　 ２ Ａ ｒｌ ２ ｏ 　 ｐｉ ｏ８ ．

方 法 ，即從 離心 式壓 縮機(jī) 的工作 原理 出發(fā) ，結(jié)合 雙　 級(jí) 壓縮 熱力 過(guò)程和 部 分實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù) ，建立 采用 電機(jī) 頻　 率 和入 口導(dǎo) 葉 閥聯(lián) 合 調(diào)節(jié)制 冷量 的雙 級(jí) 離心 式壓 縮　 機(jī) 及其冷 水機(jī) 組 的穩(wěn)態(tài) 灰箱 數(shù) 學(xué)模型 ，該模型 可直　 接 應(yīng)用 于冷水 機(jī) 組 的運(yùn) 行 能耗 分析 ，故 以三菱 重 工　
Ｎ ＡＲＴ Ｉ － 型變 頻 調(diào) 節(jié)雙 級(jí) 壓縮 離心 機(jī) 為例 ，考 察該　

閥， 由此 實(shí)現(xiàn) 防 喘振控 制 。 　
＋
２　 ０

ｒｃ３ ￣ ｗｉ ２Ｃ ＝

＋
／ 　

　 ｃ２ Ｃ ｉ ０＊ ＝
—～ 　

＋

ｒ ｃ １ ￣　 ｗｉ ３Ｃ ＝

： 　
１　 ４

／　

、

　

騫１ ｌ ２ ０ 　
８ 　

／
／ ／ 一 —

—、、　
— — 　

／ 　
● — — — 一 　

一 　
’ 　

離心機(jī)組在我 國(guó)典型城市 、典 型建筑 中的運(yùn)行 能　 耗，以說(shuō)明所建模型的應(yīng)用方法 。此外，在該類(lèi)冷　
水 機(jī)組 的開(kāi) 發(fā)過(guò)程 中，廠家 可進(jìn) 行 多組 實(shí)驗(yàn) ，利用　
２ 　 ０ 　

● — ／

　

０ 　

０２ ．　

０４ ．　

０６ ．　

０８ ． 　

１ 　

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定該模型的待定系數(shù) ，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)組的 　
優(yōu) 化設(shè)計(jì) 并提 出其 優(yōu)化 控制 策 略 。 　

負(fù)荷率　

圖２ 離心機(jī)組 的部分負(fù)荷特性　
Ｆｉ ．　 ｎ ｒｆ ｇ ｌ ｈ ｌ ｒ ｓｐ ｒ　 ａ 　 ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｇ ２ Ｃｅ ｔ ｉ ａ　 ｉ ｅ ’ ａ ｔ ｏ ｄ ｐ ｒ ｏ ｍａ ｃ 　 ｕ ｃ ｌ 　 ｌ

１ 雙級(jí) 離心式冷水機(jī)組 的工作原理　

圖２ 出 了ＮＡＲ —型 離 心 機(jī) 組 的Ｃ 隨 負(fù)荷　 示 ＴＩ ＯＰ

率和冷卻 水入水 溫度　 。 ｉ 變化 時(shí)的性 能 曲線測(cè)試　 結(jié)果 （ 冷 凍 水進(jìn)／ 在 出水溫 度　 。ｒ 。 １ ／ ￣ 　 ｗ。 ２７Ｃ，冷 卻　 ／ ＝
水 進(jìn)／ 出水溫 度　 。ｒ。 ３ ／７Ｃ的名義 工 況 下 ，制　 ／ ｗ ＝ ２３ ￣ 。 冷 量 為 １ ０ ｋ ［ 。 從 圖 中 可 以看 出 ： 由于 該機(jī)　 ４ ７Ｗ ９ 】 ） 組 采 用 了 電機(jī) 頻 率和 入 口導(dǎo) 葉 閥聯(lián) 合 優(yōu) 化 控 制 調(diào)　

節(jié)手段 ，使機(jī)組 的Ｃ Ｐ Ｏ 最大值 隨冷卻水進(jìn)水溫度　
的 降 低 向小 負(fù) 荷 率 方 向移 動(dòng) （ 當(dāng)冷 卻 水 進(jìn) 口水 溫　

ｒ　 １ ℃、負(fù)荷率為４ ％時(shí)，其Ｃ Ｐ ｗ＝ ３ ０ Ｏ 高達(dá) １） ８ ，從　
而 改 善 了機(jī) 組 的部 分 負(fù) 荷 特 性 和 變 工 況 特 性 ，大　 幅 度提 高 了離 心機(jī) 組 的ＩＬ Ｉｔｇａｅ�。幔� ｏｄ Ｐ Ｖ（ ｅｒｔｄＰ ｒ Ｌ ａ　 ｎ 　
Ｖ ｌｅ 　值 。 ａ ［） 　 ｕ 加
膨脹 閥 １ 　 膨 脹 閥２ 　

２ 雙級(jí)離心式冷水機(jī)組數(shù)學(xué)模型的建立　
２１ 離心式壓縮機(jī)數(shù) 學(xué)模型　 ．
２１ 低壓級(jí)離心式壓縮機(jī)的數(shù)學(xué)模型　 ．１ ．

ｈ （Ｊ ｇ　 ／ｋ／ ） ｋ

圖ｌ雙級(jí)離心機(jī)組 的制冷循環(huán)及其ｌ 一 圖　 ｇ ＾ ｐ
Ｆｉ ．　 ｕ ｌ — ｔ ｇ 　 ｅ ｔ ｉｕ ａ　 ｈ ｌ ｒ ｓｒ ｆ ｉ ｅ ａ ｉ ｎ ｃ ｃｅ ｇ １ Ｄｏ ｂ ｅ ｓａ ｅｃ ｎ ｒｆ ｇ ｌ ｉ ｅ ’ ｅ ｒｇ ｒ ｔｏ �。� ｌ　 ｃ ｌ 　
ａ ｄ ｉｓ ｇ ｈ ｇ ａ ｈ ｎ 　 　 ｐ－ 　 ｒ ｐ 　 ｔｌ

圖１ 為ＮＡＲ －型 雙 級(jí) 離 心 式 冷 水 機(jī) 組 的 制冷　 ＴＩ

循環(huán)及其ｌ 一 圖。為提高離心機(jī)組 的性能，采用　 ｇ 　 ｐ
了雙 級(jí)壓 縮制冷 循 環(huán) ；其 壓縮機(jī) 入 口導(dǎo) 葉 閥及 電機(jī)　 轉(zhuǎn)速 （ 率） 合調(diào) 節(jié)制 冷量 ， 以提 高變工 況和 部分　 頻 聯(lián)
圖３ 離心式制冷壓 縮機(jī)葉輪 進(jìn)出口處的速度三角彤 示意 圈　
Ｆ ｇ３ Ｓ ｅ ｃ 　 ｆ ｈ 　 ｅ ｏ ｉｙ ｔ ｉｎｇ ｅａ �。� 　 ｎ ｒ ｎ ｅａ ｄ ｉ ．　 ｋ ｔ ｈ ｏ 　 ｅｖ ｌ ｃ ｔ �。颍� ｌ　 ｔｔ ｅｅ ｔ ａ ｃ 　 ｎ 　 ｔ ｅ ｉ　 ｆ ｈ 　 ｎ ｒｆ ｇ ｌ ｈ ｌ ｒ ｓ ｍｐ ｌ ｒ ｘ ｔ 　 ｅＣｅ ｔ ｉｕ ａ　 ｉ ｅ ’　 ｏ ｔ ｃ ｌ ｉ ｅ ｅ　

負(fù)荷性能；在冷凝器和蒸發(fā)器之間設(shè)置有熱氣旁通　
一

２ 一 　 ４

第２ 卷 第２ ９ ２０ 年 ４ 期　 ０８ 月 　

雙級(jí)離 心式冷水機(jī)組 的數(shù) 學(xué)模型及其應(yīng) 用　

Ｖ １９ ｏ 　 ｏ２， ． ． Ｎ ２
Ａｕ ｉ ２ ０ 　 ｒｌ ０ ８ ．

制冷劑進(jìn) 入離心式制 冷壓縮機(jī)后 ，依次 流經(jīng)　 導(dǎo)葉 閥 、葉輪 和擴(kuò) 壓 器 。導(dǎo) 葉 閥是 離心 式 壓縮 機(jī) 容　
量 調(diào)節(jié) 的重要 手段 ，研 究表 明，制冷 劑 氣 體經(jīng) 過(guò) 導(dǎo)　

機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)外 ，直接取決于導(dǎo)葉閥張開(kāi)角； ｙ 　
是 葉輪 進(jìn) 口處 氣 態(tài) 制冷 劑 的 比容 。從 （） 中可 以　 ７式

明確地看 出轉(zhuǎn)速與導(dǎo)葉閥張開(kāi)角對(duì)離心式壓縮機(jī)輸　 氣質(zhì)量流量廊 的影響規(guī)律 。 　 對(duì)于通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合建模而言， （） 中的　 ７式 主軸轉(zhuǎn)速∞ 、導(dǎo)葉閥張 開(kāi)角　、進(jìn)氣 口制冷劑 比容　

葉閥為一個(gè)等熵膨脹過(guò)程��；制冷劑氣體進(jìn)入葉輪　 后 ，葉輪對(duì)制冷劑氣體作功，高速旋轉(zhuǎn) 的葉輪使得　 氣體增速、增壓；高速 的氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器后與外界　

無(wú)能量交換，氣體將 自 的動(dòng)能轉(zhuǎn)化 為壓力能，速　 Ｖ和制冷劑流量廊（ 身 １ 或制冷量） 是需通過(guò) 實(shí)驗(yàn)測(cè)試直　 度下降、壓力進(jìn) 一步升高 ，從而完成壓縮機(jī)對(duì)氣體　 接或間接給 出，出口角 　一般為３ 。 ３ �！� ０ ￣５ 。
升壓 的全過(guò) 程 。 　

關(guān)于離心式壓縮機(jī) 的功耗 ，ＰｅｒｇＰ ｐ ｖｃ ｒ ａ　ｏ ｏ ｉ ｄ ￣　 Ｈ ｗ ｒ　 ． ｈｐ ｏ ｏ ａ Ｎ Ｓａ ｉ ￣經(jīng)證實(shí)壓縮機(jī) 的功耗包含外部　 ｄ ｒ 損 失和 壓 縮 氣 體功耗 ，但 可表 示 成壓 縮前 后制 冷劑　 焓 差Ａ 的線性 函數(shù)［ ，故 其功耗模 型采用線性方　 ｈ １ ”
（） １ 　

圖３ 出了離心式壓縮機(jī)葉輪進(jìn)、 出口處的速　 示
度三 角 形 ，從壓 縮 機(jī)理 可 知 ： 　 牽 連速 度 （ 圓周速 度）　 即 ：
Ｕ＝０ ． ９　

程進(jìn)行描述 ： 　
…

絕 對(duì)速 度 ： 　
一 　

＝ａ （ Ａ ） 　 ‘ 砌? ｈ ＋ｂ

（） ８ 　

’ 　

： 　

ｓ ａ＋ ＯＯ． ｒ 　 ｉ ｎ ＣＳ ｔ ｆ Ｃａ ｉ
切 向速 度 ： 　

（） ２　 （ ＼　 Ｊ ３ ） 　

待定系 數(shù)　 與壓縮機(jī) 的結(jié)構(gòu) 、電機(jī)特 性等　 和６ 有關(guān)，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合獲得 。 　 壓縮機(jī)排氣溫度　根據(jù)熱 力學(xué)多變過(guò)程理論， 　 由吸氣溫度　 、吸氣壓力　 、排氣壓力　 和多變指　
數(shù)ｒ 算 得 出 ，即　 ｌ 計(jì)
ｎＩ －　

Ｃ ＝ ｃｓｃ　 Ｕ． ｎ 　 ｏａ ｕ Ｖ． ｏ－ �。帷� ． 　 　 ｏ 　 ｆ ｃｓ ｔ ｔ ｓｎ ＋ ｏ　． ｎ 　 ｉ 　 ｃｓ ｔ ８ ａ
徑 向速 度 ： 　

Ｃ＝ ，　

ｎ ＝ Ｕ． ｎ �。椋� 　 　 　ａ ｆ． ｎ 　 ｔ ｌ ｓ　 　 Ｓ 　 ＋Ｃ Ｓ ? ｎ １ ｎ Ｏ　 ｔ 　 ａ

ｒ 　 　 Ｐ、

＼／ （） 葉 ４　

＝

　

ＩＪ 　　
１／ 　

（ ９ ） 　

因此 ， 葉輪進(jìn) 口處 的制 冷劑 質(zhì)量 流 量 為 ： 　 （） ９ 式 即為 低壓 級(jí) （ 單級(jí) ） 心式 制 冷 壓　 ７�。ǎ� 或 離
ｒ ＝ Ｃ ， ’ ‘ Ｂ’ １ ｈ １ Ａ１ ｋ Ｐ　

（） ５　

縮機(jī) 的數(shù)學(xué)模型。如果己知壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)等參數(shù) ， 　 上述方法可 以獲得壓縮機(jī) 的白箱模型 ，即各種待定　 系數(shù)都可以通過(guò)理論計(jì)算獲得 ；在無(wú)法獲得結(jié)構(gòu)等　 參數(shù)時(shí)，則可通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)或冷水機(jī)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)　 試 ，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬和 出模型 中的待定系數(shù) ，以獲　 得 壓縮 機(jī) 的灰箱 模 型 。 　

（） ５ 式 中，各種速度的單位 為ｍ ｓ 是葉　 １ �。ǎ� ／；Ａ 輪流通面積 ，ｍ　 是阻塞系數(shù)，以描述 因葉片厚　 ； 　 度有限形成進(jìn) 口處的速度紊亂程度 ；Ｐ 是氣態(tài) 制冷　
劑 密度 ，ｋ ／ ； 、 分 別 為速 度 三 角 形 的 入射 和　 ｇｍ。 　 　 出 口角 ，下 標(biāo) １ 示 葉輪 入 口，在 葉 輪 入 口處 的 入　 表

射角 等于導(dǎo)葉閥的張開(kāi)角。 　 　
將 （） ４ 式代 入 （） ，得　 １ 　（） ５式 ｍ：∞． ．— — ＿ �。骸� 　 一 ． ? Ｕ　 ? — —＿ｉ ！ — — ? ＝Ｃ? 　 ． ＿ —　 — 　 一 — 　
ｓｎ １＋ Ｃ ＳＯ１－ａ 　 １ ｉ　 Ｏ Ｃ ｔｎ 　

２１ ． ２雙級(jí)離心式壓縮機(jī)的數(shù)學(xué)模型　 ．
雙級(jí) 離心式壓 縮機(jī)模 型包 括低壓 級(jí)模 型和高　 壓級(jí)模型。高壓級(jí)模型與低壓級(jí)模型基本相 同，但　

必須注意的是，高壓級(jí)吸氣沒(méi)有導(dǎo)葉閥，其質(zhì)量流　
量為低壓級(jí)流量與 中間補(bǔ)氣量之和；雙級(jí)壓縮機(jī)的　 總功耗是低壓級(jí)與高壓級(jí)壓縮機(jī)功耗之和。 　

或　

（ ．ｌ �。� ＆：　　 １ ｃ�。� ａｃｏｓｓ￣ ｏ Ｓ ｎ �。椋� ｎ　 ） ＿ａ ｎ

， ?， ＋ �。� 　， 　

‘

㈢（ ｙ， ，） �。� ＼ ／ ， 　

為確 定壓縮 機(jī)模型 中的待定系數(shù) ，需要眾多　 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才 能實(shí)現(xiàn) 。表 １ 出了制�。� 給 ℃冷水 的 　 機(jī)組所 必需 的實(shí)驗(yàn) 工況 ，其 中 ，Ⅳ為壓縮機(jī) 主軸　

（ ） 即為 離心式 制冷 壓縮機(jī) 的質(zhì) 量 流量 �！� ７式 型。其中，∞ 是壓縮機(jī) 主軸轉(zhuǎn)速 ，與 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率　

轉(zhuǎn)速 ；Ｉ 　 導(dǎo)葉 閥開(kāi)度 ，是導(dǎo)葉閥張開(kāi)角與最大　 Ｇ

廠成正 比；（ 　 ? ） 　? 　 是與壓縮機(jī)幾何尺寸有關(guān)的�！�
量 ，當(dāng)不知曉其幾何尺寸時(shí)，可以利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬　

張開(kāi)角（ 。的百分比，￣Ｉ ｖ （，０ ｘ０％； ９ ） ０ Ｇ ＝ａ ９￣ １０ 　 ／ ）
Ｌｊ Ｒ｛ 表示轉(zhuǎn)速為Ⅳ、導(dǎo)葉閥開(kāi)度為　 　時(shí)機(jī)組 的負(fù)　 ｊ Ｇ

即制冷量 占額定制冷量 的百分 比） 。表 １ 　 中的 并得出；ｔ ｆ?ｎ１ｓａ＋Ｏ ｆｔ ｆ） ａｌ ｓ ａ／ｉ １Ｃ Ｏ?ｎ ， ｎｌｉ （ ｎ Ｓ１ａｌ 除與壓縮 　 荷率 （

第２卷 第２ ９ 期　 ２０ 年４ ０ ８ 月　

制 冷 學(xué) 報(bào)　
Ｊｕｎｌｆ ｅ ｉ ｒｔ ｎ ｏｒａ　 Ｒｆ ｇ ａｉ 　 ｏ ｒｅ ｏ

Ｖ Ｌ ９Ｎｏ２ ｏ ２ ， ．　

Ａ ｉ　 ０ ８ ｐｒｌ２ ０

， 　

表１建立離 心式冷水機(jī)組 需要測(cè)試 的數(shù)據(jù) 點(diǎn) （ ０７ 　 　 ＝ ℃， ＝
Ｔａ ．　 ｔ �。� ｄ ｖ ｌ ｐ ｃ ｎ ｒ ｆ ｇ ｌ ｈ ｌ ｒ ｍｏ ｅ　 ｂ １ Ｄａ ａ ｔ 　 ｅ ｅ ｏ 　 ｅ ｔ ｉｕ ａ　 ｉ ｅ 　 ｃ ｌ ｄｌ

１２ 　 ＝ ￣） ３

＼ Ｉ ／ ＧＶ 　 Ｎ ／ ｒｍｉ ＼ （／ ｎ 　 　
Ｎｌ 　 Ｎ２ 　

／ 　（ １Ｏ ） ＧＶ ＝ Ｏ ％ 　 Ｌ １１ Ｏ 　 Ｒ１（Ｏ ％） Ｌ ２（ ９ ％） Ｒ ｌ如 ０ 　

Ｉ 　 ＧＶ２

． 　

Ｉ ｊ ＧＶ　 ｌ ｊ 　 Ｌ２ Ｒｊ 　

Ｉ �。� ２ ％） ＧＶ 如 ０ 　 Ｌ 　如 ２ ％） Ｒｌ （ ０ 　

Ｌ ｌ（ ８ ％） Ｒ ２如 ０ 　 Ｌ２ Ｒ２ 　

Ｎ　

ｉ ｌ 　

ＬＲｉ ２ 　

Ｎｍ 　
“

Ｌ 　 （ ６ ％） Ｒ１ 如 ０ 　

一

”代表 了非 必需 工況 點(diǎn) ，如果 可 以獲得 ，則 對(duì)　

提高模型精度更為有利 。 　

２ 雙級(jí)壓縮離心式冷水機(jī)組模型及其解法　 ． ２
離心 式 壓縮 機(jī) 模 型 是 離 心 式 冷 水機(jī) 組 數(shù) 學(xué) �！�

俞 入基本運(yùn)行參數(shù) ，假設(shè)蒸發(fā)溫度 ，進(jìn) 口導(dǎo)葉閥　 千 ，壓縮機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 ，冷凝溫度 ，過(guò)冷度參數(shù)　 度

型的核心 ，相對(duì)于壓縮機(jī)模型而言 ，其它部件都有　 較為完善、準(zhǔn)確的模型可資利用 。在離心式壓縮機(jī)　 數(shù)學(xué) 模 型基礎(chǔ) 上 ，并根 據(jù)其 工 作原 理建 立其 它部 件　 模型 ，從而形成整個(gè)離心式冷水機(jī)組的數(shù)學(xué)模型。 　 蒸發(fā)器 、冷凝 器具有相 似 的傳熱模 型，此 處　 僅給出蒸發(fā)器模型 ，以供參考。 　
Ｑ ＝Ａ ? ? Ｔ　 ｅ 　 Ｋ�。� ｅ
＝ —

Ｉ 　
…

ｔ整 ｌ 　 調(diào)　 …。
蒸發(fā)器模 型　

調(diào) 整
。 　

１ ｌ 　
一

Ｉ 　 ＧＶ

級(jí)壓縮機(jī) 模型　 一級(jí)壓縮機(jī)模型　

…

…

　

調(diào)整 ／ 　

Ｉ ｒ 　

（ｗ Ｔ
—

ｅｏ － 　

Ｔ） （ｗｉ Ｔ） ｅ Ｔｅ ｅ 　 ７ 一　 ’ 　 　 Ｔ
－ － — 一

調(diào)整　

冷凝器模型　

（０　 ｌ／ １） Ｕ
調(diào)整過(guò)冷發(fā)　 、 …　 　 過(guò)冷器模 型　

ｌ　 ｎ

』Ⅵ�。嬉� 』Ｐ 　

—；　 一 ｅ

Ｑ ＝Ｃ Ｇ ? （ 　 　? 　 Ｐ? 　

一 　

） 　

由于制冷劑流經(jīng)膨脹 閥前后 的 比焓相等 ，故　
膨 脹 閥的模 型 為 ： 　
ｈ �。剑� 　 （１ １） 　　

ｌ 系參 計(jì)　 ｌ 　 統(tǒng)數(shù)算 　
圖４雙級(jí) 離心式冷水機(jī)組數(shù) 學(xué)模型 的計(jì)算流程　
Ｆｉ ．　 ｌｕ ａ ｉ ｇ ｆ ｗ　 ｈ ｒ 　 ｆｄ ｕ ｌ — ｔ ｇ �。� ｔ ｉｕ ａ 　 ｇ ４ Ｃａｃ ｌ ｔｎ 　 ｏ ｃ ａ ｔｏ �。� ｂ ｅ ｓａ ｅｃ ｎ ｒｆ ｇ ｌ ｌ Ｃｈ ｌ ｒ ｓ ｏ ｅ　 ｉ ｅ ’　 ｄ ｌ ｌ ｍ

對(duì) 于 雙 級(jí) 離 心 式 冷 水 機(jī) 組而 言 ，在 上 述 模 型　

的基礎(chǔ)上 ，還 需補(bǔ)充經(jīng)濟(jì)器模型。根據(jù)質(zhì)量守恒和　 能量 守恒 可建 立經(jīng) 濟(jì) 器 的簡(jiǎn)化 模型 ： 　
ｈ 　 ‘　 （ 一 ?， �。� ｈ ＋ １ 　）ｈ 　 （２　 １） （ ） １ ） 即為 雙 級(jí) 壓 縮 離 心 式 冷 水 機(jī) 組 的　 ７ ～（２ 式

制定優(yōu)化控制策略和運(yùn)行能耗分析的重要工具。下　
面 以北京和 上 海兩地 典型辦 公建 筑為 例 ，分析 離心　

式 冷水機(jī)組全年運(yùn)行能耗 ，以說(shuō) 明模型 的應(yīng)用方　
法。 　

穩(wěn)態(tài) 灰箱數(shù) 學(xué)模型 。按照 圖４ 的計(jì)算 流程編 寫(xiě)程　 ３１ 能耗 分析方法　 ． 序 ，由此分析冷水機(jī)組在任意工況、任意轉(zhuǎn)速和導(dǎo)　 冷水機(jī)組 的全年運(yùn)行 能耗 分析不僅涉及到冷　

葉閥開(kāi)度條件下的運(yùn)行性能。 　

水機(jī)組的模擬，同時(shí)還包括對(duì)室外氣象參數(shù)、建筑　 負(fù)荷和冷卻塔性能的模擬，需要建立一整套相互關(guān)　
聯(lián) 的聯(lián)合模 型 。 　

３雙級(jí)離心式冷水機(jī)組 的運(yùn)行能耗分　
析　
離心式冷水機(jī)組數(shù) 學(xué)模 型是機(jī)組優(yōu)化 設(shè)計(jì) 、 　
一

圖５ 示出了離心式冷 水機(jī)組的運(yùn)行 能耗分析方　 法 。在冷水機(jī)組能耗分析 中，在冷凍水出水溫度、 　 　

２６ 一 　

第２ 卷 第 ２ ９ ２０ 年４ 期　 ０８ 月 　

雙級(jí)離心式冷水機(jī)組的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用　

Ｖ １９ ｏ 　 ｏ２， ． ． Ｎ ２
口 　 ２０　 ０８

冷卻水與冷凍水流量 己知 的條件下 ，將建筑物 的逐　 時(shí)負(fù)荷作為冷水機(jī)組的逐 時(shí)制冷量、冷卻塔的出水　 溫 度 作 為冷 凝 器 的進(jìn) 水 溫 度 ， 即 可 利 用 冷 水 機(jī) 組　 數(shù)學(xué)模型計(jì)算出冷水機(jī)組 的逐時(shí)耗 電量 （ Ｏ ） 或Ｃ Ｐ 及　
其冷 凝 器 的 出水溫 度 （ 為冷 卻 塔 的進(jìn) 水溫 度 ） 作 ，進(jìn)　
。 　

３ ０　 ５ ０ ３ ０　 ０ ０ ２ ０　 ５ ０

枷 Ｏ 　
口負(fù)荷 率＞ ０ ８ ％　 囹負(fù)荷 率６ ～ ０ ０ ８ ％　 囹負(fù)荷 率４ ～ ０ ０ ６ ％　 一負(fù)荷 率２ － ０ ０ ４ ％　 一 負(fù)荷 率 ０ ２ ％　 ～０

萼 ２０　 ００
１０　 ５０ １０　 ｏ０ ５ 　 ００ ０ 　

而計(jì)算出一個(gè)制冷季的季節(jié)能效 比ｓ Ｅ Ｓａｏ ａ Ｅ Ｒ（ｅｓｎ ｌ 　

Ｅ ｅ ｙＥｆ ｉ ｔＲ ｔ ） ｎｒ �。妫� ｎ　 ａ ｏ ，從而實(shí)現(xiàn)離心式冷水機(jī)組　 ｇ ｉｅ ｉ
的運(yùn) 行 能耗 分 析 。 　

北 京　

上海 　

圖７北京與上海典型辦公建筑的逐時(shí)冷負(fù)荷分布　
Ｆｉ ．　 ｇ ７ Ｈｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｉ ｇ ｌ ａ ’　 ｉｔ ｉ ｕ ｉ ｎ ｏ �。� ｃ 　 ｕ ｄ ｎ 　 　 ｕ ｌ 　 ｏ ｌ 　 ｄ Ｓ ｓｒ ｂ ｔｏ 　 ｆｏ ｎ ｏ ｄ ｉ ｅｂ ｉ ｉ ｇ ｉ ｌ ｎ

Ｂ ｉ ｎ �。� �。� ｎ ｈ ｉ ｅ ｉｇａ ｄＳ ａ ｇ ａ　 ｊ

在北京 與上海兩地 夏季最大 冷負(fù)荷相近 的兩　
棟 典 型 辦 公建 筑 中 ，選 用 一 臺(tái)相 同型 號(hào) 的ＮＡＲ －　 ＴＩ 型 冷 水機(jī) 組 作 為其 空調(diào) 系 統(tǒng) 的冷源 設(shè) 備 ， 由此分析　
冷 水機(jī) 組 的全年 運(yùn)行 能耗 。 　

圖６ ∞ 示 出了ＥＤ Ｓ 軟件［】 出的北京　 、圖７ ≥　＼∞ ￣ ｅ Ｔ∞ Ｏ　 計(jì)算 ３�。场。� 　 ∞ ∞ ． １ ∞ ∞ 　２�。薄。薄� 　 　 暴　
圖５離心式冷水機(jī)組的運(yùn)行能耗分析方法　
Ｆ　． 　 ａ ｙ ｉ　 ｅｈｏ 　 ｆｃ ｎ ｒｆ ａ 　 ｈ ｌ ｒ Ｓ ｐ ｒ ｔ ｇ ５ Ａｎ ｌ ｓｓｍ ｔ ｄ ｏ �。� ｔ ｉ ｕｇ ｌ ｉ ｅ ’　 ｅ ａ ｎ 　 ｃ ｌ ｏ ｉ ｅ ｅ ｇ 　ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ｎ ｒ ｙｃ ｎ ｕ ｔｏ 　

與上海典型辦公建筑 的全年逐時(shí)冷負(fù)荷及其分布 。 　
ＺＷ ￣ ９ ６ ３ Ｗ ｈ ＝３４ｋ 　 Ｓ Ｒ＝９２ 　 ＥＥ ．６
● 　
● 　

３２ 能耗 分析舉例　 ．
▲ 　

：； ．● 　 Ｉ 　
１ 　 　 警！
ｉ！ ｉ 　
一 　

＾． 　
．

：ａ － �。� ｆｔ 啊 ｌ 　

——■ ’ 戳 　 ? 　
０ 　
ｌ Ｊ 　

　
８０ 　 ００

２０　 ００

４０　 ００

６０　 ００

　 Ｉ 　 Ｉ �。� ｊ【 』Ｉ ｔ　 ．ＩｔＩ ￣ 　 ［ ． 　 川■ ｉ　 Ｉ
． 　

ｉｌ Ｉ　 ． 　 Ｉ　 ¨
３０ ５　

時(shí)間／ 　 ｈ （）北京　 ａ
∑Ｗ Ｉ ７ ８ ０ ｎ ４３　 ＝１ Ｓ ＥＲ＝ ．１ Ｅ ７６ 　

１ 　

１ ０１ ２ ０ 　 ０ 　 ０ １ ０ 　 ０ 　 ０ 　 ０ 　 ０ 　 ０ １ ３ ０１ ４ ０ �。� ０１ ６ ０１ ７ ０１ ８ ０１

≥ ３０ ｏ　
２ ０ ５　
＼ 　

時(shí)間／ 　 ｈ
（）北 京　 ａ

２ ０ ０　

羹５ １ ０ 　
愈 １０ ０　
５　 ０ ０ 　 ０ 　

２ ０　 ００

４ ０　 ０ ０

６ ０　 ００

８０　 ００

ｌ Ｊｌ 　 ． 　 　

ｉ 　

時(shí) 間／ 　 ｈ
（）上 海 　 ｂ

ｆｌ ｈ 　 �。� “Ｉ 　 　 ｝ ｌ ＩＩ 　 Ｊ �。� Ｉ 　 【 岫
　 Ｊ

Ｉ‘ �。� 　 Ｊ 　 ＿ 　

圖８北京與上海典型辦公建筑中冷水機(jī)組的逐時(shí)耗電量、 　
總耗 電量和Ｓ Ｅ 　 ＥＲ
Ｆｉ ． 　 ｏ ｒ ｙ ａ �。� ａ　 ｌ ｃ ｒｃ ｔ 　 ｏ ｕ ｐ ｉ ｎ ａ 　 ＥＥＲ　 ｇ８ Ｈ ｕ ｌ 　 ｎｄ ｔ ｔ ｌ ｅ ｔ ｉｙ ｃ ｎｓ ｍ ｔ �。睿� Ｓ ｅ ｉ ｏ

１ 　

ｌ ０ 　 ０ 　 ０ 　 ０ 　 ０ １６ ０ 　 ０ 　 ０ １ ０ ｌ ２ ０ｌ ３ ０ｌ ４ ０ｌ ５ ０ 　 ０ ｌ ７ ０ｌ ８ ０ 　

時(shí) 間／ 　 ｈ
（）上 海 　 ｂ

ｏ　 ｅ ｈｌ ｒ ｎｏ ｃ　ｕｌｉｇｉ　 ｅ ｉｇａ ｄＳ ａ ｇ ａ　 ｆ ｈ　 ｉｅ　 �。� ｅ ｉ ｎ 　 Ｂ ｉｎ 　ｎ �。� ｎ ｈ ｉ ｔ ｃ ｌ ｉ ｉ ｂ ｄ ｎ ｊ

圈６北京與上海典型辦公建筑的逐時(shí)冷負(fù)荷　
Ｆｉ．　 ｕ ｌ�。� ｆ ｇｌａ �。� ｙ ｉａ　ｆ ｃ �。� ｌｉ ｇｉ　 ｇ６ Ｈｏ ｒｙｃ ｏ ｎ 　 ｄ ｏ　 ｐ ｃ ｌ ｆ ｅｂ ｉｄｎ 　 ｉ ｏ ｔ ｏｉ ｎ

利用 計(jì)算 出的逐時(shí) 負(fù)荷 和冷水機(jī) 組模型 、冷　

Ｂ Ｕ ｎ �。� 　ｈ ｎ ｈ ｉ ｅ ｉｇａ ｄＳ ａ ｇ ａ 　

卻塔模型 以及室外氣象模型 ，按照?qǐng)D５ 所述能耗分　
析方法，可計(jì)算 出運(yùn)行在北京和上海典型辦公建筑　
一

２７ 一 　

第２ 卷 第２ ９ 期　
２ ０ 年４ ０８ 月　

制 冷 學(xué) 報(bào)　
Ｊｕｎ ｌｆ ｅ ｉ ｒｔ ｎ ｏｒａ ｏ Ｒｆ ｇ ａｉ 　 ｒｅ ｏ Ｔ ｃｎ ｌｇ ，　 ７ （） ３ — ５　 ｅｈ ｏｏｙ １９ ， １ ：０ ３ ） ９

Ｖ １ ９ Ｎｏ ２ ｏ． ， ．　 ２ Ａｕ ｉ． ｏ ８ ｒｌ ２ ｏ 　

中的離 心式冷 水 機(jī)組 的全 年逐 時(shí)耗 電量 、總 電耗和　
季節(jié) 能效 比Ｓ Ｅ Ｅ Ｒ，如 圖８ 所示 。 　

［］ ＧＢ ５ １ ９ ２ ０ 公 共 建 筑 節(jié) 能設(shè) 計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn) ｉ ］（ 　 ２ 　 　 ０　 — ０ ５ ８ ｓ ．ＧＢ
５ 　８ — ０ ５ Ｄｅ ｉ ｎ ｓａ ａ ｄ ｆ ｒ ｅ ｒ ｙ ｅ ｆｃ ｅ ｙ ｏ 　 ０１ ９ ２ ０ 　 ｓｇ 　 ｔ ｎｄ ｒ 　 ｏ 　 ｎｅ ｇ 　 ｆ ｉ ｉｎｃ 　 ｆ 　

由 圖８ 知 ，雖然 北 京 建筑 的低 負(fù) 荷發(fā) 生時(shí) 間　 可 多于 上海 ，但 絕 大部 分時(shí) 間冷 水機(jī) 組 的負(fù)荷 率小 于　

ｐ ｂｉ ｂ ｉ ｉｇ ［］） ｕ ｌ �。酰� ｎ ｓＳ． ｃ ｄ 　

［ Ｇ ９ ７ － ０ ４冷 水 機(jī)組 能 效 限定值 及 能源 效率等　 ３ ］ Ｂ１５ ７ ２ ０
級(jí) ［］（ 　 ５ ７ ２ ０　 ｈ　 ｎｍｕ ａｌｗａ ｌ ｖ ｌｅ　 Ｓ．ＧＢ１ ７ — ０ ４Ｔ ｅｍｉｉ ｍ�。� 　 ９ ｏ ｂｅ ａｕ ｓ 　
Ｏ 　 ｅ ｅ ｅ ｇ 　 ｆ ｃ ｅ ｃ 　 ｎ 　 ｎ ｒ 　 ｆ ｃｅ ｃ 　 ｒ ｄ ｓｆ ｒ ｆｔ 　 ｎ ｒ ｙ ｅ ｈ ｉ ｉｎ ｙ ａ ｄ ｅ ｅ ｇ ｅ ｆ ｉｎ ｙ ｇ ａ ｅ 　 　 ｙ ｉ ｏ

４ ％；而冷水機(jī)組 的負(fù)荷率小于４ ％時(shí)，其Ｃ Ｐ 　 ０ ０ Ｏ 比 相同冷卻水進(jìn)水溫度　 條件下大負(fù)荷率時(shí)略低 （ 參　 見(jiàn) 圖２ ，其逐 時(shí) 耗 電量主 要取 決于 冷卻 水 的逐 時(shí)進(jìn)　 ） 水溫度　 越低，Ｃ Ｐ Ｏ 越大，耗 電量越小 。 　

ｗａ ｒ ｈｌｒ［］） ｔ 　 ｉｅ Ｓ．　 ｅ ｃ ｌｓ

［］ 陳權(quán) ． ４　 離心式冷 水機(jī) 組數(shù)學(xué)模型及其控制策 略研 究［ ． Ｄ］ 　
北京 ： 清華 大學(xué)，２ ０ ． Ｃ ｅ 　 ａ ． ｔｄ�。睿停铮澹椋� ０ ７（ ｈｎＱｕｎ Ｓｕ ｙｏ 　 ｄ ｌ 　 ｎ

ｏ　 ｎｒｕ ａ ｃ ｉｅｓａｄｉ�。铮� ｌｔ ｔ ［ ． ｉｎ ： ｆ ｅ ｔｆｇ ｌ ｈｌ ｒ ｎ �。螅悖� ｏ ｓ ａ ｇ Ｄ］Ｂｅ ｉ 　 ｃ ｉ 　 ｌ　 ｔ ｒ �。� ｅ ｙ ｊｇ
ｐ　
＼ 　

Ｔ ｉｇ ｕ �。睿� ｒｉ ， ０ ７ ） ｓ ｈ ａ ｉｅｓｙ ２ ０ ． ｎ Ｕ ｔ 　 ［］ ＵＶａ 　 ｕｅ Ｅ Ｖａ 　 ｅ 　 ｕｃ ． ｄ ｌ ｎ 　ｈ ｌ ｒ ５ ｎ Ｈｏ ｔ， 　 ｎ ｄ ｎ Ｂ ｉｋ Ｍｏ ｅｌ ｇ ｃ ｉ ｅ　 ｉ ｌ
ｐ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ｕ ｉ 　 ｉ ｕ ｔ ｎ ｏ �。� ｕ ｔ ｏ ｅ ｆｒ ｃ 　 ｓ ｎｇ ｓ ｍ ｌａ ｅ ｕｓ ｑ ａ ｉ ｎ—ｓ ｌ ｎｇ ｏ ｖｉ 　

贈(zèng)　
丑　

按　
景　

ｐｏ ｅ ｕ ｅ［］ Ｉｔｒ ａｉｎ ｌ ｏ ｒ ａ ｏ 　 ｅ ｉｅａｉｎ　 ｒｃ ｄ ｒｓＪ．ｎｅｎ ｔ ａ Ｊｕ ｎ ｌ ｆＲ ｆ ｇ ｒｔ ， ｏ 　 　 ｒ ｏ １９ ． ７ ３ ： ９— ９ ． ９４ １ （） １ １ １ ８ 　 ［］ Ｂ ａ ｎ ＪＥ Ｍ ｏ ｅｓｆ ｒｖ ｒａ ｌ— ｐ ｅ �。� ｔ ｆ ｇ ｌ ６ ｒｕ ， 　 ． ｄ ｌ ｏ　 ａｉｂｅ ｓ ｅ ｄ ｃｎ ｒ ｕ ａ　 　 ｉ ｃ ｉ ｅｓＪ． ＨＲ 　 ｒｎ ａ ｔ ｎ ９ ７ ９ （ａｔ１ ： ｈｌ ｒ［］ ＡＳ ＡＥ Ｔ ａ ｓ ｃｉ ，１ ８ ， ３ ｐ ｒ ） ｌ ｏ 　 　
】 ９ －】 】 ． ７ ４ ８ ３　

僉　

時(shí)ｌ ｈ 司／ 　

Ｔ ｍｕ ａｉｎａ ｄｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｆ ［］ ＪｃｓｎＷ　 ， ｈｎＦＣ． ｈ �。� ｌｔｏ �。� 　 ｅ ｏｍａ ｃ　 ７ ａｋ ｏ　 Ｌ Ｃ ｅ 　　 　 ｅｓ
ｎ ｏ�。悖睿� ｇ 　 ｉｅ［　 Ｓ ＡＥ Ｔ ａ ｓ ｃ ｉ ｎ １ ８ ， ３ ｆ 　 ｔｆ ａ ｃ ｌｒＪ Ａ ＨＲ 　 ｒ ａ ｔｏ ， ９ ７ ９ 　 ａｅ ｉ ｌ ｈｌ ］ ｕ

圖９北京與上海 的冷卻水逐時(shí)進(jìn)水溫度　
Ｆ ｇ９ Ｈｏ ｒｙ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ 　 ｆ ｔ ｒｅ ｉ ｆ ｏ 　ｏ ｌ ｇ ｔ ｗｅ 　 ｉ ．　 ｕ ｌ　 ｅ ｅ ａｕ ｅｏ 　 ｅ �。� ｒ ｍ ｃ ｏｉ 　 ｗａ 　 ｎ ｏ ｒ

（ａｔ ） １５ — ７ ７ ｐ ｒ２ ：７ １ １６ ． 　 　 ［］ Ｗ ｏ ｇ ＳＰ Ｗ ， ａ ｇ ＳＫ． ｙ ｔｍ　ｉ ｌｔ ｎ ｏ　 ｅ ８ ｎ 　 　 　 Ｗ ｎ 　 　 Ｓ ｓｅ ｓｍｕａｉ 　 ｆ ｈ 　 ｏ ｔ
ｐ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ｏ 　 　 ｅ ｔ ｉｕ ａ 　 ｈｉｌ ｒ ｕ ｉ ｇ ａ ｓ ｅ ｌ 　 ｅ ｆ ｒ ｎｃ 　 ｆ ａ ｃ ｎ ｒ ｆ ｇ ｌｃ ｌｅ 　 ｓ ｎ 　 　 ｈ ｌ—
ａ ｄ 。 ｂ 。ｔ ｐｅ ｗａ ｅ 。 ｏ ｌ ｄ ｃ ｎｄ ｎ ｅ 　 ｎ 　 �！� ａ 　 ｎ 　 ｕ ｅ。 ｔ ｙ 　 ｔ ｒ。 ｏ ｅ 　 ｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｄ Ｒ。 １ 　 ｓ ｃ １

４ 結(jié)束語(yǔ)　
提 高 離 心 式 冷 水 機(jī) 組 的性 能是 制 造 廠 商 努 力　

的方向，同時(shí)也是我國(guó)建筑節(jié)能工作的重點(diǎn)。采用　
雙級(jí)壓 縮 制冷循 環(huán) 是 改善額 定 工況 性能 、通 過(guò)壓 縮　 機(jī)轉(zhuǎn)速 和 導(dǎo) 葉 閥開(kāi)度聯(lián) 合調(diào) 節(jié) 容量 是提 高機(jī) 組部 分　 負(fù)荷和 變 工況 運(yùn)行 性 能的 有效方 法 。 　 文 章 闡 述 了 從 離 心 式 壓 縮 機(jī) 的 工 作 原 理 出　

ｒｆ ｇｒｎ［ ． Ｈ Ａ 　 ｒｎａｔ ｎ １８ ， ５ （ａ 　 ） ｅｒ ｅａｔ ］ ＡＳ Ｅ Ｅ Ｔ ａｓｃｉ ，　 ９ ９ ｐ ｒ １ ： ｉ Ｊ ｏ ９ ｔ 　
４ ５ ４ ４　 ４－ ５．

［］ 三菱 重工業(yè)株式會(huì) 社． ９ 　 離心冷水機(jī) 組技術(shù)資料， ０ ６（ ２０ ． 　
Ｍ ｉ ｕ ｉｈ 　 ａ ｙ Ｉ ｄ ｓｒｅ ， ｔ ． ｃ ｎ ｃ ｌ ｎ ｏ ａ ｉｎ ｔ ｂｓｉ ｓ Ｈｅ ｖ �。� ｕ ｔ ｓ Ｌ ｄ Ｔｅ ｈ ｉａ 　 ｆ ｒ ｔ 　 ｉ ｉ ｍ ｏ

ｏ　 ｎ ｉ ｇｌ ｈｌ ｒ， ０ ６　 ｆ ｅｔｆ ａ ｃ ｉｅｓ２ ０ ） ｃ ｒｕ 　 ｌ

［０ １］全 國(guó)冷凍 空調(diào)設(shè) 備標(biāo)準(zhǔn)化 技術(shù)委 員會(huì) ． ／　 ８ ３ ． ＧＢ Ｔ １ ４ ０ １ 　 《 蒸氣壓縮 循環(huán) 冷水 （ 熱泵 ） 機(jī)組 ， 工商業(yè)用 和類(lèi)似用　 途 的冷 水 （ 熱泵 ） 組 》 （ 訂）（ 機(jī) 修 征求 意 見(jiàn)稿 ）Ｊ． ［］ 冷　 凍 空調(diào)標(biāo)準(zhǔn) 與檢測(cè)， ０ ６ （） ２ ０ ，２ ：卜 １ ．Ｎａｉｎ ｌ Ｃ ３ 　 ８（ ｔ ａ Ｔ ２ ８ ｏ 　
ｏ 　 ｆｉ ｅ ａ ｉ ｇ ＆ Ａｉ — ｏ ｉｉ ｎｉ ｇ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔｏ 　 ｎ Ｒｅ ｇ ｒ ｔｎ ｒ ｒ ｃ ｎｄ ｔ ｏ ｎ 　 ｕ ｐ ｎ　 ｆ
Ｓ ａ ｄ ｒ ｉａ ｉ ｎ ｏ 　 ｉ ａ ＧＢ／ 　 �。� ０ １ Ｗ ａ ｅ 　 ｉ ｉ ｇ ｔｎ ａ ｄ ｚ ｔｏ 　 ｆＣｈ ｎ ． Ｔ １ ３． ８ 　 ｔ ｒＣｈ ｌ ｎ 　 ｌ

發(fā)，結(jié)合部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ，建立采用電機(jī)轉(zhuǎn)速 （ 頻率） 　
和 入 口導(dǎo) 葉 閥聯(lián)合 調(diào)節(jié) 容 量 的雙 級(jí) 離心 式壓 縮機(jī) 及　 其 冷水 機(jī) 組 的穩(wěn)態(tài) 灰箱 數(shù) 學(xué)模 型 的方法 ，所 建模 型　
為 冷水 機(jī) 組 的優(yōu) 化設(shè)計(jì) 、優(yōu)化控 制 和運(yùn)行 能耗分 析　

提供 了工具；以一臺(tái)Ｎ Ｒ —型冷水機(jī)組為例 ，探　 Ａ ＴＩ
討 其 在 上 海 、 北 京兩 地 典 型 辦 公 建 筑 中 的運(yùn) 行 能　

（ ｅ ｔ ｕ ）ｐ ｃ ａ ｅ 　 ｓｎ �。� 　 ａ ｏ 　 ｏ ｒ ｓ ｉｎ ｈ ａ　 ｍｐ ａ ｋ ｇ ｓｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｖ ｐ ｒｃ ｍｐ ｅ ｓｏ 　 ｐ

ｃｃｅＷ ａ ｒ ｈｌｎ ｈ ａｐ ｍｐ ａｋ ｇｓ ｏ　 ｄ ｓ ｉｌ ｙ ｌ， ｔ 　 ｉｉｇ（ｅｔ ｕ ）ｐ ｃａ ｅ ｆｒ ｕｔ ａ ｅＣ ｌ 　 　 ｉ ｎ ｒ 　
＆ ｃ ｍｍ ｅ ｃａ　 ｎ �。� ｌｒａ ｐｌ ａ ｉｎ（ｏ ｉｉ ｏ ｎ ｏ 　 ｏ ｒ ｉｌａ ｄ ｓｍｉａ�。� ｉ ｔｏ ｓ ｌｃｔ ｐｉｉｎ ｃ 　

耗情況 ，說(shuō)明其 模型的應(yīng)用方法 。結(jié)果表 明， 由 　 于Ｎ Ｒ —型冷水機(jī)組的變工況和部分負(fù)荷性能優(yōu)　 Ａ ＴＩ 異 ，且北京地區(qū)室外空氣濕球溫度長(zhǎng)年低于上海 ， 　

ｄａ ）Ｊ． ｔｎ ａｄ ＆ Ｉｓｅｔ ｎｆｒ ＆ ＡＣ， ０ ６ ２ ： ｒｆ ［ Ｓａｄ ｒｓ ｎｐ ｃｉ 　 　 ｔ ］ ｏ ｏ Ｒ ． ０ ，（） ２ 　

１１． － ８） 　
［ １ ｒｄａ　 ｏ ｏ ｉ Ｈ ｗ ｒ　 Ｓ ａｉ ． 　 ｄ ｌ ｇｓ ｄ 　 １］Ｐｅ ｇＰ ｐ ｖｃ ｏ ａｄＮ． ｈｐｒ Ａ ｍｏ ｅｉ 　ｔ ｙ ｒ ， ｏ ｎ ｕ ｏ　�。澹� ｆｇ ｌ ｏ ｒｓｏ Ｊ＿ Ｈ Ｅ Ｔ ａ ｓｃｉｎ ｆ ｃｎｒ ｕ ａ ｃｍｐ ｅｓｒ［ ＡＳ ＲＡ 　 ｒｎ ａｔ ， ａ ｉ 　 ］ ｏ　

使得該機(jī)組在北京建筑 中使用時(shí)具有更佳的季節(jié)運(yùn)　
行性 能 。 　
參考文獻(xiàn)　 周 邦 寧 ． 調(diào) 用 離 心式 制 冷 機(jī) 的技 術(shù) 優(yōu) 勢(shì) 與 生命 力　 空 ［］ 制 冷 技術(shù) ，１ ９ ，（） ０ ３ ． ｈ ｕ Ｂ ｎ ｎｎ ． Ｊ， ９ ７ １ ：３ — ５ （Ｚ ｏ 　 ａ ｇ ｉｇ　
Ｔｈ 　 ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ａ ｄ ｖ ｔ ｌｔ 　 ｆｃ ｎ ｒｆ ｇ ｌ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ 　 ｄ ａ ｔ ｇ 　 ｎ 　 ｉａ ｉ ｏ 　 ｅ ｔｉｕ ａ　 ｙ

１９ ，０ ｐ ｒ２ ： ２ — ３ ． ９ ８ １４（ａｔ ） １ １ １５ 　 　

［２ １ ］清華 大學(xué)Ｄ Ｓ 開(kāi)發(fā)組 ． ｅＴ 建筑 環(huán)境系 統(tǒng)模擬 分析方法一　 Ｄ Ｓ Ｍ］ 北 京：中 國(guó)建筑 工業(yè) 出版 社， ０ ６ （ Ｓ 　 ｅ Ｔ［ ． ２ ０ ．Ｄｅ Ｔ
ｄ ｖ ｌ ｐ ｅ 　 ｅ ｍ　 ｆ Ｔｓ ｎ ｈ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ �。拢� ｌ ｉ ｇ ｅ ｅ ｏ ｍ ｎｔｔ ａ ｏ 　 ｉ ｇ ｕ 　 ｉ ｅ ｓｔ ｙ ｉｄ ｎ 　

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２ 一 　 ８



  本文關(guān)鍵詞：雙級(jí)離心式冷水機(jī)組的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。