学文网摘要:本文分析国家标准GB/T 18430.1和GB/T 18430.2中冷水机组的综合能效系数IPLV的计算公式及公式中25%、50%、75%和100%负荷COP对应的系数与中国气候条件的关系。
Abstract: This paper analyzes the National Standard GB/T 18430.1 and GB/T 18430.2 of the chiller integrated energy efficiency coefficient IPLV formula and the formula of 25%,50%,75% and 100% load COP corresponding coefficients with the Chinese climate conditions relations.
关键词:IPLV;部分负荷;制冷季节;温度区间
Key words: IPLV;part load;cooling season;temperature range
中***分类号:TB65 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0195-02
0引言
办公建筑、商场及宾馆、酒店一般使用大型冷水机组集中供冷,全年的供冷时间长,但大部分时间机组运行在非满负荷状态,为了更准确评价机组在整个制冷季节的能源效率,冷水机组的标准GB/T 18430.1-2007和GB/T 18430.2-2008引入了综合部分负荷性能系数IPLV,但标准中没有IPLV公式中各不同负荷比的系数的由来以及与制冷季节运行时间的关系。
本文从国标《单元式空气调节机》修订版报批稿的表C.3选取5个典型城市的温度运行时间参数(见本文表1),参考GB/T 18837-2002中IPLV的计算方法,分析国标GB/T 18430.1-2007和GB/T 18430.2-2008中IPLV与各地制冷季节时间负荷情况的关系。探讨各负荷比例下COP权重如何取值更能体现冷水机组的实际节能效果。
1IPLV计算公式及原理
GB/T 18430.1和GB/T 18430.2的IPLV计算公式如下:
IPLV=2.3%・A+41.5%・B+46.1%・C+10.1%・D(1)
式中:
A-100%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
B-75%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
C-50%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
D-25%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
但标准中没有2.3%、41.5%、46.1%和10.1%取值标准以及与中国各地的气候条件的关系。
单元机、多联机和冷水机组主要都用于商用场所,其用户对象和使用习惯基本一致,IPLV的目的也是一样的。
多联机国标GB/T 18837的附录A中IPLV(C)公式如下:
IPLV(c)=(PLF1-PLF2)×(EER1+EER2)/2+(PLF2-PLF3)×(EER2+EER3)/2+(PLF3-PLF4)
×(EER3+EER4)/2+PLF4×EER4(2)
式中:PLF1……PLF4分别为100%、75%、50%、25%时的负荷系数;
EER1……EER4分别为100%、75%、50%、25%时的实测能效比;
对式(2)进行整理:
IPLV(c)=(PLF1-PLF2)/2×EER1+(PLF1-PLF3)/2×EER2+(PLF2-PLF4)/2×EER3+ (PLF3+PLF4)/2×EER4(3)
式(1)中的COP和式(2)、(3)中的EER所代表的含义是相同的,都是表示制冷时单位功率所能获得的制冷量。
对比式(1)、式(3),都是用机组在100%、75%、50%和25%负荷下实测能效与系数相乘最终获得综合性能系数IPLV。
但国标GB/T 18837只是给出了一条“S”曲线以及用负荷率拟合“S”曲线的计算公式,该曲线、PLF计算公式与美国标准ARI340/360-2004完全一致。
参考正在制定的国标《低环境温度空气源多联式热泵(空调)机组》对制热IPLV(H)的理解,式(2)、式(3)中PLF代表机组在指定负荷以下运行的等效时间与运行时间的比值,如PLF2为机组在75%及以下负荷运行的等效时间与运行总等效时间的比值。
所以PLF是与“制冷季节需要制冷的各温度发生时间”相关,每个地区实际的PLF是不同的。
2空调负荷和室外环境温度的关系
2.1 制冷季节热负荷率
对于一个建筑物,在室外环境干球温度为tj时空调负荷Qj为:
Qj=K×A×(tj-ti)+Qa(4)
式中:
K――维护结构换热系数,W/(m2・℃);
A――维护结构的表面积,m2;
Qa――人员及设备热负荷,W;
ti――室内温度,取27℃。
商用办公建筑及租赁商铺在室外环境温度为21℃以上时空调开始运行,21℃为负荷0点(t0),即Q0为0,则:
0=K×A×(t0-ti)+Qa
所以:
Qa=-K×A×(t0-ti)(5)
而空调产品设计为室外环境温度35℃机组满负荷运行,将此温度点设为100%负荷点(tf),即Qf为:
Qf=K×A×(tf-ti)+Qa(6)
综合式(5)、式(6):
Qf=K×A×(tf-t0)
Qj=K×A×(tj-t0)
将22～35℃之间的温度分为14个温度区间,在j区温度tj的热负荷率LF%为:
LF%(j)=(K×A×(tj-t0))/(K×A×(tf-t0))×100%=(tj-t0)/(tf-t0)×100%(7)
按式(7)计算风冷式机组负荷率与室外环境温度的关系如***1。
热负荷率25%、50%和75%对应的室外干球温度分别为:24.5℃、28℃和31.5℃,和GB/T 18430.1中表3、GB/T 18430.2中表2各负荷测试工况相一致。
按各温度发生时间和< GB/T《低环境温度空气源多联式热泵(空调)机组》相关问题研究>5计算权重系数的方法,将PLF计算结果汇总为表1。
用以上PLF值分别代入式(3),获得5个典型城市IPLV系数及计算公式如下:、
办公建筑:
南京:
IPLV=0.151×COP1+0.329×COP2+0.303×COP3+0.217×COP4
北京:
IPLV=0.111×COP1+0.291×COP2+0.333×COP3+0.267×COP4
广州:
IPLV=0.107×COP1+0.302×COP2+0.344×COP3+0.249×COP4
武汉:
IPLV=0.155×COP1+0.320×COP2+0.300×COP3+0.225×COP4
哈尔滨:
IPLV=0.015×COP1+0.180×COP2+0.390×COP3+0.415×COP4
租赁商铺:
南京:
IPLV=0.129×COP1+0.319×COP2+0.318×COP3+0.234×COP4
北京:
IPLV=0.075×COP1+0.267×COP2+0.371×COP3+0.288×COP4
广州:
IPLV=0.093×COP1+0.293×COP2+0.353×COP3+0.262×COP4
武汉:
IPLV=0.155×COP1+0.325×COP2+0.305×COP3+0.215×COP4
哈尔滨:
IPLV=0.010×COP1+0.155×COP2+0.385×COP3+0.450×COP4
3结论
本文中IPLV按风冷型产品,水冷型产品其冷却水温度与室外环境温度相关,通过对比GB/T 18430.1中表3、GB/T 18430.2中表2的4个负荷点工况,水冷型产品冷凝侧进水温度基本是风冷型产品冷凝侧进风空气干球温度-5℃,所以分析水冷型产品可以使用相同的制冷季节需要制冷的各温度发生时间来推算IPLV。
综上所述,根据笔者目前对IPLV原理及计算方法的理解,通过选取我国5个典型城市制冷季节需要制冷的各温度发生时间来推算的IPLV计算公式及在4个负荷点权重与目前国标的IPLV计算公式中负荷点的权重存在较大差异。
其次,GB/T 18430.1-2007针对的是大型机组,主要在工商业场所使用,而GB/T 18430.2-2008的主要场所侧重于户用,两者的使用习惯和在一天中的使用时间会有所不同,在全年使用时,各温度发生会有很大区别,IPLV计算时应取不同的权重系数。
参考文献:
[1]GB/T 18430.1-2007 蒸气压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组[S].
[2]GB/T 18430.2-2008 蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第2部分:户用和类似用途的冷水(热泵)机组[S].
[3]GB/T 18837-2002 多联式空调(热泵)机组[S].
[4]GB/T 17758-1999 《单元式空气调节机》报批稿[S].
[5] 谢峤,王嘉,韩林俊,等.GB/T低环境温度空气源多联式热泵(空调)机组相关问题研究[J].冷冻空调标准与检测,2008,2:20-32.
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