从图2中,可以看出,采用变频型房间空调器代替定频型房间空调器有更好的节能效果。对中小型空调器来讲,一般根据峰值负荷设计系统容量,但事实上系统却常常工作在部分负荷状态下,这就需要依靠开、停控制来进行容量调节,这种间歇调节的能量消耗大于连续运行系统。采用变频空调可以很好的克服压缩机开停过程中的损失,从而达到更好的节能效果。
2、冷水机组或单元式机组的综合部分负荷值(IPLV)
冷水机组和单元式空调的季节能效比用综合部分负荷值-IPLV表示。IPLV作为冷水机组的能耗考核指标已被广泛采用,当今采用IPLV的有ASHRAE90.1建筑节能标准、FEMP(美国联邦能源管理程序,作为采购冷水机组的标准)、多数美国建筑节能标志、加拿大建筑节能标志等;拟采用的有ISO全球冷水机组标准(TC86/SC6/WG9)、欧洲冷水机组标准(EECCAC)、英国冷水机组标准(London)和意大利冷水机组标准(EMPE);可以说IPLV已在全世界得到了认可。我国也有必要开展适用于我国的IPLV的制定工作。
ARI550/590-98给出了IPLV的计算公式:
IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D
式中:A-机组在100%容量且部分负荷条件下的能效比;B-机组在75%容量且部分负荷条件下的能效比;C-机组在50%容量且部分负荷条件下的能效比;D-机组在25%容量且部分负荷条件下的能效比。
事实上,很少有机组能恰好运行在上述四个工况点,为此在计算IPLV时要先把不在标准指定的工况点下的能效比换算成那四个点的能效比,ARI550/590-98也给出了相应的计算方法。美国以外的一些国家和地区也提出了IPLV计算公式,这些公式的结构与美国的类似,不同之处在于部分负荷下的权重不同,见表6。
单元式空调机的IPLV能耗指标,计算方法与冷水机组的不同,公式为:

式中:PLF-部分负荷因子,按其部分负荷因子曲线取值;n-可调节的容量总数;下标1-代表100%容量且在部分负荷条件下;下标2,3等代表指定容量且在部分负荷条件下。
为了对IPLV有一个直观认识,我们以1342kW水冷式冷水机组为例来具体说明。以满负荷时EER为5.57W/W的情况为计算起点,四个部分负荷点的EER使用机组容量控制模型计算,以ARI550/590-98规定的部分负荷性能测试条件作为输入参数来模拟计算。然后以不同国家和地区的IPLV公式来计算相应的IPLV,结果见表7。

表6 不同国家和地区的IPLV负荷权重

表7 IPLV算例分析
由表7可看到,不管采用哪个IPLV公式计算,IPLV都比EER高(14%~20%),这就是说在设备制造水平一定时,采用运行调节方法还可有较大的节能空间。不同国家和地区的IPLV不同说明同一台设备在不同的运行条件下实际能耗是不同的。但前提是设备具有运行参数调节和优化功。
3、对我国制定IPLV标准的一些建议
美国在确定冷水机组的IPLV公式中的系数时综合考虑了美国29个城市的气象条件、各种建筑物类型、机组运行时间和水温(或气温)的变化。以这种方法建立的IPLV公式具有一定的通用性,使用简单且方便,但也存在一些问题。
(1)冷水机组在实际应用中情况要复杂的多,标准规定不在标准要求的四个负荷率下的能效比时采用了线性插值法(只能内插,不能外推),但实事上机组的能效比不一定随负荷按线性规律变化。单元式空调机IPLV计算式中的部分负荷因子是非线性变化规律,较符合实际情况。因此,建议对冷水机组的IPLV计算中增加计算工况点,例如按8个负荷率来计算。
(2)在制定我国IPLV标准时,应以我国多个温度带来确定部分负荷因子曲线。而IPLV值的计算,理论上应参照公式(2),实际测量可参照公式(1),具体的权重系数可根据负荷因子曲线确定。提出“当地综合部分负荷值(LIPLV,Local Integrated Part Load Value)”评价指标,指一台设备在确定的地点可得到的IPLV,这一评价指标更有针对性,能更好地反映机组在具体使用条件下的能效状况,具有实际意义和可比性。
三、人体舒适性研究与社会作息制度调整
我国对舒适性的研究中大多以欧洲或美国所做的试验与计算公式为准。但发达国家舒适性指标并不适合我国,因中外的饮食含热量、着装习惯和房屋结构不同,热舒适感会有不同
有研究结果表明,我国大多数人夏季舒适感的上限是28℃,中值是25℃,而大多数情况下可在27℃运行。人体具有自我调节能力,会逐步适应连续高温天气,此时室内空调温度可适度提高,以达节能效果。而满足“心理性舒适” 的过低温度,不仅浪费能量,也会造成“空调病”。故应加强对“健康舒适度”的研究。
利用合理休假制度,降低用电高峰。政府应对法定假日和工作人员的休假进行用能分析。我国“五一”、“十一”两个“黄金周”都是在气候宜人的时节,这时放长假不利于能源节约。欧美国家实行带薪休假,大多在七八月高温时节,人们去海滨、山区等凉爽地方去度假,这对降低用电峰值大有好处。
调整作息制度,均匀负荷分布。我国实际上跨越4个时区,但统一按北京时间作息,用电高峰过于集中。国土面积大的发达国家都实行多时区制,是有节能方面的道理的,我国在第一步可实行东部时区和西部时区,逐步发展为四个时区。城市机关、工厂、学校实行交错上下班,甚至一些较大的单位也可实行两三个作息制度,对电负荷的削峰有良好作用。
四、政策法规的引导
目前,我国大型空调器企业产品的能效比平均水平在2.5~3.3之间,中小企业产品的实测平均值在2.2~2.5之间,这远低于发达国家水平。根据我国目前的状况,只有提升建筑空调的能效水平,才能使我国的空调产品进入国际市场,保持现在的生产大国的地位。随着我国经济的迅速发展和世界贸易组织(WTO)的加入,进出口贸易将大大增加,空调产品的能效水平已成为衡量产品质量的重要指标,直接影响其国际竞争力。
我国已出台的《房间空气调节器能源效率限定值及能效等级》(GB12021.3-2004)、《单元式空气调节机能源效率限定值及能效等级》(GB19576-2004)、《冷水机组能源效率限定值及能效等级》(GB19577-2004)三项空调能效国家标准已于2004年8月23日由国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会正式批准,并于2005年3月1日起正式实施。如果按照我国新的《房间空气调节器能源效率限定值及能效等级》标准来衡量,据统计,05年市场上大约有28%的空调器能效指标不合格,能效系数EER3.0以上的只占7.7%左右。单元式空调和冷水机组也有相似的局面。这次出台的空调能效标准将建立统一的评价体系,通过广泛宣传、加强培训,引导空调企业加大节能技术的投入,提高我们空调器产品的整体能效水平。
随着空调耗能的逐年增加,如何降低空调机组的能耗,深入挖掘节能潜力已是目前研究的重点。本文从这个观点出发,分析了空调机组的技术节能途径——EER,SEER以及IPLV,对于人体舒适性的研究以及社会作息制度调整可以达到合理用能,节约用能。同时从政策节能方面分析了相应的政策法规支持,对减少空调用电负荷有很大的积极作用。
|