空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)組選型評價(jià)參數(shù)研究

秦學(xué)深 東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院（有限公司）曹晶晶 遼寧省輕工設(shè)計(jì)院有限公司

空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)組選型評價(jià)參數(shù)研究

秦學(xué)深 東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院（有限公司）曹晶晶 遼寧省輕工設(shè)計(jì)院有限公司

參照美國空調(diào)制冷協(xié)會（ARI）和我國《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》給出的IPLV，提出適合實(shí)際工程制冷機(jī)組選型的評價(jià)參數(shù)AIPLV，為制冷機(jī)組的優(yōu)化選型提供依據(jù)。

空調(diào)系統(tǒng);制冷機(jī)組;評價(jià)參數(shù)

隨著我國對建筑節(jié)能的日益重視，空調(diào)系統(tǒng)作為建筑能耗非常重要的一部分，其節(jié)能效果也備受人們的關(guān)注。空調(diào)系統(tǒng)的主要能耗大戶制冷機(jī)組在整個(gè)空調(diào)季節(jié)，受室外氣象的影響，長時(shí)間處于部分負(fù)荷工況下運(yùn)行，因此制冷機(jī)組部分負(fù)荷性能水平直接影響空調(diào)系統(tǒng)的能耗狀況。

1 綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV

為了比較不同部分負(fù)荷性能的制冷機(jī)組在相同工作條件下的能耗水平和評價(jià)同一制冷機(jī)組在所有部分負(fù)荷下的綜合性能，美國空調(diào)制冷協(xié)會ARI提出了綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV[1]（Integrated Part-Load Value）的概念。參照ARI標(biāo)準(zhǔn)，我國在《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中也給出了適合于我國制冷機(jī)組的IPLV，公式如下[2]：

IPLV=2.3%A+41.5%B+46.1%C+10.1%D （1）

式中：A—100%負(fù)荷時(shí)的性能系數(shù)（W/W），冷卻水進(jìn)水溫度30℃；B—75%負(fù)荷時(shí)的性能系數(shù)（W/W），冷卻水進(jìn)水溫度26℃；C—50%負(fù)荷時(shí)的性能系數(shù)（W/W），冷卻水進(jìn)水溫度23℃；D—25%負(fù)荷時(shí)的性能系數(shù)（W/W），冷卻水進(jìn)水溫度16℃。

IPLV是制冷機(jī)組在部分負(fù)荷下的性能表現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上就是權(quán)衡制冷機(jī)組性能與建筑動態(tài)負(fù)荷特性的匹配情況。它先將負(fù)荷整理成ASHRAE所提供的BIN參數(shù)的形式，然后將整個(gè)負(fù)荷以100%，75%，50%，25%為中心劃分為四個(gè)區(qū)域，采用%Ton–Hour（冷噸–小時(shí)數(shù)）法，計(jì)算每個(gè)區(qū)域所占“時(shí)間權(quán)”（即式中2.3%、41.5%、46.1%、10.1%），“時(shí)間權(quán)”與氣象參數(shù)、建筑負(fù)荷特性相關(guān)。

文獻(xiàn)[1][2]中所給出的IPLV都是在全國范圍內(nèi)，不同地區(qū)、不同類型建筑物的加權(quán)值，具有如下局限性[3]：一、IPLV只代表了單臺制冷機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定工況下的綜合能效指標(biāo)；二、IPLV不可以代表單臺制冷機(jī)組在實(shí)際的、非標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定工況下的綜合能效性能。

2 實(shí)際綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)AIPLV

對于IPLV來說，只有把制冷機(jī)組作為一種產(chǎn)品，進(jìn)行產(chǎn)品間的性能比較時(shí)才有意義，當(dāng)把制冷機(jī)組應(yīng)用于某項(xiàng)工程，作為一種設(shè)備來使用，進(jìn)行設(shè)備間的實(shí)際使用性能的對比時(shí)，IPLV指標(biāo)就毫無價(jià)值，因此，在實(shí)際工程中應(yīng)該根據(jù)IPLV制定一種新的評價(jià)參數(shù)，在此定義為AIPLV（Actual Integrated Part-Load Value）。AIPLV定義式同IPLV，公式如下：

AIPLV=a×A+b×B+c×C+d×D （2）

式（2）中“時(shí)間權(quán)”（即a、b、c、d）推導(dǎo)如下：

a）結(jié)合實(shí)際建筑，利用空調(diào)動態(tài)負(fù)荷模擬軟件（例如DeST）模擬建筑動態(tài)冷負(fù)荷；

b）就空調(diào)運(yùn)行期間，用ASHRAE溫頻法（Temperature Bin Method）對氣象資料簡化整理，得出每個(gè)溫頻段對應(yīng)的冷機(jī)運(yùn)行時(shí)間和負(fù)荷；

c）根據(jù)Bin參數(shù)將負(fù)荷范圍以100%、75%、50%、25%為中心劃分為四個(gè)區(qū)段；

d）采用%TonHour法，計(jì)算每個(gè)區(qū)域占總冷噸小時(shí)數(shù)的比例，確定a、b、c、d的值，把值帶入公式（2）中就可得到AIPLV。

3 結(jié)論

負(fù)荷的大小決定了制冷機(jī)組的容量，而負(fù)荷的變化規(guī)律決定了制冷機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，因此制冷機(jī)組與負(fù)荷最好的關(guān)系是實(shí)現(xiàn)兩者的匹配，工程設(shè)計(jì)中可根據(jù)式（2）并結(jié)合設(shè)備廠家提供的參數(shù)A、B、C、D來選擇制冷機(jī)組，這樣才能更好地匹配制冷機(jī)組與負(fù)荷的關(guān)系，降低運(yùn)行費(fèi)用。當(dāng)選擇多臺制冷機(jī)組時(shí)，可以依據(jù)式（2）采用綜合分析的方法，確定選型和運(yùn)行方案，以降低能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

[1] ARI Standard 550/590—2003 Performance rating of water chilling packages using the vapor compression cycle

[2]公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).GB50189—2005

[3] 汪訓(xùn)昌.正確理解、解釋與應(yīng)用ARI 550/590標(biāo)準(zhǔn)中的IPLV指標(biāo).暖通空調(diào).2006.11

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.16.031