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近年来,随着经济的发展,建筑能耗在能源消费中所占的比例越来越大。中央空调系统作为现代建筑的一个重要组成部分,其能耗占了整个建筑的能源消耗一半以上。冷却水系统是中央空调系统必不可少的组成部分,其能耗大小与运行方式紧密相关。空调系统是按建筑最大逐时冷负荷设计的,但在实际运行过程中,系统大部分时间是处于部分负荷状态运行的,因此研究空调冷却水系统的节能优化运行方法具有重要意义。本文围绕该问题,通过试验研究和理论分析计算,开展了以下工作。首先,为了研究中央空调冷却水系统变流量运行节能优化方法,本文建设了空调冷却水系统优化控制性能试验台,完成了设备的安装及其调试,开发了冷却水系统监测控制软硬件系统。本文通过试验比较了冷却水定温差模糊控制与PI控制的优缺点,结果表明,试验系统运行时可以采用控制性能较好的模糊控制方法,但在分析水量和风量对系统的影响时,应采用控制精度较高的PI控制方法。之后通过试验数据分析发现建设的冷却水系统试验台存在冷却水泵的选型偏大、与系统不匹配问题,该问题也是实际工程中普遍存在的问题,为了更好的研究冷却水系统节能运行优化方法,对冷却水泵的选型进行修正使之与系统匹配。其次针对修正后的试验系统建设了冷却水系统优化仿真平台,通过仿真计算的方法研究了冷却水系统优化运行问题。为了便于仿真,建立了冷水机组、冷却塔风机和冷却水泵的功率模型以及冷却塔出水温度数学模型,利用冷却水系统实际试验结果,辨识了上述模型的未知参数,建立了其试验理论模型。修正了传统的冷水机组功率模型,使其应用范围更为广泛。分析了冷却塔出水温度简化计算方法及其精度,并将该方法应用于系统优化运行仿真中。最后在仿真平台基础上,建立冷却水系统优化目标函数,并分析了在冷负荷和室外湿球温度已知的条件下冷却水系统变流量电耗仿真计算步骤。在分析计算冷却塔风量和冷却水流量对冷却水系统总电耗(综合COP)的影响后,提出了冷却水系统最优运行方法—水流量最优法。并比较了冷却水系统供回水定温差控制法、定流量运行法以及本文所提出的水流量最优法的电耗情况,通过对比得出结论所提出的水流量最优法为冷却水系统最节能的优化运行方法。