冷冻水系统COP与冷却塔能耗分析器｜工业AI分析工具
这个工具解决什么问题
特征工程做得对不对，比换模型有用得多。这工具把关键量的重要性排序摆出来。
冷冻站（Chiller Plant）是半导体厂与制造业最大的单体耗电户之一。大家常看「主机铭牌 COP」， 但真正决定电费的是系统 COP——把主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机全部算进去。 本工具按全年负荷分布逐段计算系统效率，给出年耗电、年电费、单位冷量成本， 并对比「水泵变频 / 冷却塔提效」等改善情景的节电量与投资回收期。
输入数据格式
数据文件 chiller_plant.csv，列顺序为：case、plant_rt、rated_cop、chw_pump_kw、cw_pump_kw、tower_fan_kw、wetbulb_c、approach_c、vfd_pump、price、invest_cny、load_pct、hours。
示例首行：C0 现状（定频泵 / 逼近度 5℃）,3000,5.8,220,190,120,27.5,5.0,0,0.72,0,0.95,200
示例输出（真实运行结果节选）
冷冻水系统 COP 与冷却塔能耗分析报告
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口径：1 冷吨 = 3.517 kW 冷量；冷凝温度 = 湿球温度 + 逼近度 + 端差 2.5℃；
基准逼近度 5.0℃；冷凝温度每升高 1℃，主机 COP 下降 2.5%；
变频泵功率 ∝ 负荷率^2.6，冷却塔风机功率 ∝ 负荷率^0.6。
【C0 现状（定频泵 / 逼近度 5℃）】
机组 3000 RT（额定制冷 10551 kW）｜额定 COP 5.80｜湿球 27.5℃ + 逼近度 5.0℃ → 冷凝温度 35.0℃（基准 35.0℃）
冷凝温度修正系数 = 1.0000（与基准持平）
年度加权：主机 8702 MWh｜水泵 3592 MWh｜冷却塔风机 738 MWh｜合计 13031 MWh
年供冷量 52227 MWh｜系统 COP = 4.008｜综合 kW/RT = 0.878｜单位冷量电费 = 0.1796 元/kWh
辅机占比：水泵 27.6%、冷却塔风机 5.7%、主机 66.8%
年度电费 = 938.2 万元（电价 0.72 元/kWh）
【C1 水泵变频】
机组 3000 RT（额定制冷 10551 kW）｜额定 COP 5.80｜湿球 27.5℃ + 逼近度 5.0℃ → 冷凝温度 35.0℃（基准 35.0℃）
冷凝温度修正系数 = 1.0000（与基准持平）
年度加权：主机 8702 MWh｜水泵 968 MWh｜冷却塔风机 738 MWh｜合计 10408 MWh
年供冷量 52227 MWh｜系统 COP = 5.018｜综合 kW/RT = 0.701｜单位冷量电费 = 0.1435 元/kWh
辅机占比：水泵 9.3%、冷却塔风机 7.1%、主机 83.6%
年度电费 = 749.4 万元（电价 0.72 元/kWh）
【C2 冷却塔提效（逼近度 3℃）】
机组 3000 RT（额定制冷 10551 kW）｜额定 COP 5.80｜湿球 27.5℃ + 逼近度 3.0℃ → 冷凝温度 33.0℃（基准 35.0℃）
冷凝温度修正系数 = 1.0500（优于基准 ✅）
年度加权：主机 8287 MWh｜水泵 3592 MWh｜冷却塔风机 738 MWh｜合计 12617 MWh
年供冷量 52227 MWh｜系统 COP =
解决什么问题
· 「主机铭牌 COP 6.0，为什么整站 kW/RT 还有 1.0？」→ 水泵与风机吃掉了多少，一算就知道。 · 「冷却塔逼近度从 5℃ 降到 3℃，一年能省多少电？」→ 按冷凝温度每升 1℃ 效率降约 2.5% 折算。 · 「先换变频泵还是先做冷却塔？」→ 情景对比给节电量与回收期，按钱排序。 · 「单位冷量成本是多少？」→ 元/kWh 冷量，直接进产品成本模型。
使用方法
python chiller_cop.py # 示例数据（4 个情景 × 8 个负荷段）
输入格式（CSV，UTF-8）
· vfd_pump：1 = 冷冻/冷却水泵变频（泵功按负荷率的 2.6 次方缩放），0 = 定频（恒功率） · approach_c：冷却塔逼近度（出水温度 − 湿球温度），越小代表冷却塔能力越强 · invest_cny：该情景的改造投资，用于计算回收期；基准情景填 0 · 同一 case 的多行表示该情景的负荷分布（load_pct × hours）
输出说明
· chiller_plant.csv：示例数据（首次运行自动生成） · chiller_cop_report.txt：逐负荷段效率明细、年化能耗与电费、情景对比（节电量/节费/回收期）、 敏感性分析、结论与建议
适用场景
冷冻站能效评估、节能改造方案比选、单位产品冷量成本核算、ESG 能耗披露数据准备。
注意事项
· 「主机 COP」与「系统 COP」必须区分：报告里同时给出两者，差值就是辅机损失。 · 冷凝温度每升高 1℃，离心机 COP 约下降 2.5%（本工具采用该经验系数，可在脚本顶部调整）。 所以冷却塔性能不是「辅助设备」，而是主机效率的放大器。 · 部分负荷效率曲线采用典型离心机形态（约 70%~80% 负荷时最高）。若你的机组是螺杆机或磁悬浮， 需要替换脚本顶部的 PLR_CURVE。
可调参数与计算口径
脚本顶部集中了主要阈值与常量：CSV_NAME="chiller_plant.csv"、REPORT_NAME="chiller_cop_report.txt"、CASES=[。改完直接重跑即可，不必改动计算逻辑。
会生成哪些文件
运行后除控制台输出外，还会生成：chiller_plant.csv、chiller_cop_report.txt。
工具中出现的字段与提示
- C0 现状（定频泵 / 逼近度 5℃）
- C1 水泵变频
- C2 冷却塔提效（逼近度 3℃）
- C3 变频 + 冷却塔提效
- 冷冻水系统 COP 与冷却塔能耗分析报告
- 变频泵功率 ∝ 负荷率^%.1f，冷却塔风机功率 ∝ 负荷率^%.1f。
- 冷凝温度 %.1f℃（基准 %.1f℃）
- 冷凝温度修正系数 = %.4f（%s）
- 优于基准 ✅
- 与基准持平
- 劣于基准 ⚠
- 辅机占比：水泵 %.1f%%、冷却塔风机 %.1f%%、主机 %.1f%%
- 年度电费 = %.1f 万元（电价 %.2f 元/kWh）
- 【一、逐负荷段效率明细（以现状 C0 为例）】
- 冷量kW
- 主机COP
- 主机kW
- 水泵kW
其余字段以界面与示例报告为准。
下载与文件清单
压缩包内包含：主程序脚本、示例数据文件、示例输出报告、中文说明文档，以及同主题 AI 提示词一套。解压后按说明运行即可，示例数据可直接试跑。
主程序文件：chiller_cop.py。
本站工具免费下载，无需注册。工具为 Python 脚本，Python 3.8 及以上环境可直接运行，核心功能尽量不依赖第三方库。
常见问题
输入数据要准备成什么样？
按 示例首行中的列顺序准备即可，共 13 列：case、plant_rt、rated_cop、chw_pump_kw、cw_pump_kw、tower_fan_kw、wetbulb_c、approach_c。列为空或格式不符时结果会失真，建议先用示例数据试跑一遍。
跑完最该关注哪几项？
报告按 %s、一、逐负荷段效率明细（以现状 C0 为例）、二、情景对比（以 C0 现状为基准）、三、敏感性分析（以 C0 现状为基准） 等部分组织，其中判定结论与建议部分直接对应下一步动作。
阈值可以改成我们自己的标准吗？
可以，脚本顶部已把主要阈值与常量集中声明，按自己产线的标准修改后重跑即可，不需要改计算逻辑。
附赠的提示词怎么用？
把提示词与自己的数据一起交给大模型，可以让它按同一套口径帮你改写分析流程或扩展报告字段。
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