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依据国家标准进行冷水机组能效评估的具体步骤和注意事项
2025-07-23
微析研究院
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机械设备
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冷水机组是建筑空调系统的核心冷源,其能效水平直接决定系统能耗与运行成本。依据国家标准开展能效评估,是验证机组节能性能、排查能效短板、保障合规运行的关键路径。本文结合GB 19577-2015《冷水机组能效限定值及能效等级》等核心标准,梳理评估的具体步骤与实操要点,为从业者提供可落地的指导。
明确评估依据的标准与适用范围
能效评估的前提是确定适用标准,国内冷水机组的核心依据是GB 19577-2015,该标准覆盖离心式、螺杆式、活塞式/涡旋式三类机组,对不同类型的适用范围有明确划分:离心式适用于名义制冷量≥528kW的机组;螺杆式适用于≥116kW的机组;活塞式/涡旋式适用于116kW~528kW的机组。
标准中的“名义工况”是评估基准,需严格遵循:水冷式机组的名义工况为蒸发温度5℃、冷凝温度40℃、冷冻水进出口12℃/7℃、冷却水进出口30℃/35℃;风冷式则为冷凝温度50℃(干球温度),其余同水冷式。评估前需确认机组设计工况是否符合,避免因工况偏差导致结果失效。
收集机组基础参数与运行数据
基础参数需从铭牌、说明书或技术文件中获取,包括:制造商、型号、机组类型、名义制冷量(kW)、额定输入功率(kW)、制冷剂类型、换热器形式(壳管/板式)、控制方式(定频/变频)。这些信息是后续计算的基础。
运行数据需同步测量实际运行状态的关键参数:冷冻水/冷却水进出口温度(℃)、流量(m³/h)、机组输入功率(kW)、负荷率(%)。流量需用经校准的超声波或电磁流量计(避免涡轮流量计受水质影响);功率用电能质量分析仪记录,确保覆盖压缩机、油泵等机组自身功率(若含辅助设备需明确说明)。
数据同步性是关键:所有参数需在同一时间点测量,比如测冷冻水温度时,需同时记流量与功率,避免时间差导致的计算误差。
核实名义工况下的能效等级
名义工况能效是机组的“设计性能”,计算方式为性能系数COP=名义制冷量(kW)/额定输入功率(kW)(风冷式可用EER,单位换算后结果一致)。
对照GB 19577-2015的能效等级表:离心式≥528kW时,1级COP≥6.3、2级≥5.8、3级≥5.3;螺杆式≥116kW时,1级≥5.5、2级≥5.1、3级≥4.7;活塞式/涡旋式1级≥4.7、2级≥4.4、3级≥4.1。例如,某离心式机组名义制冷量1200kW、额定输入185kW,COP≈6.49,对应1级;某螺杆式200kW、输入45kW,COP≈4.44,刚好达到3级限定值。
若名义COP低于3级,机组属于“淘汰产品”,需更换或改造。
验证实际运行工况的能效
实际能效是机组的“真实性能”,因负荷、环境等因素通常低于名义值。计算实际COP需先算实际制冷量:水冷式Q=4.1868×ρ×V×ΔT(ρ=1000kg/m³,V为冷冻水流量m³/h,ΔT为进出口温差℃,除以3600转换单位)。比如流量200m³/h、温差5℃,Q≈1163kW。
假设实际输入功率220kW,实际COP≈5.29。对比名义COP5.8,下降约8.8%,需分析原因:若冷却水进口32℃(高于名义30℃),冷凝温度升高会增加压缩机功耗;若冷冻水出口8℃(高于名义7℃),蒸发温度升高会提升COP,但通常冷却水温度影响更显著。
工况偏差的影响需量化:冷凝温度每升1℃,离心式COP降1.5%~2%、螺杆式降2%~2.5%;蒸发温度每降1℃,离心式降2%~3%、螺杆式降3%~4%。偏差大时需调整运行参数(如增冷却水流量)或改造(如换高效换热器)。
评估部分负荷的能效表现
机组80%时间处于部分负荷(30%~70%),部分负荷能效是节能关键。GB 19577-2015要求离心式≥528kW需提供部分负荷综合性能系数IPLV,公式为:IPLV=0.01×COP₁₀₀+0.42×COP₇₅+0.45×COP₅₀+0.12×COP₂₅(COP为对应负荷率的性能系数)。
例如,某离心式各负荷COP:100%时6.3、75%时7.0、50%时6.8、25%时5.5,IPLV≈6.75。IPLV越高,部分负荷能效越好。螺杆式虽未强制要求,但也可参考计算,全面了解性能。
需结合实际负荷分布分析:若建筑长期50%负荷,COP₅₀(权重0.45)影响最大,此时高COP₅₀的机组更节能。
核对能效标识与备案信息
冷水机组需贴强制能效标识,内容包括能效等级、名义COP、制造商、型号、备案号。评估时需核对:标识的COP是否与机组名义参数计算结果一致(如标识1级COP6.3,需确认机组计算值≥6.3);备案号需在“国家能效标识管理中心”官网可查,若查不到或信息不符,可能是虚假标识。
能效标识有效期5年,运行超5年需重新备案;机组改造(如换压缩机)后需重新检测标注,避免用原标识误导评估。
实操中的注意事项
一是确保仪器准确:温度计误差≤0.5℃、流量计≤1%、功率表≤0.5级,校准周期不超1年,否则制冷量计算误差可能超5%。
二是区分功率范围:机组能效仅算自身功率(压缩机、油泵等),系统能效需含冷却水/冷冻水泵、冷却塔风机功率,避免混淆。
三是关注维护影响:冷凝器结垢1mm,传热系数降10%~15%,COP降3%~5%;制冷剂泄漏10%,COP降5%~8%。评估前需查维护记录,有结垢或泄漏先整改。
四是结合地域差异:南方夏季冷却水温度可达35℃,实际能效低于北方;水质硬的地区结垢快,能效下降更明显,评估需调整参数,不套用名义值。
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