空调机组性能系数浅析西安工程大学赵军狄育慧宣永梅摘要本文介绍了当前应用较多的几种空调机组性能系数的现状，说明了各自的定义及应用，重点说明了蒸发冷却空调机组的性能特点，并通过具体的测试数据，说明了蒸发冷却空调机组的优势。

关键词空调机组性能系数蒸发冷却空调机组优点工程实例前言近年来，人们不对空调的需求量断增加，用电量也随之剧增，特别是加重了夏季的用电负荷。

在制冷系统容量和运行时间一定时，全年能耗取决于制冷组的类型、单机容量、台数、不同机型不同容量机组的搭配方式等。

如果知道机组的额定冷量和部分负荷调节特性，结合用户全年冷负荷的分布规律，就可以准确计算其全年能耗。

目前，国内外空调机组性能系数的评价方法主要有以下几个指标。

1．能效比EER它是标志机组能耗的重要指标，EER（Energy Efficiency Ratio）为在给定的额定工况和规定条件下，空调器机组进行制冷运行时，制冷量一输入功率之比，其值用(Btu/h)/W 或W/W表示。

其中Btu为英热单位（British thermal units），1Btu/h=0.293W。

它与COP的关系是：EER((Btu/h)/W )= 3.413COP(W/W)。

EER主要表征了空调机组（含空气源、水源、地源等形式的整体式、分体式空调机组）的性能参数。

EER性能参数值比COP适用范围更加广泛，除了一般的电动压缩式制冷或热泵空调机组（制冷压缩机）外，亦适合于吸收式制冷机组。

EER所表示的仅仅是名义工况下的能耗，随着系统承担负载荷的减少，EER会大幅度的下降。

例如：某机组在满负荷运行时的EER是3.0，而当系统调节为40%负荷时，EER 已经降为1.4了。

系统负荷与冷水机组的制冷量完全匹配的情况几乎是没有的，因此必须考虑机组在季节下的能耗情况。

2．季节能效比SEER季节能效比SEER表示在制冷季节期间内，空调器进行制冷运行时，从房间除去的热量总和（总的制冷量）与耗电量总和（总的输入能量）之间的比值。

3．制冷系数COPCOP(Coefficient of Performance)是一个综合经济指标，就是机组制冷量与机组能耗（包括燃料释放出的能量和电能）之比。

它反映了机组设计的优劣，包括机组压缩机效率、风量、换热面积、系统的选择及配套件选配。

它表示了机组进行制冷运行时，输出总制冷量与输入总能量的一个比值。

COP= EER*两系数（一为传动效率，二为连接形式系数（如直联、皮带传动））其一个较突出的特点是仅适合于电动压缩式（蒸气压缩式）制冷或热泵空调机组。

4．综合部分负荷性能系数IPLV和部分负荷应用值APLV［1］ILPV不仅是评价机组的性能的重要指标，而且也是建筑节能标准和评估体系中的重要环节。

原因就是作为节能标准必须考察全年能耗值。

目前，国内外工程上应用的建筑能耗估算主要有：当量满负荷运行小时数法；满负荷效率COP法。

而上述方法需要知道当量满负荷时间。

有了ILPV值就可以方便的描述在一个标准年周期内机组运行的实际能耗。

美国制冷学会ARI-550标准中提出综合部分负荷能耗值IPLV(Integrated Part Load Value)和部分负荷应用值APLV(Application Part Load Value)。

制冷机组的部分负荷能耗值IPLV是部分负荷下的特性表现，实质上就是衡量了机组性能与系统负荷动态特性的匹配。

它先将负荷整理成ASHRAE所提供的BIN参数的形式，然后再将整个负荷以100%、75%、50%、25%为中心划分为4个区域，最后计算得到每个区域占总运行时间的比例常数。

这4个比例常数实际上是起到了一个“时间权”的作用，即对机组在不同负荷下的性能表现，赋予了不同大小的时间权值。

IPLV＝0.01A十0.42B十0.45C十0.12DAPLV＝IPLV／T式中：A--100％负荷时的耗能量；B--75％负荷时的耗能量；C--50％负荷时的耗能量；D--25％负荷时的耗能量；T--制冷机组全年运行时间(h／a)。

A、B、C、D前的权系数（0.01,0.42,0.45,0.12）分别为(75%-100%)、(50%-75%)、(25%-50%)、(0%-25%)等四个负荷段的运行时间频数。

制冷系统全年能耗为： ER＝IPLV，或ER=APLV×T在额定负荷下EER值体现了设备机械制造水平，而ILPV值体现了设备的电子控制水平。

5. 蒸发冷却空调技术蒸发冷却技术是已知最早的冷却方式，由于采用全新风调节，节能环保，结构简单，近年来引起人们的普遍关注。

其工作原理主要是利用自然环境中湿空气的干湿球温度差来造成或扩大传热温差而获得冷却效果的特殊的空气—空气换热器，干湿球温差越大，冷却的效果越显著。

蒸发冷却主要有直接蒸发冷却(DEC)、间接蒸发冷却(IEC)，以及与其他冷却形式的组合应用方式。

纺织厂是最早应用蒸发冷却技术的行业，纺织厂空调所使用的喷水室就是直接蒸发冷却的一种形式。

间接蒸发冷却技术通过直接从自然环境中获取冷量对空气进行等湿降温，从而具有节能、经济、环保的优点，其制冷的COP值很高。

其独特的工作原理使得蒸发冷却适用更广的地区，提供舒适的空调环境［2］。

我国广大西北地区，室外空气普遍比较干燥，空气中水蒸汽分压力比较小，我们知道水在这种干燥空气中会自然蒸发。

空气越干燥，水分蒸发的越快，这个过程吸收的潜热就越多，从而对空气降温就越明显［3］。

对于直接蒸发冷却机组，一类是将直接蒸发冷却装置与风机组合在一起，成为单元式空气蒸发冷却器，另一类是将该装置设在组合式空气处理机组内作为直接蒸发冷却段［4］。

本文仅是对于整体单元设备的工况进行分析。

以下为国内某厂家直接蒸发冷却设备的一些参数［5］表1. 国内某厂家直接蒸发冷却设备的温降表室外相对湿度/%室外温度/℃10 20 30 40 50 60 70 80 9010 3.2 4.0 4.8 5.6 6.4 7.2 8.0 8.6 9.415 6.6 7.8 8.8 9.8 10.8 11.7 12.6 13.4 14.320 10.1 11.4 12.8 13.9 15.2 16.2 17.2 18.2 19.225 13.4 15.0 16.6 18.0 19.4 20.6 21.8 22.9 24.030 16.6 18.6 20.4 22.0 23.6 25.0 26.4 27.7 28.935 19.8 22.2 24.2 26.2 28.0 29.6 31.0 32.4 33.740 23.0 25.6 28.1 30.4 32.3 33.9 ———45 25.9 29.2 32.0 34.4 —————50 29.0 32.7 35.8 ——————从上表中可以看出，在理论条件下，机组的冷却极限能力比实际情况偏大。

针对某一具体的设备，当室外空气干球温度38℃，湿球温度21℃，室外相对湿度20%，把室内空气温度降至27.4℃时，设备性能参数如下。

表2. 国内某厂家直接蒸发冷却设备的工况表序号制冷量/Kw 风量/m3/h 风压/Pa 功率/Kw EER1 3.1 950 60 0.06 522 13 4000 80 0.40 333 47 13500 160 0.85 554 63 18000 180 1.50 425 87 25000 280 2.80 316 104 30000 320 4.00 267 139 40000 460 7.50 198 176 50000 500 13.0 14结合上表中数值计算得知，直接蒸发冷却设备的EER值比较以往蒸气压缩式或吸收式空调都有大幅度的提高。

以上厂家预测温降表与实际设备达到的温降均为实验测定的数值，与实际情况有较大差值，但实际条件下节能效果亦较明显。

6. 在实际施工并应用的工程中，具体实测数值［1］［4］［5］［6］6.1项目概况工程为石河子某餐饮建筑，空调使用面积870㎡，共有两层，一层宴会厅，二层有17各小包间，采用风机盘管加新风系统的半集中空调形式。

其中新风部分采用蒸发冷却新风机组，表3.石河子市某娱乐城测试数据新风干球新风相对送风干球送风湿球冷却塔供风机盘管风机盘管风机盘管温度/℃湿度/% 温度/℃温度/℃水温度/℃回水温度/℃送风温度/℃回风温度/℃36.69 20.70 18.46 17.50 20.26 32.12 21.37 26.10 36.18 21.30 18.41 17.52 18.75 20.59 19.60 25.43 35.73 21.10 18.90 18.13 18.17 20.03 19.54 25.31 35.16 21.30 18.37 17.67 17.77 19.46 18.89 24.37 34.37 24.00 19.25 18.53 17.77 19.46 18.89 24.36 34.02 31.40 22.08 21.22 19.70 21.40 20.65 25.75 33.62 32.20 22.56 21.97 22.41 22.92 23.25 26.53 32.35 39.10 22.58 21.02 20.81 22.39 21.33 26.19 31.89 25.50 21.63 19.04 20.08 21.68 20.87 25.76 30.25 30.90 18.67 17.94 18.17 19.84 19.51 25.30参考石河子市气象参数计算，室外空气干球温度32.4℃，湿球温度21.6℃。

计算得知，系统总的冷负荷为64.8Kw，总的湿负荷为42809g/Kg；其中，新风机组承担冷负荷为35.9Kw，新风量为23280 m3/h，机组总用电功率为2.8Kw。

该机组的EER值可达到13左右；ILPV值经计算得为2.3Kw。

6.2项目概况本项目为：乌鲁木齐市内某培训中心，共有3层，系统采用集中空调形式。

空调系统采用新疆某公司的三级蒸发冷却空调机组SZHJ－Ⅲ系列产品。

其中新风机组选用的是SZHJ－Ⅲ－08－L型机组，以下某些数据是在该机组参数的基础上获得。

表4.乌鲁木齐市某培训中心测试数据测试项目干球平均温度/℃湿球平均温度/℃干球平均温降/℃时刻室外参数31.50 18.25 — 16:30型式1 22.13 15.13 9.38 16:30型式2 21.50 15.25 10.00 17:00型式3 20.00 19.25 11.50 17:00室内参数23.0 16.5 8.5 17:30乌鲁木齐市气象参数为：室外空气干球温度34.1℃，湿球温度18.5℃, 室外相对湿度21%，机组总的冷负荷为141.2Kw，总风量为40000 m3/h，新风量为10000 m3/h，机组总用电功率为26.1Kw。