冷水机组运行性能评价及节能诊断（终稿）

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1、冷水机组运行性能评价及节能诊断清华大学建筑技术科学系蔡宏武魏庆摘要：本文指出了目前用COP作为单一指标评价冷水机组运行性能及进行节能诊断时的不足，在此基础上，提出应将多方面因素综合起来评价冷水机组的运行性能；提出了影响冷水机组运行性能的各种因素的分类方法；指出冷水机组节能诊断应从内、外两个方面着手，给出了内部效率（DCOP）和外部效率（ICOP）的概念，并进一步分析了这两个效率各自的影响因素及其在节能诊断中的应用；重点是将本文提出的新观点和方法应用到工程实际中去，示例性地给出了对冷水机组进行节能诊断的全过程。关键词：冷水机组COP内部效率（DCOP）外部效率（ICOP）节能诊断1.引言大型

2、公共建筑节能的最主要任务是空调系统节能，冷水机组作为空调系统的最主要用能部分，对其进行节能诊断的意义不言而喻。表1给出了笔者实测的几栋建筑的冷水机组能耗情况。表1：冷水机组能耗典型数据建筑序号所处地区使用性质建筑面积（7im2）冷机电耗（万kWh/年）占空调系统总能耗比例（%）占建筑总能耗比例（%）A北京办公3.750.744.2%37.1%B上海办公、宾馆29.0745.049.0%24.0%C深圳办公楼4.575.137.5%19.4%D香港商场11.51299.056.5%37.4%冷水机纽的节能诊断问题，实际上就是对冷水机组的运行性能进行科学评价的问题。有了科学的评价，分析清楚影响

3、冷水机组性能的各种因索，自然就能提出科学的节能诊断意见。对冷水机组的实际性能进行评价的传统方法（H前普遍采用的方法）是使用cop这个性能指标。cop是指冷量与电耗的比值，其值越高说明冷水机组运行的经济性越好（越省能），反Z就越差。显然,cop很直观地反映了冷水机组的整体运行性能。但是这种评价方法却抹杀了不同因素的影响。举例说:要比较分别位于北京和深圳的两台冷水机组的运行性能，它们的负荷率基木相同，经测定位于北京的冷水机组COP值耍明显高于位于深圳的冷水机组，但是我们却不能rh此推断北京的这台冷水机组比深圳的更节能，因为我们无法知道北京的这台冷水机组的cop值高是因为气候使然，还是因为冷水机

4、组本身的性能好。如果仅仅是因为北京的宗外湿球温度低于深圳，而使得冷水机组的cop高于深圳，就不能认为北京的这台冷水机组更节能。不仅如此，传统的cop方法在描述冷水机组性能方曲也有其不足。为了进行节能分析计算，需要对冷水机组的性能进行数学描述，目前普遍采用的方法是将cop拟合成负荷率的函数。这样实际上是认为冷水机组的cop只与负荷率有关，而与冷水机组所处的运行条件无关，比如冷水温度、冷却水温度等。这显然是不科学的：我们知道，冷水温度和冷却水温度的同低水平直接决定了蒸发温度和冷凝温度的高低水平，而这两个温度的高低又彫响着制冷效率，即冷水机组COPo因此，我们有必耍寻求一种更科学的描述方法，这也

5、是本文的一个重要目的所在。2.冷水机组运行性能影响因素在引言屮笔者指出了cop川于节能诊断的两点不足，造成这两点不足的根木原因都是因为没有区别影响冷水机组实际运行性能的各种因素，将它们混淆在一起。因此，要想提出更科学合理的方法就应首先对各种影响因素进行合理的梳理和分类。冷水机组的运行性能不但受口身因素的影响，还受其所处的运行条件的影响，因此我们在对各种影响因素进行分类的时候，可以先分成两大类，即：内部因素和外部因素。内部因素反映的是冷水机组的型式、制造水平、压缩机的匹配、制冷剂的种类以及充装量等；外部因素则是指冷水温度、冷却水温度等影响蒸发温度和冷凝温度的因素。具体的分类如图1所示。影响因

6、素冷水机组运行性能「冷水机组型式制造水平内部因素彳压缩机匹配制冷机剂种类及充装量「蒸发温度J外部因素YI冷凝温度r冷水温度工蒸发器换热效率（冷凝器换热温差）r—冷却水岀冷机温度t冷凝器换热效率（冷凝器换热温差）室外湿球温度冷却塔换热效率（冷却塔换热温差）冷却水供回温差（冷却水贵）图1:冷水机组运行性能影响因素分类树图1实际上也给出了对冷水机组进行节能诊断的指标体系，即我们在诊断吋不能仅考虑cop,还要结合内部因素和外部因素来分析；同样在考察外部因素时我们也要结合蒸发温度和冷凝温度两方而来考虑；如此逐层类推。只有这样，才能对冷水机组的实际运行性能作出客观评价，才能对图1分类树中的各个结点是否

7、存在问题作出正确判断，从而指导节能实践。需要指出的是，图1中没有将负荷率对冷水机组性能的影响归入其屮，这并不表示负荷率对冷水机组性能没有影响，而是因为负荷率的影响有其综合性和复杂性，一般说来它的影响已经反映到其它影响因索中去了。比如内部因索的各种影响可以通过负荷率综合地表示出来，在卜文中将作详细说明。3・冷水机组运行性能表示方法既然要考虑内、外部因素的不同影响，自然想到将COP表示成内、外两个效率的积形式，即：总体效率（