在制冷行业中,有几个关键的性能指标对评估设备的效率至关重要。本文将介绍三个常见的概念:COP、NPLV 和 IPLV,以帮助您更好地理解这些指标的含义和作用。
1. COP(Coefficient of Performance,性能系数)
定义: COP 是一个衡量制冷设备效率的指标。它表示设备在单位功耗下所能提供的制冷量。公式为:
解释: COP 的值越高,表明制冷设备的能效越好。简单来说,COP 越大,设备在消耗相同功率的情况下,提供的制冷量就越多。这是一个直观的衡量制冷设备性能的指标。
示例: 如果一台制冷机的 COP 为 4.0,意味着每消耗 1 单位的电能,设备能够提供 4 单位的制冷量。
IPLV(综合部分负荷值)和 NPLV(标准化部分负荷值)是两个重要的能效指标,广泛用于评估制冷设备在部分负荷条件下的性能。这些指标在不同的标准中有着不同的定义和水温条件要求,本文将深入探讨这些标准,特别是中国国家标准 GB/T 18430.1 和美国 AHRI 550/590 标准。
2. 什么是 IPLV 和 NPLV?
IPLV(Integrated Part Load Value,综合部分负荷值):
IPLV 主要用于评价制冷机组在典型冷却塔应用下的部分负荷性能。它根据设备在不同部分负荷点的能效,采用一定权重进行加权平均来计算,旨在反映设备在实际运行中的平均能效表现。
NPLV(Normalized Part Load Value,标准化部分负荷值):
NPLV 与 IPLV 类似,但其计算基于不同的水温条件,主要用于不适用典型冷却塔应用的场合。例如,当冷却水的温度无法按照标准规定的条件进行调整时,NPLV 是一个更合适的指标。
2.1 GB/T 18430.1 标准中的 IPLV 和 NPLV
GB/T 18430.1-2007 标准:
这是中国关于蒸汽压缩式冷水机组的标准。根据该标准:
IPLV 计算方法:GB/T 18430.1 标准定义的 IPLV 是基于四个部分负荷点(100%、75%、50%、25%)的加权平均值。冷水机组在这些负荷点下的性能按比例(1%、42%、45%、12%)进行加权计算。
水温条件:标准规定了冷却水的入口和出口温度。例如,冷水出水温度为 7°C,冷却水进水温度为 30°C。
NPLV:NPLV 的计算方法与 IPLV 类似,但应用于非典型冷却塔应用场合,考虑了非标准水温条件下的设备性能。
2.2 AHRI 550/590 标准中的 IPLV 和 NPLV
AHRI 550/590-2020 标准:
这是美国制冷空调行业协会关于冷水机组的标准,广泛用于北美及其他国际市场。根据该标准:
IPLV 计算方法:AHRI 550/590 标准的 IPLV 也基于四个部分负荷点(100%、75%、50%、25%),但权重比例略有不同(1%、42%、45%、12%)。这个标准下的 IPLV 计算通常用于反映设备在实际运行条件下的能效表现。
水温条件:在 AHRI 550/590 标准中,冷水出水温度同样设定为 7°C,但冷却水的进水温度是 29.4°C。这与 GB/T 18430.1 标准略有不同,旨在更好地适应北美的气候条件和市场需求。下图为AHRI以及EUROVENT中的规定的水温条件。
NPLV:当冷却水温度不符合标准规定时,NPLV 用于评估设备性能。它通过调整后的温度条件计算能效值,提供在非标准条件下更精确的性能评估。例如某地由于缺水,冷却水的冷却无法使用常规的冷却塔,需要使用干冷器,此时冷却水经过干冷器冷却后可能就远高于29.4°C,比如是35°C,显然和标准规定的29.4°C相差特别大。我们都知道,对于冷水机组,它的设计都是根据最恶劣工况来的,也就是效率最高的点是位于该35°C附近,如果还强制运行在29.4°C显然效率就不高,尤其是对于定频离心机,转速不变的情况下,要想工作在低冷却水进水温度工况下,此时需要通过关小导叶来降低负荷,显然不能用此时的效率来评价机组的实际工作效率。其实也很好理解,本来一个汽车是用来赛车的,跑赛道效率才是最高的,你非要拿来跑城市路段,这个时候如果还要用来和城市SUV比油耗,显然有失公允。
3. 如何使用这些指标?
在选择和评估制冷设备时,了解和使用正确的能效指标非常重要。对于大多数建筑和工业应用,IPLV 是一个合适的指标,因为它反映了设备在典型操作条件下的能效表现。而对于一些特殊应用场合,尤其是那些冷却水温度无法严格控制在标准范围内的情况,NPLV 提供了一个更灵活的评价标准。
另外对于一些工业项目,或者一个机房有4台以上主机的项目,则可简单的用COP来进行简单判断和对比节能性。因为此时,机组基本都工作在满负荷附近。所以满负荷COP就足够了。