冷水机组综合部分负荷性能系数(IPLV)测试方法解析

新版的GB 19577-2015《冷水机组能效限定值及能效等级》标准已于2017年1月1日正式实施,新版标准在2004版的基础上做了较大程度的修改,冷水机组的能效考核指标由冷水机组名义工况下的性能系数COP,修改为冷水机组的性能系数COP和综合部分负荷性能系数IPLV。本文通过对测试标准、工况、污垢系数计算、机组的卸载逻辑等方面的解析,阐述了冷水机组综合部分负荷性能系数IPLV测试的环节和方法,以供业内试验室同行参考。     

冷水机组全年能耗评估方案探讨

指出在任何应用场合或运行工况下,冷水机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)不能预测单台冷水机组的全年能耗,提出二种冷水机组全年能耗评估方案。分析ASHRAE90.1-2010对冷水机组的名义工况性能系数(COP)和IPLV限定值的要求,说明选择高效冷水机组时,宜注重COP比较并兼顾IPLV。     

可变内容积比螺杆式压缩机的性能分析

随着冷水机组、单元式空调机和水源热泵机组等产品的能效指标从名义工况EER或COP发展到IPLV或ICOP,机组的变容量或变工况性能主要取决于压缩机的变容量或变工况性能。固定内容积比的螺杆式压缩机如果在偏离设计工况下工作,效率下降,进而导致整个机组的性能下降。本文研究变内容积比螺杆式压缩机,内容积比可变化,使得压缩机内压比与外压比与工况相适应,可提升压缩机效率及机组性能。应用于冷水机组、水源热泵机组时,水源热泵机组在制冷工况时能效比可提高14.1%～35%,冷水机组的IPLV可提高7.2%左右。     

一个冷水机组能效等级划分的设想——对GB 19577—2004修订的建议

从制(修)订标准的科学性、合理性及可操作性出发,参照相关国家和地区标准,根据中国冷水机组市场占有率,兼顾不同类型机组的技术特性,分析ASHRAE 90.1-2010对冷水机组的COP和IPLV限定值的要求,提出有关冷水机组能效等级划分的设想,希望能够为GB 19577—2004的修订提供借鉴。     

基于HFO的混合制冷剂R514A在离心式冷水机组中直接替代R123制冷剂的试验研究

R514A是一种低GWP,不可燃、基于HFO-1336mzz(Z)的新一代制冷剂,其物性参数与R123接近。因此,本文选择R514A作为原R123离心式冷水机组的替代制冷剂开展试验研究。依据GB/T18430.1—2007规定的试验工况,针对直接充注R514A和原制冷剂R123的机组性能进行测试,对比研究R123和R514A在离心式冷水机组中的机组输入功率、制冷量、性能系数(COP)、压缩机吸/排气压力、压缩机排气温度,并计算综合部分负荷性能系数(IPLV)值。结果表明:在对原机组结构不做任何改动,仅更换机组润滑油的情况下,R514A机组与原R123机组相比压缩机吸/排气压力和排气温度较为接近,COP和IPLV性能略有提升。     

基于HFO的混合制冷剂R513A在螺杆式冷水机组中直接替代R134a制冷剂的试验研究

R513A是一款低GWP、非易燃、基于R1234yf的新一代制冷剂,其物性参数与R134a接近。因此,本文选择R513A作为原R134a螺杆式冷水机组的替代制冷剂开展试验研究。依据GB/T 18430. 1中规定的各试验工况,针对直接充注R513A和R134a的机组性能开展试验测试。对比研究了R134a和R513A在螺杆式冷水机组中的性能系数COP、制冷量、压缩机耗功并计算了两种制冷剂实际运行的综合部分负荷性能系数(IPLV)值。结果表明:在对原机组不做任何改动,采用R513A制冷剂的机组与原R134a机组相比运行性能参数相近,机组运行COP略有下降,IPLV值略有降低;在大跨度制冷负荷范围内运行时,部分工况点运行时,需针对原冷水机组的部分相关运行设定或机组组件做出相应调整。     

冷水机组产品国家标准的修订及IPLV应用的探讨

通过对是否在我国冷水机组产品的国家标准中采用综合部分负荷性能系数IPLV正反两方观点的分析,得出了肯定性结论。提出应对冷水机组产品的COP和IPLV同时考核,并进一步指出应该采用现行国家节能建筑设计规范中的公式和参数。     

冷水机组能效的理论极限

分析了冷水机组的换热器热平衡,推导了其制冷性能系数极限值的计算方法。在GB/T18430.1—2007及AHRI550/590—2011规定的工况下,分别对水冷冷水机组及风冷冷水机组的制冷性能系数COP的极限值及综合部分负荷性能系数IPLV的极限值进行了计算。结果表明,水冷冷水机组在GB/T18430.1—2007下的满负荷COP的极限值为10.01,IPLV的极限值为14.51,在AHRI 550/590—2011下的相应值分别为10.07及17.30。风冷冷水机组的相应值分别为7.37/10.25及7.30/16.11。风冷冷水机组盘管换热面积的大小及效率的高低会直接影响空气的温升大小,进而决定冷凝温度的高低,如果不能通过改进盘管设计、增大换热面积、提高盘管换热效率的方法,使满负荷下的盘管空气温升低于10℃,风冷冷水机组满负荷COP的极限值只有7.37,IPLV不可能超过10.25。     

基于IPLV的冷水机组性能探讨

阐述IPLV在AHRI550／590不同版本中的修订,分析IPLV在GB50189—2005和GB／T18430．1—2007中的定义与区别。明确指出JPLV的用途及适用范围,最后基于IPLV分析多台冷水机组整体性能的优化,即利用建筑空调冷负荷时间频数和冷水机组部分负荷性能系数及机组群控策略进行多台冷水机组的性能优化。     

某冷水机组的能效故障诊断

中央空调系统的节能评价指标为冷水机组的COP值,而机组的COP值是一个动态的系统参数。影响COP值的因素很多,包括冷水机组的外部因素和机组系统的内部因素。基于某台冷水机组的出厂测试报告数据,采用定性和定量相结合的故障诊断方法,分析得到该机组COP值不合格是由于机组的油充装过量导致制冷剂换热效率下降,并指出仅100%负荷时COP值不能完全代表冷水机组的节能。     

风冷式与蒸发式冷水机组的IPLV测试方法及差异

IPLV作为综合评价冷水机组性能的重要指标之一,本文根据控制逻辑的不同,介绍风冷式与蒸发式冷水机组IPLV典型测试方法,分析测试要求工况的差异,拟合2种机型测试冷凝侧空气温度对应负荷率的线性方程,并介绍模拟机组水侧污垢系数修正温差计算方法。     

基于EnergyPlus的冷水机组能耗评估工具

集中式空调系统的能耗占公共建筑能耗的50%左右,其中冷水机组作为主要能耗部分,其能耗评估是空调系统设计中的必要环节。在工程应用中,常采用COP和IPLV评估冷水机组能效水平,也采用建筑能耗模拟仿真工具进行评估。本文介绍基于建筑能耗模拟仿真软件EnergyPlus开发的冷水机组能耗评估工具CPEAT,可以评估不同气候区内各类型冷水机组在不同控制模式下的全年能耗,供工程设计参考。     

大型离心式冷水机组变工况性能分析与试验研究

对名义制冷量为800 Rt的离心式冷水机组在不同蒸发温度、冷凝温度和负荷率条件下的性能进行研究,结果表明:随着蒸发温度的升高,机组COP直线上升;随着冷凝温度的升高,机组COP直线下降;随着负荷率从100%下降到60%,机组COP基本保持不变,但负荷率低于60%后,机组COP呈现快速减小的趋势。以上研究数据为离心式冷水机组的实际应用提供数据支撑。     

GB 19577—2015《冷水机组能效限定值及能效等级》标准解读

本文主要介绍了冷水机组能效标准GB19577—2015中冷水机组的能效限定值和能效等级的变化点。GB19577—2015能效等级依据冷水机组性能系数(COP)和综合部分负荷性能系数(IPLV)两项指标进行划分,并且能效等级从原来的5级变为3级。通过与国际上冷水机组能效标准的比较分析,指出GB19577—2015与国际上发达国家的能效标准存在一定差距。     

冷水机组用永磁同步电机转子磁路选择

离心式冷水机组的能效水平较大程度上取决于压缩机电机的效率.本文基于280 kW永磁电机技术要求,从电机设计限制因素着手出发,对转子磁路结构分别采用内置式和表面式建模仿真,通过分析两种不同结构方案的涡流损耗及效率对比,验证了内置式磁路结构的永磁电机可以提高离心式冷水机组的COP指标与IPLV指标.     

满液式蒸发器变液位控制技术方案研究

采用固定液位控制技术方案时,满液式蒸发器在冷水机组部分负荷下无法实现最佳的换热效果。本文通过分析满液式蒸发器在冷水机组不同负荷率下检测液位与实际液位之间的关系,提出一种变液位控制技术方案,并对同一台螺杆式冷水机组满液式蒸发器分别采用固定液位控制技术方案和变液位控制技术方案进行性能对比测试,结果表明：相比采用固定液位控制技术方案,采用变液位控制技术方案的冷水机组的名义制冷量提升2.1%,COP提升2.0%,IPLV提升2.5%。     

数据机房用蒸发冷凝式冷水机组与自然冷却风冷式冷水机组的性能对比分析

采用理论分析和计算相结合的方法,对蒸发冷凝式冷水机组和自然冷却风冷式冷水机组在数据机房应用中的能效比、运行费用等进行对比分析。结果表明:在常规制冷工况下,蒸发冷凝式冷水机组的COP比自然冷却风冷式冷水机组高58.5%,年运行费用是自然冷却风冷式冷水机组的63.4%;在自然冷源工况下,蒸发冷凝式冷水机组的COP高达30.5,比自然冷却风冷式冷水机组高32.6%。随着环境温度的升高,2种机组的制冷量和COP均有所下降,而蒸发冷凝式冷水机组下降幅度较小。     

中美两国冷水机组标准的IPLV评价体系差异性分析

介绍中美两国冷水机组IPLV评价的现状,从IPLV的构建原理和权重系数的推导方法、试验工况、测试方法、测试允差、插值计算方法等方面对两国冷水机组IPLV评价体系进行对比分析,指出我国当前IPLV评价体系已不适应我国建筑业和暖通空调产业现阶段发展水平,该工作对于明确两国标准的差异性、推动我国冷水机组产品性能评价体系的改进与完善具有参考价值。     

综合部分负载能效值IPLV-真实反映冷水机组部分负载性能的参数

本文介绍了综合部分能效值IPLV的来源及演变的过程,并从建筑用空调和冷水机组的负载匹配的角度分析了用IPLV评价空调冷水机组部分负载能效的合理性.     

基于IPLV权重系数算法对冷水机组选型的探讨

通过对ARI550/590中IPLV权重系数的计算方法及对冷水机组部分负荷运行性能的介绍分析,提出了冷水机房IPLV的概念,并由此提出对冷水机组选型的讨论.