对制冷机组效率指标IPLV/NPLV适用性的质疑与探讨

摘要： 本文对目前通常采用的对冷水机组的效率标准，ARI 550/590-1998在实际使用中存在概念混淆进行了质疑进和分析。并对如何正确评判冷水机组的效率提出了自己的看法。

关键词： 冷水机组 ARI标准 IPLV/NPLV

1．前言

ARI550/590-1998标准的推出无疑为各冷水制造厂家提供了一个检验产品性能的尺码，同时也为用户选购机组、评价机组的能力提供了有力的参考。该标准不仅包括了机组满负荷的性能参数，而且还创建性的提出了对机组部分负荷性能参数IPLV/NPLV。

然而这一参数自其提出起便引起了各制造厂家以及用户的广泛关注，NPLV/IPLV能否用来评估机组部分负荷的耗电已经引起了业界的普遍关注与质疑。本文将对此NPLV/IPLV的适用性进行分析与探讨。

2．ARI标准中关于IPLV/NPLV定义

从ARI550/590-1998标准附件D中，我们可以发现标准对NPLV/IPLV的概念阐述IPLV/NPLV 的公式如下：

IPLV=0.01×A+0.42×B+0.45×C+0.12×D

其中：

A=机组100%负荷时的效率(COP, kW/kW，下同)

B=机组75%负荷时的效率

C=机组50%负荷时的效率

D=机组25%负荷时的效率

公式中的常数0.01，0.42，0.45，0.12 则是根据美国的一些建筑在不同的部分负荷时的运行时间制定出来的，用来评估100%，75%，50%与25%负荷的效率在IPLV值中所占的比重。

3. ARI标准的适用性质疑

NPLV/IPLV可以用来计算机组在部分负荷运行时的运行费用吗？业界人士对此提出了以下几点质疑。

质疑一：NPLV值低的机组不一定省电，运行费用不一定会节省。

下面给出一个实例，表1为两台冷量为1758kW（500冷吨）的冷水机组来比较。

表1 两台冷水机组部分负荷效率及IPLV值的比较

机组效率（kW/kW）
负荷	冷水机A	冷水机B
100%	5.16	6.84
75%	6.76	7.85
50%	9.25	8.21
25%	8.45	6.56
IPLV	8.06	7.85

有两台机组如上表，A机组的满负荷效率很差，但是50%与25%的效率很好，因此根据公式计算出 IPLV很低；B机组满负荷效率很高，但是50%与25%的效率低一些，因此对比与机组A它的IPLV要高。如果使用IPLV/NPLV来评估机组在部分 负荷的性能时，我们会很容易下结论：机组A的部分负荷效率高，在部分负荷运行时会省电。那么这两台机组的运行费用会是什么样呢？我们进行了如下对比：

假设这两台冷水机都运行3000小时，如果依据ARI550/590-98标准中给出的机组在不同负荷运行时所占的比重，我们可以计算出冷水机组在 100%负荷下运转30小时，在75%负荷下运转1260小时，在50%负荷下运转1350小时，在25%下运转360小时。以此计算出在整个供冷季节两 台机组各自总的电耗。

表2 一个供冷季节内两台冷水机组电耗比较

运行数据				冷水机A		冷水机B
冷量	IPLV系数	小时数	总需冷量	COP	电耗	COP	电耗
		Hour	KW.h	KW/kW	KW.h	KW/kW	KW.h
100％	0.01	30	52740	5.16	10230	6.84	7710
75％	0.42	1260	1661310	6.76	245700	7.85	211680
50％	0.45	1350	1186650	9.25	128250	8.21	144450
25％	0.12	360	158220	8.45	18720	6.56	24120
	总小时数	3000		总kW.h	402900	总kW.h	387960

当计算出冷水机组的耗电量时，我们发现IPLV值高的冷水机组在运行时间3000小时内B反而会省电14,940kwh。

由此可以看出NPLV/IPLV值低的机组运行费用并不低。它不能够反应出机组在实际建筑物中的耗电情况。

转自：中国空压机在线论坛 http://bbs.air-comp.cn 、冰霜动力-制冷压缩机、中央空调专业论坛 http://www.coolling.net/

质疑二：IPLV/NPLV指标是否适用于多台机组使用的场合

IPLV/NPLV值只适用于一个建筑物只运行一台机组的使用场合，当一个建筑物使用两台以上的机组供冷时，IPLV/NPLV并没有实际意义。

在ARI550/590-1998标准附录D中我们可以发现：“the IPLV/NPLV equation was derived to provide a representation of the average part load efficiency for a single chiller only”。即：IPLV/NPLV的公式仅仅代表一个建筑物中只有单台机组提供冷量情况下，机组的部分负荷的平均效率。然而在事实上，只有15%的建筑 物使用单台冷水机组供冷，而85%的建筑物都是使用两台（或以上）的冷水机组供冷。

事实上在两台（含两台）以上的冷水机组中,每台冷水机组的负荷变化与建筑物的负荷变化有很大的不同。当建筑物中运行的冷水机组的数量越多时，单台机组的运行负荷就会越接近满负荷。

下面有个例子,在一个建筑物中有三台机组同时运行。建筑物的负荷与三台机组的负荷变化曲线见图1。当系统负荷在52%时，并不是所有的机组都在 52%运行，相反我们可以看到此时两台机组的运行负荷是在78%。因此简单的将ARI标准中规定的建筑物在50%的运行时间比重0.45套用到每台机组上 是极不合理的。同时从上面的例子我们也可以看到，一台机组在50%负荷以下的效率高可以使得机组IPLV/NPLV值很低，但是对于本例我们可以看出机组 运行的大部分时间是在50%以上，因此IPLV/NPLV值低并不意味着机组就一定会在部分负荷节电。


图1 系统负荷变化时单台冷水机组的负荷率变化示意图

质疑三，IPLV/NPLV指标是否适用于中国的气象条件

ARI550/590标准在计算IPLV/NPLV值中使用的冷却水的温度并不适合中国很多地区。

当计算机组在100%，50%，75%，25%负荷时机组的效率时，ARI规定了冷却水的进水温度，如果机组运行的工况复核ARI550/590 标准中的冷却水的规定值则可以计算出IPLV值。当机组运行的工况偏离上述工况时，可采用NPLV值来描述。NPLV值的计算方法见 下表。我们发现NPLV值没有规定机组在100%的冷却水的进水温度（根据用户使用工况而定），却规定了机组在50%与25%运行时的冷却水进水温度为 18.3℃，很显然这么低的冷却水进水温度在我国很多地区的大部分季节是跟本做不到的（有些地区冬季能做到，但这时大部分冷水机组都在停机状态）。所以按 照这样的冷却水进水温度测定的NPLV值在进行机组运行费用的是一点意义都没有的。表3为IPLV/NPLV的计算/测定工况：

表3 NPLV/IPLV计算/测定工况参数


冷水机负荷


IPLV冷却水进水温度


NPLV冷却水进水温度



100%


29.4℃


用户指定的温度



75%


23.8℃


100%~50%线性插值



50%


18.3℃


18.3℃



25%


18.3℃


18.3℃




4．结论

综上所述，我们可以发现IPLV/NPLV值用来计算机组在部分负荷的运行费用是无效的。使用IPLV/NPLV值来评估机组在部分负荷的耗电意义并不是很大。

不错  挺楼主！！！

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