用IPLV/NPLV值评估冷水机组全年能耗的局限性

用IPLV/NPLV值评估冷水机组全年能耗的局限性

导读：IPLV/NPLV值是评估冷水机组部分负荷效率的重要指标，但其在实际应用中存在诸多局限性。本文将从多个维度分析IPLV/NPLV值的计算方法及其在不同场景下的适用性，揭示其在评估冷水机组全年能耗时的不足之处。

IPLV定义

根据GB/T18430.1-2007标准，IPLV（综合部分负荷性能系数）用于表示空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标，其计算公式为：

IPLV＝2.3%×A+41.5%×B+46.1%×C+10.1%×D

其中：

• A：100%负荷时的性能系数(W／W)，冷却水进水温度30℃；
• B：75％负荷时的性能系数(W／W)，冷却水进水温度26℃；
• C：50％负荷时的性能系数(W／W)，冷却水进水温度23℃；
• D：25％负荷时的性能系数(W／W)，冷却水进水温度19℃。

IPLV是对机组4种负荷性能系数加权平均的综合值，其权重是4种负荷对应的运行时间百分比，虽然与机组负荷百分比有关，但权重不含机组负荷百分比。

单台机组全年能耗计算

机组能耗计算公式为：

KWH=运行时间×机组冷量×机组效率

假设机组全年能耗按机组负荷为100%,75%,50%, 25%四段区间算：

KWH=Time×(2.3%×100%RT×a+41.5%×75%RT×b+46.1%×50%RT×c+10.1%×25%RT×d)

KWH-单台机组全年能耗；
Time-机组全年运行时间；
RT-单台机组名义冷量；
a,b,c,d-特定负荷的kW/ton。

冷水机组的实际开机容量的修正系数：

ξ = 0.023×1+0.415×0.75+0.461×0.5＋0.101×0.25

特定负荷的机组能效权重不同

IPLV与单台机组全年能耗的计算公式存在差异：

IPLV＝2.3%×A+41.5%×B+46.1%×C+10.1%×D

KWH=Time×RT×(2.3%×a+31.125%×b+23.05%×c+2.525%×d)

单台机组全年能耗与IPLV/NPLV不成反比。

IPLV/NPLV高估了部分负荷时机组能效权重。

ARI 550/590-2003标准

NPLV（名义部分负荷效率）高，不一定全年能耗低。例如，变频机组NPLV高，但其全年耗电量却多3.85%。IPLV忽视机组负荷百分比权重对单台机组全年能耗的影响。

冷水机组全年运行负荷曲线

二台机组能耗分区比较：

∆ KWH= ∆ KW/ton×tons×Hours

多台冷水机组的运行方案

多台机组群控使单机基本上在高负荷区运行(60%～85%)。3台机组典型运行方案：系统部分负荷时，单台机组多次满负荷。

3台冷水机组的运行模拟条件

采用LEED认可的TRACE700模拟软件，使用DOE网上的气象参数；建筑物位于上海、北京、广州，计算全年8760逐时负荷，典型办公楼共55层，建筑面积102,865m2；模拟不同类型20多个房间的动态空调负荷，包括内区/外区办公室、会议室、接待室、卫生间、茶水室。采用3台机组运行，当离心机负荷卸载30%时，运行螺杆机。2台离心机 1000RT, COP5.6，1台螺杆机 300RT, COP5.1。

3台冷水机组全年运行模拟结果

单台机组全年负荷分布图（上海）

冷水机组台数对权重的影响(在芝加哥）：

多台机组负荷率权重变化：单台机组大部分时间在60%～85%或更高负荷区运行，IPLV/NPLV不适用于多台冷水机组系统，权重差别大。重视机组在高负荷区的运行能效。

多机头与单机头机组性能曲线

IPLV/NPLV不能反映多机头机组的真实能效特性；多机头机组(四机头)卸载时，其四个特定负荷点能效特别高。

IPLV /NPLV局限性—气象条件

《公共建筑节能设计标准》提供（IPLV）权重依据：采用我国19个城市气候条件，对我国4个气候区分别统计平均，得到全国统一的IPLV系数值。我国各地区气象条件差异较大，故不宜用全国统一的IPLV/NPLV值指导实际工程的设计。2007年武汉某大型公共建筑3台冷水机组总冷量；测量冷水机房的冷水供/回水温度和水系统的总流量。“超大单台机组”负荷率分布：

小结：IPLV /NPLV局限性

• 单台机组全年能耗与IPLV/NPLV不成反比；
• IPLV/NPLV忽视机组负荷百分比权重对单台机组全年能耗的影响；
• IPLV/NPLV计算法不适用于多台冷水机组系统；
• IPLV/NPLV计算法不能反映多机头机组真实能效特性；
• 不宜用全国统一的IPLV/NPLV值指导实际工程的设计。

进一步审视冷水机组标定 (ASHRAE文章）

采用IPLV有什么错？

• IPLV只评价单台冷水机组的应用；
• IPLV仅采用４个特定负荷点及相应的时间权重；
• IPLV未考虑变频机组的特性；
• IPLV用于比较机组卸载特性，并不能判断是否省钱；

AHRI 对于综合部分负荷值(IPLV/NPLV)的定义

IPLV/NPLV定义的机组负荷分区

机组卸载与冷却水温关系 AHRI；机组能耗与负荷率、压缩机提升力相关；冷水机组负荷率分区图：

亚特兰大实例与NPLV估算的差别 (二台冷水机组的机房)：

进一步审视冷水机组标定

IPLV/NPLV不应作为衡量机组能耗的标准。当审视一台冷水机组实际运行状况时，越来越明显的特征是：高负荷区运行点的性能非常重要。希望找到 “类似IPLV”的简易计算方法是可以理解的，但“类似IPLV”的方法不能准确描述系统中单台机组的能耗。它也无法预测变频机组的节能效果，和高成本导致的回收期限长短。

本文素材来源于互联网，对部分内容作删减是为了便以编辑。原作者：贾晶。发布于：上海