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用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

科技數碼 暖通南社

IPLV定義:

GB/T18430.1-2007 蒸氣壓縮循環冷水(熱泵)機組第一部分:工商業用和類似用途的冷水(熱泵)機組

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

用一個單一數值表示的空氣調節用冷水機組的部分負荷效率指標…

IPLV=2.3%×A+41.5%×B+46.1%×C+10.1%×D

A—100%負荷時的性能係數(W/W),冷卻水進水溫度30℃;

B—75%負荷時的性能係數(W/W),冷卻水進水溫度26℃;

C—50%負荷時的性能係數(W/W),冷卻水進水溫度23℃;

D—25%負荷時的性能係數(W/W),冷卻水進水溫度19℃。

IPLV是對機組4種負荷性能係數加權平均的綜合值,其權重是4種負荷對應的運行時間百分比,其權重不含機組負荷百分比,雖然與機組負荷百分比有關。

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

ARI Standard 550/590-2003標準附錄D2節:“此[IPLV]公式僅給單臺冷水機組提供平均部分負荷效率表達式。

單臺機組全年能耗計算:

機組能耗=運行時間×機組冷量×機組效率

KWH=Hour×tons×kW/ton

假設機組全年能耗按機組負荷為100%,75%,50%,25%四段區間算:

KWH=Time×(2.3%×100%RT×a+41.5%×75%RT×b+46.1%×50%RT×c+10.1%×25%RT×d)

KWH-單臺機組全年能耗;

Time-機組全年運行時間;

RT-單臺機組名義冷量;

a,b,c,d-特定負荷的kW/ton。

KWH=Time×RT×(2.3%×a+31.125%×b+23.05%×c+2.525%×d)

冷水機組的實際開機容量的修正係數:

ξ = 0.023×1+0.415×0.75+0.461×0.5+0.101×0.25

特定負荷的機組能效權重不同:

IPLV=2.3%×A+41.5%×B+46.1%×C+10.1%×D

KWH=Time×RT×(2.3%×a+31.125%×b+23.05%×c+2.525%×d)

單臺機組全年能耗與IPLV/NPLV不成反比。

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

IPLV/NPLV高估了部分負荷時機組能效權重。

ARI 550/590-2003:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

NPLV高,不一定全年能耗低:

變頻機組NPLV高,但其全年耗電量卻多3.85%。

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

IPLV忽視機組負荷百分比權重對單臺機組全年能耗的影響。

冷水機組全年運行負荷曲線:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

二臺機組能耗分區比較:

∆ KWH= ∆ KW/ton×tons×Hours

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

多臺冷水機組的運行方案:

多臺機組群控使單機基本上在高負荷區運行(60%~85%)

3臺機組典型運行方案:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

系統部分負荷時,單臺機組多次滿負荷。

3臺冷水機組的運行模擬條件:

採用LEED認可的TRACE700模擬軟件,使用DOE網上的氣象參數;

建築物位於上海、北京、廣州,計算全年8760逐時負荷,典型辦公樓共55層,建築面積102,865m2;

模擬不同類型20多個房間的動態空調負荷,包括內區/外區辦公室、會議室、接待室、衛生間、茶水室。

採用3臺機組運行,當離心機負荷卸載30%時,運行螺桿機 。

2臺離心機 1000RT, COP5.6,

1臺螺桿機 300RT, COP5.1,

3臺冷水機組全年運行模擬結果:

單臺機組全年負荷分佈圖(上海)

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

單臺機組全年運行負荷率:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

多臺機組負荷率權重變化:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

單臺機組大部分時間在60%~85%或更高負荷區運行,IPLV/NPLV不適用於多臺冷水機組系統,權重差別大。

重視機組在高負荷區的運行能效。

根據ARI Standard 550/590-2003標準D2的敘述:“在多臺冷水機組系統中的各個單臺冷水機組是要比單臺冷水機組系統中的單臺冷水機組更接近高負荷運行”。

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多機頭與單機頭機組性能曲線:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

IPLV/NPLV不能反映多機頭機組的真實能效特性;

多機頭機組(四機頭)卸載時,其四個特定負荷點能效特別高。

IPLV /NPLV侷限性—氣象條件:

《公共建築節能設計標準》提供(IPLV)權重依據:採用我國19個城市氣候條件,對我國4個氣候區分別統計平均,得到全國統一的IPLV係數值。

我國各地區氣象條件差異較大,故不宜用全國統一的IPLV/NPLV值指導實際工程的設計。

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

2007年武漢某大型公共建築3臺冷水機組總冷量;

測量冷水機房的冷水供/回水溫度和水系統的總流量。

“超大單臺機組”負荷率分佈:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

小結:IPLV /NPLV侷限性

單臺機組全年能耗與IPLV/NPLV不成反比;

IPLV/NPLV忽視機組負荷百分比權重對單臺機組全年能耗的影響;

IPLV/NPLV計算法不適用於多臺冷水機組系統;

IPLV/NPLV計算法不能反映多機頭機組真實能效特性;

不宜用全國統一的IPLV/NPLV值指導實際工程的設計。

進一步審視冷水機組標定 (ASHRAE文章)

採用IPLV有什麼錯?

IPLV只評價單臺冷水機組的應用;

IPLV僅採用4個特定負荷點及相應的時間權重;

IPLV未考慮變頻機組的特性;

IPLV用於比較機組卸載特性,並不能判斷是否省錢;

AHRI 對於綜合部分負荷值(IPLV/NPLV)的定義:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

IPLV/NPLV定義的機組負荷分區:

機組卸載與冷卻水溫關係 AHRI;

機組能耗與負荷率、壓縮機提升力相關;

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

冷水機組負荷率分區圖:

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

亞特蘭大實例與NPLV估算的差別 (二臺冷水機組的機房):

用IPLV/NPLV值評估冷水機組全年能耗的侷限性

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進一步審視冷水機組標定:

IPLV/NPLV不應作為衡量機組能耗的標準。當審視一臺冷水機組實際運行狀況時,越來越明顯的特徵是:高負荷區運行點的性能非常重要。

希望找到 “類似IPLV”的簡易計算方法是可以理解的,但“類似IPLV”的方法不能準確描述系統中單臺機組的能耗。它也無法預測變頻機組的節能效果,和高成本導致的回收期限長短。

本文來源於互聯網,對部分內容作刪減是為了便以編輯。作者:賈晶。暖通南社整理編輯。

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