摘要：當(dāng)前談到節(jié)能多數(shù)人只關(guān)注冷水機(jī)組的NPLV指標(biāo)（非標(biāo)準(zhǔn)綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)）及100%負(fù)荷時(shí)的能效比，認(rèn)為只要這2個(gè)指標(biāo)優(yōu)秀就一定節(jié)能。根據(jù)國(guó)內(nèi)某知名廠家的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，通過對(duì)若干案例的具體分析計(jì)算，對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了探討，并闡述了初投資與運(yùn)行費(fèi)用的相對(duì)關(guān)系。
關(guān)鍵詞：冷水機(jī)組選配方案；部分負(fù)荷運(yùn)行方案；能效比；NPLV；節(jié)能
0 引言
資源環(huán)境約束與經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的矛盾已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，相關(guān)資料顯示當(dāng)前我國(guó)建筑能耗已經(jīng)占到總能耗的27%以上，空調(diào)能耗約占建筑能耗的60%～70%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展、人民生活水平的進(jìn)一步提高，這個(gè)比例必然進(jìn)一步擴(kuò)大。面對(duì)這樣一個(gè)基本情況，如何控制空調(diào)能耗已經(jīng)成為暖通空調(diào)從業(yè)人員必須面對(duì)的一個(gè)重要課題，中央空調(diào)系統(tǒng)由多種設(shè)備組成，包含了眾多與能耗相關(guān)的課題，如一次泵變流量系統(tǒng)、溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)、低溫送風(fēng)系統(tǒng)、大溫差小流量系統(tǒng)、冷水機(jī)組變頻控制、末端設(shè)備變風(fēng)量控制等，這些課題已經(jīng)被大家廣泛關(guān)注。作為暖通空調(diào)從業(yè)人員，筆者希望從另外一個(gè)角度探討空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的話題。
目前設(shè)計(jì)人員及用戶往往只關(guān)注冷水機(jī)組的NPLV指標(biāo)（非標(biāo)準(zhǔn)綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)）及100%負(fù)荷時(shí)的能效比，認(rèn)為只要這2個(gè)指標(biāo)優(yōu)秀就一定節(jié)能，事實(shí)真的是這樣嗎？相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示空調(diào)夏季設(shè)計(jì)日部分負(fù)荷有如下特性：低于70%部分負(fù)荷的運(yùn)行時(shí)間占全天總運(yùn)行時(shí)間的63%，也就是說冷水機(jī)組在實(shí)際使用時(shí)多數(shù)情況下在部分負(fù)荷運(yùn)行，故而筆者認(rèn)為在建筑物空調(diào)負(fù)荷確定后，如何確定冷水機(jī)組型號(hào)、數(shù)量及部分負(fù)荷運(yùn)行方案是一個(gè)非常值得探討的問題。下文筆者根據(jù)國(guó)內(nèi)某知名廠家的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，通過對(duì)若干案例的具體分析，對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行闡述。
1 本文的分析計(jì)算是基于如下原則進(jìn)行的：
1.1 空調(diào)系統(tǒng)包含眾多用電設(shè)備：冷水機(jī)組、水泵、冷卻塔、末端設(shè)備等，基本可以分為兩個(gè)大系統(tǒng)：機(jī)房系統(tǒng)、末端系統(tǒng)，本文只分析機(jī)房能耗，以不同機(jī)房方案下末端系統(tǒng)能耗一致為基礎(chǔ)。本文分析以定流量為基礎(chǔ)，故而可忽略水泵、冷卻塔的能耗影響，最終將空調(diào)能耗分析簡(jiǎn)化為對(duì)冷水機(jī)組能耗的分析。
1.2 冷水機(jī)組運(yùn)行工況：冷卻水進(jìn)出水溫度30/35 ℃，冷卻水側(cè)污垢系數(shù)0.044 m2·℃/kW，冷凍水進(jìn)出水溫度12/7 ℃，冷凍水側(cè)污垢系數(shù)0.018 m2·℃/kW
1.3 雖然冷水機(jī)組實(shí)際運(yùn)行時(shí)的全年耗電量受到眾多因素的制約，但我們可以通過選取典型工況進(jìn)行類比計(jì)算的方法來簡(jiǎn)化計(jì)算難度，下文機(jī)組全年耗電量計(jì)算按照AHRI 550/590(I-P)-2011中關(guān)于IPLV（AHRI標(biāo)準(zhǔn)工況下綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)）的計(jì)算方法進(jìn)行：IPLV=0.01×A+0.42×B+0.45×C+0.12×D，式中A/B/C/D分別對(duì)應(yīng)于100%/75%/50%/25%負(fù)荷百分比下冷水機(jī)組的能效比，如下表1所示。
表1 AHRI計(jì)算依據(jù)
|
負(fù)荷百分比 |
冷水機(jī)組能效比 |
冷卻水進(jìn)水溫度 ℃ |
運(yùn)行時(shí)間權(quán)重 |
|
IPLV |
NPLV |
能耗計(jì)算 |
|
100% |
A |
29.4 |
30 |
30 |
0.01 |
|
75% |
B |
23.8 |
24.2 |
30 |
0.42 |
|
50% |
C |
18.3 |
18.3 |
30 |
0.45 |
|
25% |
D |
18.3 |
18.3 |
30 |
0.12 |
為了使計(jì)算結(jié)果更加貼近實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，下文中冷水機(jī)組在各部分負(fù)荷點(diǎn)的功率指標(biāo)均按照恒定冷卻水進(jìn)水溫度（30 ℃）考慮。
下文中NPLV指標(biāo)對(duì)應(yīng)的各部分負(fù)荷點(diǎn)冷卻水進(jìn)水溫度如上表所示。
1.4 冷水機(jī)組全年運(yùn)行時(shí)間按照3 000 h考慮。
以下筆者將根據(jù)具體案例采用不同的冷水機(jī)組選配方案、不同的部分負(fù)荷運(yùn)行方案，對(duì)冷水機(jī)組在不同方案下的全年運(yùn)行總能耗進(jìn)行分析計(jì)算。
