2冷机COP的类型与常用测试方法-空调制冷网.docVIP

大型公共建筑冷机COP指标： 实测与应用 清华大学建筑节能研究中心 常晟 王鑫 魏庆芃 摘要 冷机是空调系统中的能耗大户，冷机COP在基于指标体系的建筑节能诊断中占据重要地位。如何根据具体情况，准确测定空调系统中冷机的能效比，并做出符合实际情况的评价与诊断，成为建筑节能改造工作中重要的组成部分。本文基于实测经验，介绍了目前在实际测试中最常用的三种冷机COP测试办法，并对其进行了对比分析。之后，根据大量大型公建节能诊断的成果，介绍了既有大型公建冷机COP的分布，并举例说明如何用该指标进行诊断的基本思路。 关键词 冷机COP，大型公建节能，指标体系，节能诊断 背景 大型公共建筑因其惊人的能耗水平日益成为建筑节能工作中备受关注的部分。实践证明，针对大型公共建筑特别是其空调系统进行节能诊断，并在此基础上施以“无成本、低成本”改造，可以有效的降低大型公建的能耗。但目前，节能诊断还比较依赖专家的经验，使得其难以广泛地推广应用。为此，建立基于指标体系的节能诊断，通过各项指标来判断建筑的能耗水平、可能存在的问题和潜在的节能潜力，成为大型公建节能事业中重要的工作。 通过数十座大型公建的现场实测与能耗拆分，发现在大型公建的能源消耗中，空调系统往往占据很高的组成部分。而冷机又是空调系统中的能耗大户。图 11显示了我国17座大型公共建筑中，冷机能耗占空调系统能耗的比例，其中有近一半的建筑达到50%以上。 图 11冷机能耗占空调系统能耗的比例 冷机的高能耗已引起设计人员的重视，相关设计规范要求设计人员选用高效率的冷机。如《北京市公共建筑节能设计标准》规定，蒸汽压缩冷水（热泵）机组，应采用“名义工况制冷性能系数（COP）及综合部分负荷性能系数(IPLV)较高的机型”，并针对不同机型和额定制冷量规定了COP和IPLV值的下限。 值得关注的是，在大型公共建筑实际运行的空调系统中，由于种种问题，冷机实际运行的效率和其名义工况下的效率相比，往往有显著的差距。而冷机的实际运行效率决定了该系统是否节能，比之额定效率有着更为重要的意义。发现并优化影响冷机实际效率的问题，可以有效地提升系统的节能程度。 因此，在建筑节能诊断与改造工作中，如何准确的测定冷机的运行效率，并根据测得值判断系统可能存在的问题及节能潜力，就成为具有很重要的实际意义的问题。 冷机COP的类型与常用测试方法 通常，用冷机COP来表征冷机运行效率，其定义式为： 式中各项符号的意义如下： — 冷水机组的运行能效比（无量纲）； Q — 冷水机组冷水侧的供冷量（瞬态值单位为kW，累计值单位为kWh/a)； — 冷机输入的功率（瞬态值单位为kW，累计值单位为kWh/a），对电制冷冷水机组，指的是输入的电功率；对吸收式冷水机组，指的是“加热源消耗量（以低位热值计）+电力消耗量（折算成一次能）”。 从以上的定义中可以发现，冷机COP有两种类型：瞬态值和全年累计值。瞬态值反映某一时刻冷机的工作状态（一般选取冷负荷最大的工况和典型工况观察）；全年累计值则可综合反映冷机在全制冷季中的工作状态，具有更好的代表性。 2.1 COP瞬态值测试方法 冷机COP瞬态值可通过如下方法测得： 首先测得如下物理量： 编号 物理量 符号 单位 测点位置 测量仪器 1 冷机进出口冷冻水水温 ， ℃ 冷机冷冻水干管进出口 热电偶或温度自记仪 2 冷机冷冻水流量 m3/h 冷机冷冻水干管 超声波流量计 3 冷机耗电量 kW 冷机配电柜 电功率计 注：以上测试量要在同一时间段内完成。 之后通过如下计算公式即可得到冷机瞬态COP。 通常，选取以下两种工况测量瞬态COP： 冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。 典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正常状态。 2.2 冷机COP累计值测试方法 冷机COP累计值有两种获得方法，一是根据运行记录的数据推算，二是根据建筑能耗实时监测系统计算。 在很多建筑中，工程部运行记录中都会有冷机耗电量的逐日记录，据此可计算出全制冷季耗电量。但只有很少的运行记录会提供冷量相关的记录（即：流量、冷冻水供回水温差）。因此，除非节能诊断过程涵盖整个制冷季，否则无法获得冷机全制冷季供冷量，从而无法计算出冷机COP全年累计值。这个方法只适用于运行记录非常完备的建筑。 通过建筑能耗实时监测系统，则可以非常方便的获得冷机COP全年累计值。该系统可通过一定的自动测量和通讯手段，将建筑物内发生的各种类型能耗实时记录并远传到数据处理中心的电耗计量系统，其中就包括冷机的逐时供冷量和逐时耗电量。也就是说，通过该系统，不仅可以获得冷机COP的全年累计值，而且可以获得各时刻的瞬态值。 2.3 几种测试方法的比较 上文介