空调机组性能系数浅析
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冷冻站房能效系数的推导和实例分析钱轶霆[上海烟草(集团)公司设备处]_______________________________________________________________________________ 【摘要】目前在大多数企事业单位所关心的空调设施能效情况,其目的不仅仅为考虑能耗成本费用问题,更主要是考虑在限电规定用电范围内,最大能力提高空调设施使用效率,最大范围满足生产经营和行政办公的需求。
由于以往业内缺乏足够的研究和规范,占整个空调设施用电量最大的中央空调系统能效指标至今仍然没有一个统一的认识和研究。
特别是针对冷冻站房尚未制定出与锅炉房和空压站类似的用能评价指标。
【关键词】冷冻站房空调设施能效指标性能系数COP、EER、COP _______________________________________________________________________________ 一、前言随着我国城市经济的发展,能源的供求矛盾日益突出。
特别在近两年来的夏季和冬季的极端气温时段,各大城市的电力供应紧张问题已成为关注的焦点。
工商业和民用空调设施在极端气温时段的大量使用是造成这一情况产生的主要原因。
据政府有关部门调查数据表明,在极端气温时段空调设施用电量占整个用电量的40%以上。
当城市用电负荷达到极限时,临时强制性限电拉电措施成为最常见的行政手段,这已严重地影响了各企业单位的正常生产经营。
由于电力供应设施发展速度在今后几年内都无法跟上城市经济发展的速度,所以在未来的几年中,一旦极端气温时间延长将造成电力供应的缺口进一步拉大。
因此,如何有效控制空调设施的能效问题已形成共识。
目前在大多数企事业单位所关心的空调设施能效情况,其目的不仅仅为考虑能耗成本费用问题,更主要是考虑在限电规定用电范围内,最大能力提高空调设施使用效率,最大范围满足生产经营和行政办公的需求。
经历了2003年高温气候的考验,自2004年春季开始,关于空调设备的各项节能措施和空调设备的能耗指标纷纷见诸报端。
空调机组的效率评估及技术要求
1. 效率评估
空调机组的效率是衡量其性能的重要指标之一,主要体现在能效比(EER)和性能系数(COP)两个方面。
1.1 能效比(EER)
能效比是空调制冷量与消耗功率的比值,它是衡量空调机组能源消耗的重要参数。
根据国家标准,空调机的能效比分五个等级,等级越高,能效比越大,能源消耗越低。
1.2 性能系数(COP)
性能系数是空调机组在制冷或制热过程中产生的热量与消耗的电能之比。
COP值越高,表示空调机组的运行效率越高,能源利用率越好。
2. 技术要求
空调机组的的技术要求主要包括以下几个方面:
2.1 制冷量和制热量
空调机组的制冷量和制热量应满足使用场合的需求。
制冷量和制热量的大小取决于空调机组的设计参数,如名义制冷功率、名义制热功率等。
2.2 能效比和性能系数
如前所述,空调机组的能效比和性能系数是衡量其能源消耗的重要指标。
在选购空调机组时,应选择能效比和性能系数较高的产品,以降低能源消耗。
2.3 噪音水平
空调机组的噪音水平是其性能的一个重要方面。
较低的噪音水平有助于提高舒适度,应选择噪音水平较低的空调机组。
2.4 安装和维护
空调机组的安装和维护应方便,以降低安装和维护成本。
2.5 安全性
空调机组应符合国家安全标准,具备短路、过载等保护功能。
3. 总结
空调机组的效率评估主要从能效比和性能系数两个方面进行,同时应满足制冷和制热需求、噪音水平、安装和维护方便性以及安全性等技术要求。
在选购空调机组时,应综合考虑这些因素,选择性能优异、能源消耗低、安装维护方便、安全可靠的产品。
doi: 10.3969/j.issn.2095-4468.2022.04.205低环温空气源热泵(冷水)机组全年性能系数分析包继虎 ,杨弋,马金平,周坤,付炜,谢鸿玺,赵宗彬(合肥通用机械研究院有限公司,安徽合肥 230031)[摘 要] 基于GB/T 25127.1—2020《低环境温度空气源热泵(冷水)机组 第1部分:工业或商业用及类似用途的热泵(冷水)机组》的实验方法,解析了低环境温度空气源热泵(冷水)机组性能测试过程中容易出现的问题,结合实验计算了低环境温度空气源热泵(冷水)机组的全年性能系数(APF )。
实验和计算结果表明:对于同一台机组,各地域酒店建筑类的APF 低于办公建筑类的APF ,办公建筑类的APF 低于租赁商铺类的APF ,如北京地区酒店建筑类计算所得APF 为3.01,办公建筑类计算所得APF 为3.13,租赁商铺类计算所得APF 为3.14。
基于GB/T 25127.1—2020给定的APF 限定值,对于同一台机组,按某城市发生时间计算合格的APF ,按其它城市发生时间计算的全年性能系数可能出现不合格的现象,如济南地区酒店建筑类APF 为3.18,但北京地区酒店建筑类APF 则为3.01。
[关键词] 低环境温度;空气源;热泵(冷水)机组;全年性能系数 中图分类号:TB61+1; TB051.5文献标识码:AAnalysis on Annual Performance Factor of Air Source Heat Pump (Water Chilling)Packages at Low Ambient TemperatureBAO Jihu *, YANG Yi, MA Jinping, ZHOU Kun, FU Wei, XIE Hongxi, ZHAO Zongbin(Hefei General Machinery Research Institute Co. Ltd., Hefei 230031, Anhui, China)[Abstract] According to the test method in GB/T 25127.1—2020 “low ambient temperature air source heat pump (water chilling) packages-part 1: heat pump (water chilling) packages for industrial and commercial and similar application ”, the problems in performance of the low ambient temperature air source heat pump (water chilling) packages are analyzed. Based on the test data, the annual performance factor (APF) of low ambient temperature air source heat pump (water chiller) units is calculated. The test and calculation results show that for the same unit, the APF of hotel buildings in each region is lower than that of the office buildings, and the APF of office buildings is lower than that of rental shops. For example, in Beijing, the APF calculated by the hotel building is 3.01, the APF calculated by the office buildings is 3.13. and the APF calculated by the rental shops is 3.14. Based on the limited value of the APF given by GB/T25127.1—2020, for the same unit, the qualified the APF calculated by the occurrence time in a city may be unqualified by the occurrence time in other cities. For example, the APF calculated by the hotel building is 3.18 in Jinan, the APF calculated by the hotel building is 3.01 in Beijing.[Keywords] Low ambient temperature; Air source; Heat pump (water chilling) Packages; Annual performance factor*包继虎(1977—),男,高级工程师,博士。
IPLV与COP的比较1、何謂冰水主機 IPLV COP (能源效率)?IPLV全文為 "Integrated Part Load Value" 中文譯為積體部份負載值,即單一主機選取固定 (25%, 50%, 75%, 100%) 四種運轉狀態每kw耗電量所提供冷凍噸數,再分別乘以加權值平均計算出能源效率(COP)。
計算公式如下:IPLV COP=0.01 x A+0.42 x B+0.45 x C+0.12 x DA:100%運轉狀態之COP B:75%運轉狀態之COPC:50%運轉狀態之COP D:25%運轉狀態之COP公式中的常数0.01,0.42,0.45,0.12 则是根据美国的一些建筑在不同的部分负荷时的运行时间制定出来的,用来评估100%,75%,50%与25%负荷的效率在IPLV值中所占的比重。
2、为什么建议用IPLV取代COP来衡量机组的性能?1、从实际来看,大多数时候空调都非在满负荷状态下运行,所以IPLV比COP更能反映机组的效率。
2、首先,IPLV只对有能量调节功能的机组有用;如果系统采用大型冷水机组的话,实际运行时还是希望根据负荷变化调整开机数量保持机组满载运行,而不是让所有的机组都处于部分负荷条件下运行。
3、制冷设备在满负荷时的COP高,不一定代表在部分负荷的COP高。
所以根据制冷设备运行于各种负荷工况的COP值按照一定的加权百分比取一个值,就能可观的反应出制冷设备的运行能耗指标。
应该说IPLV比COP更科学,但IPLV测试操作比较复杂,不如测COP方便。
[转]以综合计算负荷性能系数IPLV 为依据评价冷水机组能效等级的设想摘要从综合部分性能系数(IPLV)谈起,再指出IPLV的不完善的问题所在。
提出一种基于全年逐时逐项计算冷负荷的综合计算负荷性能系数(以下简称ICLV)的概念。
然后与现行冷水机组能效等级评价参数——性能系数COP进行对比,阐述ICLV对实际具体项目的空调系统设计具有深刻指导的意义。
工业空调冷水机组性能分析陈宾毅(西昌卫星发射中心海南发射场,海南文昌571300)摘要:工业领域空调水冷机组的性能不但影响工业空调的使用效果,同时也与能源经济性具有密切的关联。
结合工业空调冷水机组的概念与工作原理,介绍冷水机组性能系数的主要内容,阐述冷水机组性能测试分析的途径,有效提升冷水机组应用水平,确保工业空调应用效果。
关键词:工业空调;冷水机组;性能中图分类号:TB657.2文献标识码:B DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2019.05D.780引言随着我国工业现代化建设水平的不断提升,目前各种工业工艺场合对于空调性能也提出了更高的要求。
大规模的使用空调必然会带来能耗的增加,所以工业空调冷水机组的性能也成为空调负荷分析的主要目标。
结合当前空调负荷变化情况来看,冷水机组的基本参数调控是提升性能的重要途径。
为了更好分析与阐述冷水机组性能系数与测试方法,现就冷水机组的定义和工作原理分析如下。
1工业空调冷水机组1.1冷水机组的定义在制冷领域常用的冷水机包括风冷以及水冷两种机组类型。
其中,压缩机可以分为涡旋式以及冷水式,通过温度控制的方式来区分,包括常温、低温两种冷水设备。
冷水机组的常温机组为(0~35)℃,低温则分布于(-100~0)℃。
在工业领域,冷水机组又被称之为冷却设备、冷冻机等,由于不同领域的应用方式与技术要求不同,所以其定义的方向也各不相同。
其中,工业空调中成为冷水机组是通过水制冷的方式来实现功能。
1.2冷水机组的工作原理一般来说,冷水机组主要由冷凝器、压缩机、膨胀阀和蒸发器等4个部分组成。
在上述功能设备的相互配合之下能够实现制冷、制热的效果。
从基本的工作原理角度上来看,冷水机可以将水作为制冷剂,依靠水与溶液的相互转化来实现制冷的效果。
在工业冷却以及空调机组当中应用时,往往需要借助于换热器与线圈来帮助调控,其他类型的终端设备也可以在空间内分配,随后冷却水会重新发送回到冷凝器被终端冷却。
空调机组性能系数浅析西安工程大学赵军狄育慧宣永梅摘要本文介绍了当前应用较多的几种空调机组性能系数的现状,说明了各自的定义及应用,重点说明了蒸发冷却空调机组的性能特点,并通过具体的测试数据,说明了蒸发冷却空调机组的优势。
关键词空调机组性能系数蒸发冷却空调机组优点工程实例前言近年来,人们不对空调的需求量断增加,用电量也随之剧增,特别是加重了夏季的用电负荷。
在制冷系统容量和运行时间一定时,全年能耗取决于制冷组的类型、单机容量、台数、不同机型不同容量机组的搭配方式等。
如果知道机组的额定冷量和部分负荷调节特性,结合用户全年冷负荷的分布规律,就可以准确计算其全年能耗。
目前,国内外空调机组性能系数的评价方法主要有以下几个指标。
1.能效比EER它是标志机组能耗的重要指标,EER(Energy Efficiency Ratio)为在给定的额定工况和规定条件下,空调器机组进行制冷运行时,制冷量一输入功率之比,其值用(Btu/h)/W 或W/W表示。
其中Btu为英热单位(British thermal units),1Btu/h=0.293W。
它与COP的关系是:EER((Btu/h)/W )= 3.413COP(W/W)。
EER主要表征了空调机组(含空气源、水源、地源等形式的整体式、分体式空调机组)的性能参数。
EER性能参数值比COP适用范围更加广泛,除了一般的电动压缩式制冷或热泵空调机组(制冷压缩机)外,亦适合于吸收式制冷机组。
EER所表示的仅仅是名义工况下的能耗,随着系统承担负载荷的减少,EER会大幅度的下降。
例如:某机组在满负荷运行时的EER是3.0,而当系统调节为40%负荷时,EER 已经降为1.4了。
系统负荷与冷水机组的制冷量完全匹配的情况几乎是没有的,因此必须考虑机组在季节下的能耗情况。
2.季节能效比SEER季节能效比SEER表示在制冷季节期间内,空调器进行制冷运行时,从房间除去的热量总和(总的制冷量)与耗电量总和(总的输入能量)之间的比值。
制冷系数制冷系数(COP,Coefficient Of Performance),是指单位功耗所能获得的冷量。
也称制冷性能系数,是制冷系统(制冷机)的一项重要技术经济指标。
制冷性能系数大,表示制冷系统(制冷机)能源利用效率高。
这是与制冷剂种类及运行工作条件有关的一个系数,理论上的制冷性能系数可达2.5~5。
由于这一参数是用相同单位的输入和输出的比值表示,因此为一无量纲数。
在吸收式或蒸汽喷射式制冷机中采用热力系数(英文对照词为heat ratio)表示这一特性,与制冷性能系数涵义是一致的。
在美国还采用EER(energy efficiency ratio),国内技术界称为能效比或能源利用系数,定义为在规定条件下制冷量(单位用BTU/h表示)与总的输入电功率(单位用W表示)的比值,涵义上也是一致的。
这里要说明,由于计算时采用不同单位,因此所得数值也不相同。
例如,当制冷量和输入功率一定的情况下,单位分别采用kcal/h和W表示时,COP=1;当采用法定计量单位(即均用W)表示时,COP=1.16;当分别采用英热单位(BTU/h)和W表示时,EER=3.97。
上述术语名称,在国内外制冷技术领域都使用,只是使用场合或不同国家习惯有所不同而已。
这里要进一步说明的是,COP或EER是指在标准条件下运行的能源利用系数,实际上制冷机大都是在非标准条件下运行,因此美国还提出SEER (seasonal enerqy efficiency ratio)即季节性能效比等术语,涵义也没本质上的不同。
逆卡诺循环的制冷系数COPk=q2/w0=q2/(q1-q2)=T2/(T1-T2)T1:环境温度T2:制冷温度q2:低温热源放出的热q1:高温热源吸收的热w0:外界对低温逆卡诺机做的功一定温度条件下,逆卡诺循环的制冷系数COPk最大,实际制冷循环的COP都小于COPk,COP可以小于1,也可以大于等于1.制冷系数公式Wc=T2/(T1-T2)。
EER和COP的区别EER, COPCOP(Coefficient of Performance),EER(Energy Efficiency Ratio)。
现在常把COP看作是制热系数,而EER看作是制冷系数,实际上这种说法并不完全:为了衡量制冷压缩机在在制冷或制热方面的热力经济性,常采用性能系数COP这个指标。
1、制冷性能系数开启式制冷压缩机的制冷性能系数COP是指在某一工况下,制冷压缩机的制冷量与同一工况下制冷压缩机轴功率Pe的比值。
封闭式制冷压缩机的制冷性能系数COP是指在某一工况下,制冷压缩机的制冷量与同一工况下制冷压缩机电机的输入功率Pin的比值。
1、制热性能系数开启式制冷压缩机在热泵循环中工作时,其制热性能系数COPh是指在某一工况下,压缩机的制热量与同一工况下压缩机轴功率Pe的比值。
封闭式制冷压缩机在热泵循环中工作时,其制热性能系数COPh是指在某一工况下,压缩机的制热量与同一工况下压缩机电机的输入功率Pin的比值。
其单位均为(W/W)或(KW/KW)。
在这里,我请同志们参考《全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试标准规范汇编》第517页或彦启森主编《空调用制冷技术》的相关内容。
EER:空调、采暖设备的能效比(英文为Energy efficiency ratio)在额定(名义)工况下,空调、采暖设备提供的冷量或热量与设备本身所消耗的能量之比。
此定义可详见《全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试标准规范汇编》第482页JGJ134-2001的术语部分。
大家亦可参阅中国建工出版社赵荣义等编著的《高等学校推荐教材空气调节》(第三版)第148页相关内容。
我个人认为,EER主要表征了局部空调机组(含空气源、水源、地源等等整体式、分体式空调机组)的性能参数,其一个较突出的特点是仅适合于电动压缩式(蒸气压缩式)制冷或热泵空调机组。
而COP性能参数值则适用范围更加广泛,除了一般的电动压缩式制冷或热泵空调机组(制冷压缩机)外,亦适合于吸收式制冷机组。
中央空调冷水机组运行参数和工况分析解析1、蒸发压力与蒸发温度离心式冷水机组具有满液卧式壳管式蒸发器,制冷剂液体在壳内管间蒸发、沸腾,吸收管内冷水从空调房间带来的热量。
蒸发器内具有的制冷剂压力和温度,是制冷剂的饱和压力和饱和温度,可以通过设置在蒸发器上的压力表和温度计测出。
蒸发压力和蒸发温度两个参数中,测得其中一个,可以通过制冷工质的热力性质表查到另外一个。
不同的制冷剂在冷水机组中,要得到同样的蒸发温度,而各自对应的蒸发压力是完全不同的。
在冷水机组运行中,蒸发温度、蒸发压力与冷水带入蒸发器的热量有密切关系。
热负荷大时,进入蒸发器冷水的回水温度升高,引起蒸发器温度升高,对应的蒸发压力也升高。
相反,当热负荷减少时,冷水回水温度降低,其蒸发温度和蒸发压力均降低。
实际运行中空调房间的热负荷减少时,冷水回水温度降低,其蒸发温度和蒸发压力均摊降低。
实际运行中空调房间的热负荷在24h中是不断变化的,为了使机组的工作性能适应这种变化,一般采用自动控制对机组实行能量调节,来维持蒸发器内的压力和温度,相对稳定在一个很小的波动范围。
蒸发器内压力和温度波动范围的大小,完全取决于热负荷变化的频率和机组本身的自控调节性能。
一般情况下冷水机组的制冷量,必须大于机组必须负担的热负荷量,否则,将无法在运行中得到满意的空调效果。
根据我国JB/T3355—1998标准规定,冷水机组的额定工况为冷冻水出水温度7℃,冷却水回水温度30℃。
其他相应的参数为冷冻水回水温度12℃,冷却水出水为35。
又根据国家标准GB/T18403.1—2001,冷水机组的额定的工况为冷冻水进出水温12℃/7℃,冷却水进出水温30℃/35℃。
所以冷水机组在出厂时工况为冷冻水进出水温12℃/7℃,冷却水进出水温30℃/35℃。
所以冷水机组在出厂时若订货方没有特殊要求,冷水机组的自动控制及保护元件的整定值,将使冷水机组保持在额定工况下的运行状态,提高冷水的出水温度,对机组的经济性十分有利。
风冷多联式空调(热泵)机组能效水平分析摘要:制冷空调行业是我国目前比较成熟的制造业,关乎着人民生活质量、工业生产环境和能源环保。
但作为支撑空调行业良好发展的空调检测认证机构,目前依旧是以传统的空调热泵机组的检测认证为主,这种检测方式需要依赖更多的标准试验室来进行,而实际运行效率与试验室测试结果在评价指标上会因为安装、运行控制等一系列因素的影响而存在较大的差异性。
特别是对于系统较大、安装复杂的空调热泵类产品,如多联机,对性能测试结果的影响会更大。
因此通过现场性能测量技术检测空调实际运行性能,对于机制的完善和检测水平的提高具有重要意义。
关键词:风冷;多联式空调(热泵)机组;能效水平;引言GB/T18837—2015《多联式空调(热泵)机组》(以下简称GB/T18837—2015)对风冷多联式空调(热泵)机组(以下简称“多联机”)的性能评价采用季节能效比。
这一性能评价的基本思路与多联机市场相对成熟的日本、欧盟现行标准具有一致性。
目前国内多联机厂商按GB21454—2008《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》的规定进行制冷综合部分负荷性能系数IPLV(C)能效试验,同时在铭牌、随机文件及样本手册中对应产品标准的要求,普遍标注了季节能效比。
为了对多联机市场整体能效水平进行定量判断,基于笔者所在单位搜集的样本及送检样品的铭牌标称值,调研统计了17家主流厂商、500台典型型号多联机的能效标称数据,并依据实际检验能效结果对标称值与实测值的偏差进行分析,给出多联机能效的实际现状。
1设计原理多联式空调(热泵)机组现场测试装置测量原理采用的是空气焓差法,主要涉及的内容包括空调的进出风温度、湿度、风量以及电参数等。
该装置由测试元器件、数据采集器及处理终端等部分组成,能够实现测试数据的实时采集和分析。
设计的重点在于考虑元器件匹配的合理性、适应性以及整体结构设计的便携性。
其中风量使用风量罩测量、温度参数使用铂电阻测量、湿度参数使用湿度传感器测量,再结合高精度的功率模块,最终通过数据采集与处理可直接得到测试空调的能效比。
R407C制冷剂与R410A传热性能和性能系数比较R407C制冷剂与R410A传热性能和性能系数比较在当前,R600a已经成为最主流的制冷剂时,在国内众多空调企业也面临着抉择,到底是先用R410a进行暂时性的替代,还是找更环保的制冷剂产品进行最终替代?下面就来看看制冷剂R407C与R410A 性能比较分析。
R407C和R410A的传热性能比较R410A具有很好的传热性能,R410A的蒸发传热系数和冷凝传热系数高于R407C,在很多应用场合R410A的传热性能还优R22。
蒸发试验研究发现,R410A在光滑水平管内的传热系数比R407C高50%左右;与R22蒸发试验结果相比,R410A的传热系数要比R22高10%~50%。
使用具有微型肋片的水平管,R410A的传热系数比光滑管提高了80%~150%。
板式换热器的蒸发试验也证实了R410A传热性能的优越,在相同条件下R410A的传热系数比R22的传热系数要高0~15%。
冷凝试验则显示,在光滑管内R410A的冷凝传热系数比R407C 冷凝传热系数高20%。
在光滑管外,R410A的冷凝传热比R407C的冷凝传热高35%~50%,比R22高约11%~17%;然而R407C的传热系数却比R22低24%~37%。
在具有微型肋片的管外,R410A的冷凝传热系数比R407C高35%~55%,比R22高3%~7%,相反,R407C的传热系数比R22低33%~52%。
R407C传热性能较差的事实还可以用现有设备的制冷剂替换试验结果来说明,在一台100kW制冷量螺杆式水制冷机组试验中发现R407C在管壳式冷凝器中的传热系数比R22小25%~51%。
R407C的传热系数低,其与它的非共沸性有关:一是在等压蒸发或冷凝时存在着较大的相变温度梯度,二是汽液两相之间存在着明显的浓度差。
R407C在蒸发或者冷凝时,不但要克服冷凝液层的热阻,还要克服相变温度梯度和汽液浓度差对传热带来的负面影响。
从制冷原理谈空调机组性能系数现场检测许东平(广东广业检测有限公司,广东 广州 510163)摘 要:依照《公共建筑节能检测标准》JGJ/T 177—2009进行空调机组性能系数的现场检测时,由于检测条件的差异,对检测结果造成很大的影响。
现通过利用理论制冷循环的热力计算方法,计算不同工况条件下的制冷系数,由其偏差变化规律,推断空调机组性能系数的偏差变化,提出空调机组性能系数(COP)现场检测中,数据采集录用时应注意的问题。
关键词:性能系数;COP;理论制冷循环;检测0 引言自2007年国家颁布实施《建筑节能工程验收规范》GB 50411—2007起,建筑节能工程施工质量得到了各级有关部门的重视,检测项目的要求越来越全面,相关的检测技术也开始得到广泛发展与应用。
按照要求,除了传统的节能材料性能检测外,系统节能性能现场检测也得到广泛应用,其中就包含占建筑使用时消耗能源比例最高的中央空调系统的性能检测。
谈中央空调系统的节能性能,最主要的部件要属空调主机,而反映空调机组节能性能的重要指标,就是性能系数(COP)。
2010年7月,《公共建筑节能检测标准》JGJ/T 177—2009开始实施,自此,空调机组性能系数现场检测有了统一的依据标准。
空调机组性能系数(COP),是指特定工况下机组以同一单位表示的制冷(热)量除以总输入电功率得出的比值。
《公共建筑节能检测标准》JGJ/T 177—2009对检测结果的判定依据是《公共建筑节能设计标准》GB 50189—2005,其限值指标所指为额定制冷工况。
COP的测定工况条件严格,在工程现场条件无法实现。
为此,《公共建筑节能检测标准》JGJ/T 177—2009在规定此项目现场检测的要求时,给出了宽泛的工况条件,以提高可操作性,但由此也可能带来检测数据的严谨性和准确性不足的问题。
纵观市面上的空调机组产品,形式多样,品牌众多,性能优劣不一,如果逐一分析无疑是一个浩大的工程,难以实现。
浅议直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷(热)水机的性能系数1 前言溴化锂吸收式冷(热)水机由于利用热能为驱动源,其制冷剂(水)与吸收剂(溴化锂水溶液)对大气层均无污染,视为与环境亲善。
而作为限制氟氯烃化合物使用的取代制冷机之一,得到了进一步的发展。
特别是随着天然气能源在我国能源中的比例不断增加,燃气空调的不断发展,溴化锂吸收式冷(热)水机的发展近年来更呈上升的势头。
据中国冷冻空调协会统计2004年我国蒸汽型溴化锂吸收式制冷机生产1311台套,较2003年增加24.5 %;直燃型溴化锂吸收式制冷机生产4234台套,较2003年增加52 %。
溴化锂吸收式冷(热)水机的主要性能指标是性能系数,根据我国GB/T18431—2001“蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组”,GB/T18362—2001“直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组”的标准,以及日本工业标准JISB8622—2002“吸收式冷冻机”,美国空调和制冷学会标准ARI1560“吸收式冷热水机”规定:无论单效或双效、多效溴化锂吸收式制冷机,性能系数定义为“供给制冷机的热源热量和产生的制冷能力(加热能力)的比”。
性能系数表示了制冷机能量消耗的程度,因此是衡量制冷机性能的主要参数。
其供给制冷机的热源热量还包括冷剂泵、溶液泵及其它耗电设备的能量。
因为所占比例较小,约在小数点后三位的范围内,暂略而不计。
但在评论直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组与蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的性能系数上存有一定的差异。
2 问题的提出2.1 热源加热量的计算方法直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷(热)水机中,热源加热量的计算方法不一致。
按标准GB/T18431—2001“蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组”,性能系数按下式计算:COP=Qc/(Qi+A) (1)式中,COP—性能系数;Qc—制冷量,kW;Qi—加热源耗热量,kW;A—消耗电功率。在具有绝热措施时,加热源耗热量对蒸汽型溴化锂吸收式冷水机按下式计算:Qi=(1/3600)Ws(hs1-hs2) (2)式中,Ws—蒸汽流量,kg/h;hs1—蒸汽比焓,kJ/kg;hs2—凝结水比焓,kJ/kg。而在标准GB/T18362—2001“直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机”中,制冷时性能系数亦按式(1)计算。
空调机组性能系数浅析西安工程大学赵军狄育慧宣永梅摘要本文介绍了当前应用较多的几种空调机组性能系数的现状,说明了各自的定义及应用,重点说明了蒸发冷却空调机组的性能特点,并通过具体的测试数据,说明了蒸发冷却空调机组的优势。
关键词空调机组性能系数蒸发冷却空调机组优点工程实例前言近年来,人们不对空调的需求量断增加,用电量也随之剧增,特别是加重了夏季的用电负荷。
在制冷系统容量和运行时间一定时,全年能耗取决于制冷组的类型、单机容量、台数、不同机型不同容量机组的搭配方式等。
如果知道机组的额定冷量和部分负荷调节特性,结合用户全年冷负荷的分布规律,就可以准确计算其全年能耗。
目前,国内外空调机组性能系数的评价方法主要有以下几个指标。
1.能效比EER它是标志机组能耗的重要指标,EER(Energy Efficiency Ratio)为在给定的额定工况和规定条件下,空调器机组进行制冷运行时,制冷量一输入功率之比,其值用(Btu/h)/W 或W/W表示。
其中Btu为英热单位(British thermal units),1Btu/h=0.293W。
它与COP的关系是:EER((Btu/h)/W )= 3.413COP(W/W)。
EER主要表征了空调机组(含空气源、水源、地源等形式的整体式、分体式空调机组)的性能参数。
EER性能参数值比COP适用范围更加广泛,除了一般的电动压缩式制冷或热泵空调机组(制冷压缩机)外,亦适合于吸收式制冷机组。
EER所表示的仅仅是名义工况下的能耗,随着系统承担负载荷的减少,EER会大幅度的下降。
例如:某机组在满负荷运行时的EER是3.0,而当系统调节为40%负荷时,EER 已经降为1.4了。
系统负荷与冷水机组的制冷量完全匹配的情况几乎是没有的,因此必须考虑机组在季节下的能耗情况。
2.季节能效比SEER季节能效比SEER表示在制冷季节期间内,空调器进行制冷运行时,从房间除去的热量总和(总的制冷量)与耗电量总和(总的输入能量)之间的比值。
3.制冷系数COPCOP(Coefficient of Performance)是一个综合经济指标,就是机组制冷量与机组能耗(包括燃料释放出的能量和电能)之比。
它反映了机组设计的优劣,包括机组压缩机效率、风量、换热面积、系统的选择及配套件选配。
它表示了机组进行制冷运行时,输出总制冷量与输入总能量的一个比值。
COP= EER*两系数(一为传动效率,二为连接形式系数(如直联、皮带传动))其一个较突出的特点是仅适合于电动压缩式(蒸气压缩式)制冷或热泵空调机组。
4.综合部分负荷性能系数IPLV和部分负荷应用值APLV[1]ILPV不仅是评价机组的性能的重要指标,而且也是建筑节能标准和评估体系中的重要环节。
原因就是作为节能标准必须考察全年能耗值。
目前,国内外工程上应用的建筑能耗估算主要有:当量满负荷运行小时数法;满负荷效率COP法。
而上述方法需要知道当量满负荷时间。
有了ILPV值就可以方便的描述在一个标准年周期内机组运行的实际能耗。
美国制冷学会ARI-550标准中提出综合部分负荷能耗值IPLV(Integrated Part Load Value)和部分负荷应用值APLV(Application Part Load Value)。
制冷机组的部分负荷能耗值IPLV是部分负荷下的特性表现,实质上就是衡量了机组性能与系统负荷动态特性的匹配。
它先将负荷整理成ASHRAE所提供的BIN参数的形式,然后再将整个负荷以100%、75%、50%、25%为中心划分为4个区域,最后计算得到每个区域占总运行时间的比例常数。
这4个比例常数实际上是起到了一个“时间权”的作用,即对机组在不同负荷下的性能表现,赋予了不同大小的时间权值。
IPLV=0.01A十0.42B十0.45C十0.12DAPLV=IPLV/T式中:A--100%负荷时的耗能量;B--75%负荷时的耗能量;C--50%负荷时的耗能量;D--25%负荷时的耗能量;T--制冷机组全年运行时间(h/a)。
A、B、C、D前的权系数(0.01,0.42,0.45,0.12)分别为(75%-100%)、(50%-75%)、(25%-50%)、(0%-25%)等四个负荷段的运行时间频数。
制冷系统全年能耗为: ER=IPLV,或ER=APLV×T在额定负荷下EER值体现了设备机械制造水平,而ILPV值体现了设备的电子控制水平。
5. 蒸发冷却空调技术蒸发冷却技术是已知最早的冷却方式,由于采用全新风调节,节能环保,结构简单,近年来引起人们的普遍关注。
其工作原理主要是利用自然环境中湿空气的干湿球温度差来造成或扩大传热温差而获得冷却效果的特殊的空气—空气换热器,干湿球温差越大,冷却的效果越显著。
蒸发冷却主要有直接蒸发冷却(DEC)、间接蒸发冷却(IEC),以及与其他冷却形式的组合应用方式。
纺织厂是最早应用蒸发冷却技术的行业,纺织厂空调所使用的喷水室就是直接蒸发冷却的一种形式。
间接蒸发冷却技术通过直接从自然环境中获取冷量对空气进行等湿降温,从而具有节能、经济、环保的优点,其制冷的COP值很高。
其独特的工作原理使得蒸发冷却适用更广的地区,提供舒适的空调环境[2]。
我国广大西北地区,室外空气普遍比较干燥,空气中水蒸汽分压力比较小,我们知道水在这种干燥空气中会自然蒸发。
空气越干燥,水分蒸发的越快,这个过程吸收的潜热就越多,从而对空气降温就越明显[3]。
对于直接蒸发冷却机组,一类是将直接蒸发冷却装置与风机组合在一起,成为单元式空气蒸发冷却器,另一类是将该装置设在组合式空气处理机组内作为直接蒸发冷却段[4]。
本文仅是对于整体单元设备的工况进行分析。
以下为国内某厂家直接蒸发冷却设备的一些参数[5]表1. 国内某厂家直接蒸发冷却设备的温降表室外相对湿度/%室外温度/℃10 20 30 40 50 60 70 80 9010 3.2 4.0 4.8 5.6 6.4 7.2 8.0 8.6 9.415 6.6 7.8 8.8 9.8 10.8 11.7 12.6 13.4 14.320 10.1 11.4 12.8 13.9 15.2 16.2 17.2 18.2 19.225 13.4 15.0 16.6 18.0 19.4 20.6 21.8 22.9 24.030 16.6 18.6 20.4 22.0 23.6 25.0 26.4 27.7 28.935 19.8 22.2 24.2 26.2 28.0 29.6 31.0 32.4 33.740 23.0 25.6 28.1 30.4 32.3 33.9 ———45 25.9 29.2 32.0 34.4 —————50 29.0 32.7 35.8 ——————从上表中可以看出,在理论条件下,机组的冷却极限能力比实际情况偏大。
针对某一具体的设备,当室外空气干球温度38℃,湿球温度21℃,室外相对湿度20%,把室内空气温度降至27.4℃时,设备性能参数如下。
表2. 国内某厂家直接蒸发冷却设备的工况表序号制冷量/Kw 风量/m3/h 风压/Pa 功率/Kw EER1 3.1 950 60 0.06 522 13 4000 80 0.40 333 47 13500 160 0.85 554 63 18000 180 1.50 425 87 25000 280 2.80 316 104 30000 320 4.00 267 139 40000 460 7.50 198 176 50000 500 13.0 14结合上表中数值计算得知,直接蒸发冷却设备的EER值比较以往蒸气压缩式或吸收式空调都有大幅度的提高。
以上厂家预测温降表与实际设备达到的温降均为实验测定的数值,与实际情况有较大差值,但实际条件下节能效果亦较明显。
6. 在实际施工并应用的工程中,具体实测数值[1][4][5][6]6.1项目概况工程为石河子某餐饮建筑,空调使用面积870㎡,共有两层,一层宴会厅,二层有17各小包间,采用风机盘管加新风系统的半集中空调形式。
其中新风部分采用蒸发冷却新风机组,表3.石河子市某娱乐城测试数据新风干球新风相对送风干球送风湿球冷却塔供风机盘管风机盘管风机盘管温度/℃湿度/% 温度/℃温度/℃水温度/℃回水温度/℃送风温度/℃回风温度/℃36.69 20.70 18.46 17.50 20.26 32.12 21.37 26.10 36.18 21.30 18.41 17.52 18.75 20.59 19.60 25.43 35.73 21.10 18.90 18.13 18.17 20.03 19.54 25.31 35.16 21.30 18.37 17.67 17.77 19.46 18.89 24.37 34.37 24.00 19.25 18.53 17.77 19.46 18.89 24.36 34.02 31.40 22.08 21.22 19.70 21.40 20.65 25.75 33.62 32.20 22.56 21.97 22.41 22.92 23.25 26.53 32.35 39.10 22.58 21.02 20.81 22.39 21.33 26.19 31.89 25.50 21.63 19.04 20.08 21.68 20.87 25.76 30.25 30.90 18.67 17.94 18.17 19.84 19.51 25.30参考石河子市气象参数计算,室外空气干球温度32.4℃,湿球温度21.6℃。
计算得知,系统总的冷负荷为64.8Kw,总的湿负荷为42809g/Kg;其中,新风机组承担冷负荷为35.9Kw,新风量为23280 m3/h,机组总用电功率为2.8Kw。
该机组的EER值可达到13左右;ILPV值经计算得为2.3Kw。
6.2项目概况本项目为:乌鲁木齐市内某培训中心,共有3层,系统采用集中空调形式。
空调系统采用新疆某公司的三级蒸发冷却空调机组SZHJ-Ⅲ系列产品。
其中新风机组选用的是SZHJ-Ⅲ-08-L型机组,以下某些数据是在该机组参数的基础上获得。
表4.乌鲁木齐市某培训中心测试数据测试项目干球平均温度/℃湿球平均温度/℃干球平均温降/℃时刻室外参数31.50 18.25 — 16:30型式1 22.13 15.13 9.38 16:30型式2 21.50 15.25 10.00 17:00型式3 20.00 19.25 11.50 17:00室内参数23.0 16.5 8.5 17:30乌鲁木齐市气象参数为:室外空气干球温度34.1℃,湿球温度18.5℃, 室外相对湿度21%,机组总的冷负荷为141.2Kw,总风量为40000 m3/h,新风量为10000 m3/h,机组总用电功率为26.1Kw。