水冷多聯(lián)式空調(diào)機(jī)組測試方法解析

李志亮，姜繼周，馮翠花，張偉

（合肥通用機(jī)械研究院，安徽合肥 230031）

水冷多聯(lián)式空調(diào)機(jī)組測試方法解析

李志亮*，姜繼周，馮翠花，張偉

（合肥通用機(jī)械研究院，安徽合肥 230031）

本文介紹了水冷多聯(lián)機(jī)的性能評價(jià)方法。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18837-2015《多聯(lián)式空調(diào)（熱泵）機(jī)組》，對水冷多聯(lián)機(jī)的檢測裝置及測試要求、機(jī)組水側(cè)污垢系數(shù)修正、綜合部分負(fù)荷性能評價(jià)3個(gè)方面進(jìn)行解析，明確了水冷多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品的檢測方法。本文為正確解讀各項(xiàng)技術(shù)要求、評價(jià)產(chǎn)品性能提供技術(shù)指導(dǎo)。

空調(diào)機(jī)組；多聯(lián)式；水冷；性能

0 引言

風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)受環(huán)境影響巨大，夏季高溫制冷功耗較高，冬季低溫制熱能力衰減。水冷變頻多聯(lián)機(jī)集風(fēng)冷變頻多聯(lián)機(jī)與水地源熱泵機(jī)組兩者的優(yōu)點(diǎn)[1]，不但提高了機(jī)組效率，而且克服了傳統(tǒng)多聯(lián)機(jī)在連接管和落差等方面的限制，拓展了多聯(lián)機(jī)的使用范圍。水冷多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)一般采用板式換熱器，相較于風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)組，它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝方便、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)[2-3]。由于水冷多聯(lián)機(jī)無類似空氣源多聯(lián)機(jī)的軸流風(fēng)機(jī)，因此室外機(jī)組運(yùn)行噪音大大降低。水冷多聯(lián)機(jī)既有風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)變負(fù)荷處理的靈活性、部分負(fù)荷下的高效性以及配置自由多變的特點(diǎn)[4]，又有水地源熱泵機(jī)組能效比高、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，極大地提高了機(jī)組的整體運(yùn)營效能[5]。沈清清和朱偉民[6]介紹了水環(huán)式多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在高層應(yīng)用設(shè)計(jì)；張文軍[7]介紹了地埋管水冷多聯(lián)機(jī)空調(diào)負(fù)荷率對系統(tǒng)性能的影響；陳歆儒等[8]介紹了水冷式VRV多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用；位耀華等[9]等通過實(shí)驗(yàn)分析了變水流量對水冷多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的性能影響。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2015年，國內(nèi)多聯(lián)機(jī)共銷售11,000多套，產(chǎn)值約為200多億[10]，其中風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)約占90%，水冷多聯(lián)機(jī)僅占10%左右，可見，水冷多聯(lián)機(jī)市場空間巨大，今后也必將成為市場重點(diǎn)關(guān)注的對象。

水冷多聯(lián)機(jī)尚無專門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，通常依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19409《水（地）源熱泵機(jī)組》[11]對其性能進(jìn)行評價(jià)，導(dǎo)致水冷多聯(lián)機(jī)部分負(fù)荷下的高能效優(yōu)點(diǎn)無法體現(xiàn)。2016年7月1日新版的多聯(lián)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18837-2015《多聯(lián)式空調(diào)（熱泵）機(jī)組》[12]實(shí)施后，水冷多聯(lián)機(jī)的檢測方法得到了規(guī)范和統(tǒng)一[13]，同時(shí)，國內(nèi)各大認(rèn)證機(jī)構(gòu)也對水冷多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品做節(jié)

1 檢測裝置及測試要求

2 機(jī)組水側(cè)污垢系數(shù)修正

進(jìn)水溫度：twe= 30 ℃

出水溫度：tw1= 35 ℃

管內(nèi)（污垢側(cè)）換熱總面積：A= 0.8 m2

對數(shù)平均溫差：

由于水側(cè)ffsp導(dǎo)致對數(shù)平均溫差的增量ILMTD為：

水側(cè)修正溫差：

因此，清潔工況下測試時(shí)（水環(huán)式的工況見表1）應(yīng)以進(jìn)水溫度30 ℃ +0.65 ℃ =30.65 ℃進(jìn)行測試。由結(jié)果可知，在引入污垢系數(shù)修正后(見表1，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定冷凝器水側(cè)污垢系數(shù)為0.044 m2·℃/kW，跟換熱器種類和水質(zhì)無關(guān))，制冷量測試時(shí)的水溫提高了0.65 ℃，這就引導(dǎo)空調(diào)設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品開發(fā)時(shí)要考慮客戶使用時(shí)的效果，通過增加換熱器面積來避免由于換熱器的結(jié)垢導(dǎo)致的制冷量下降的影響。水冷多聯(lián)式空調(diào)（熱泵）機(jī)組在進(jìn)行制冷部分負(fù)荷工況實(shí)驗(yàn)時(shí)，溫度修正也按照上述方法進(jìn)行。

3 綜合部分負(fù)荷性能評價(jià)

若用單一數(shù)值來表示機(jī)組的部分負(fù)荷效率指標(biāo)，可基于表2規(guī)定的制冷綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)（Integrated Part Load Value，IPLV）工況下機(jī)組的部分負(fù)荷性能制冷能效比（Energy Efficiency Ratio EER），按機(jī)組在各種負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)間的加權(quán)因素通過下面的公式計(jì)算獲得：

式中：

A——100%負(fù)荷時(shí)的EER，W/W；

B——75%負(fù)荷時(shí)的EER，W/W；

C——50%負(fù)荷時(shí)的EER，W/W；

D——25%負(fù)荷時(shí)的EER，W/W。

針對一臺(tái)水冷多聯(lián)機(jī)在做IPLV測試評價(jià)時(shí)，通?？筛鶕?jù)機(jī)組壓縮機(jī)類型和容量卸載邏輯，一臺(tái)機(jī)組可能有下列情況。

1）連續(xù)卸載到25%以下

目前，市面上大多數(shù)機(jī)組能夠連續(xù)卸載到25%，可直接用IPLV公式進(jìn)行計(jì)算。

2）有級卸載

不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)卸載到75%、50%、25%額定負(fù)荷點(diǎn)，但是能夠卸載到額定點(diǎn)鄰近的負(fù)荷點(diǎn)，可以采用最靠近部分負(fù)荷工況點(diǎn)的2個(gè)點(diǎn)對額定點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)插計(jì)算。

3）不能卸載，僅能100%負(fù)荷運(yùn)行

此時(shí)，采用CD系數(shù)來計(jì)算各個(gè)符合工況點(diǎn)的性能系數(shù)，然后用IPLV公式進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)GB/T 17758-2010標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，若機(jī)組不能卸載到25%、50%或75%，按以下規(guī)定進(jìn)行：

式中：

Qm——實(shí)測制冷量，kW；

Pm——實(shí)測輸入總功率，kW；

CD——衰減系數(shù)，由于機(jī)組無法達(dá)到最小負(fù)荷，壓縮機(jī)循環(huán)停機(jī)引起。

式中：

LF——負(fù)荷系數(shù)；

%LD——表2中規(guī)定的負(fù)荷點(diǎn)（75%、50%或25%）；

QFL——滿負(fù)荷制冷量，kW；QP——部分負(fù)荷制冷量，kW。

表2 水環(huán)式水冷多聯(lián)機(jī)部分負(fù)荷工況

4 結(jié)束語

新版多聯(lián)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18837-2015對水冷多聯(lián)機(jī)檢測方法的規(guī)定，較好地規(guī)范了水冷多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品的檢測，更從產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用等角度出發(fā)，對產(chǎn)品性能的評價(jià)進(jìn)行了完善。不足之處是，新標(biāo)準(zhǔn)對于水冷多聯(lián)機(jī)組制熱性能方面并無評價(jià)方法，這可能是受制于室外側(cè)換熱介質(zhì)即水在0 ℃以下易結(jié)冰的緣故。因此，今后企業(yè)可根據(jù)機(jī)組正常的使用環(huán)境來對制熱性能進(jìn)行評價(jià)。

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Analysis on Test Methods of Water-cooled Multi-connected Air Conditioning Unit

LI Zhi-liang*, JIANG Ji-zhou, FENG Cui-hua, ZHANG Wei
(Hefei General Machinery Research Institute, He Fei, Anhui 230031, China)

The performance evaluation method of the water-cooled multi-connected air conditioning unit is introduced. According to GB/T 18837-2015 (Multi-connected Air-conditioning (heat pumping) Units), the detecting device and test requirement, the water side fouling factor correction and the integrated part load performance are analyzed to specify the test method of the water-cooled multi-connected air conditioning unit. It can provide the better understanding for each technical requirements and capacity evaluation of the product.

Air conditioning unit; Multi-connected; Water-cooled; Performance

10.3969/j.issn.2095-4468.2016.06.205

*李志亮(1984-)，男，工程師，碩士，研究方向：制冷空調(diào)的性能及安全。聯(lián)系地址：合肥市長江西路888號，郵編：230031。聯(lián)系電話：0551-65335755。E-mail：lizhiliang1984@126.com。