摘要：當前談到節能多數人只關注冷水機組的NPLV指標（非標準綜合部分負荷性能系數）及100%負荷時的能效比，認為只要這2個指標優秀就一定節能。根據國內某知名廠家的產品數據，通過對若干案例的具體分析計算，對這個問題進行了探討，并闡述了初投資與運行費用的相對關系。
關鍵詞：冷水機組選配方案；部分負荷運行方案；能效比；NPLV；節能
0 引言
資源環境約束與經濟快速增長的矛盾已經成為我國經濟社會發展面臨的嚴峻挑戰，相關資料顯示當前我國建筑能耗已經占到總能耗的27%以上，空調能耗約占建筑能耗的60%～70%。隨著我國經濟的進一步發展、人民生活水平的進一步提高，這個比例必然進一步擴大。面對這樣一個基本情況，如何控制空調能耗已經成為暖通空調從業人員必須面對的一個重要課題，中央空調系統由多種設備組成，包含了眾多與能耗相關的課題，如一次泵變流量系統、溫濕度獨立控制系統、低溫送風系統、大溫差小流量系統、冷水機組變頻控制、末端設備變風量控制等，這些課題已經被大家廣泛關注。作為暖通空調從業人員，筆者希望從另外一個角度探討空調系統節能的話題。
目前設計人員及用戶往往只關注冷水機組的NPLV指標（非標準綜合部分負荷性能系數）及100%負荷時的能效比，認為只要這2個指標優秀就一定節能，事實真的是這樣嗎？相關統計顯示空調夏季設計日部分負荷有如下特性：低于70%部分負荷的運行時間占全天總運行時間的63%，也就是說冷水機組在實際使用時多數情況下在部分負荷運行，故而筆者認為在建筑物空調負荷確定后，如何確定冷水機組型號、數量及部分負荷運行方案是一個非常值得探討的問題。下文筆者根據國內某知名廠家的產品數據，通過對若干案例的具體分析，對這個問題進行闡述。
1 本文的分析計算是基于如下原則進行的：
1.1 空調系統包含眾多用電設備：冷水機組、水泵、冷卻塔、末端設備等，基本可以分為兩個大系統：機房系統、末端系統，本文只分析機房能耗，以不同機房方案下末端系統能耗一致為基礎。本文分析以定流量為基礎，故而可忽略水泵、冷卻塔的能耗影響，最終將空調能耗分析簡化為對冷水機組能耗的分析。
1.2 冷水機組運行工況：冷卻水進出水溫度30/35 ℃，冷卻水側污垢系數0.044 m2·℃/kW，冷凍水進出水溫度12/7 ℃，冷凍水側污垢系數0.018 m2·℃/kW
1.3 雖然冷水機組實際運行時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行類比計算的方法來簡化計算難度，下文機組全年耗電量計算按照AHRI 550/590(I-P)-2011中關于IPLV（AHRI標準工況下綜合部分負荷性能系數）的計算方法進行：IPLV=0.01×A+0.42×B+0.45×C+0.12×D，式中A/B/C/D分別對應于100%/75%/50%/25%負荷百分比下冷水機組的能效比，如下表1所示。
表1 AHRI計算依據
|
負荷百分比 |
冷水機組能效比 |
冷卻水進水溫度 ℃ |
運行時間權重 |
|
IPLV |
NPLV |
能耗計算 |
|
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 |
為了使計算結果更加貼近實際運行數據，下文中冷水機組在各部分負荷點的功率指標均按照恒定冷卻水進水溫度（30 ℃）考慮。
下文中NPLV指標對應的各部分負荷點冷卻水進水溫度如上表所示。
1.4 冷水機組全年運行時間按照3 000 h考慮。
以下筆者將根據具體案例采用不同的冷水機組選配方案、不同的部分負荷運行方案，對冷水機組在不同方案下的全年運行總能耗進行分析計算。
