賓館空調(diào)冷源的年部分負荷能耗計算分析

賓館空調(diào)冷源的年部分負荷能耗計算分析重慶醫(yī)藥工程公司 周一芳重慶能用工業(yè)集團公司 周邦宇摘要通過對賓館中央空調(diào)用直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組夏季供冷運行資料的研究分析，推導出該設備的年平均部分負荷氣耗系數(shù)計算公式，以求得其年供冷的氣耗量?？晒┩惱湓丛O備的選型比較及能耗指標預測時借鑒和參考。 關鍵詞：部分負荷能耗，空調(diào)，冷源，計算 1 引言對空調(diào)冷(熱)源設備進行選型和技術經(jīng)濟指標比較時，必須預測其全年運行的部分負荷能耗值。我國機械行業(yè)標準JB/T3355-1998離心式冷水機組中規(guī)定等效采用美國制冷學會標準ARI550-92離心式與回轉(zhuǎn)螺桿式冷水機組中的部分負荷能耗系數(shù)百分數(shù)計算式，即式中 A、B、C、D-冷源設備分別在100%、75%、50%、25%各部分負荷點下的能耗系數(shù)與額定負荷點(100%)下能耗系數(shù)之比值：0.17、0.39、0.33、0.11-各部分負荷下的計算系數(shù)。 由于式(1)中的0.17、0.39、0.33、0.11等計算系數(shù)是根據(jù)美國亞特蘭大城一座典型辦公樓建筑中冷源設備的全年運行時數(shù)分布數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出的，不具普遍適用性。 本文針對重慶地區(qū)的夏季氣象條件，對用于賓館中央空調(diào)系統(tǒng)的直燃型溴機的運行資料進行分析基礎上，求出其年平均部分負荷能耗計算式。該推導方法適用于各種類型的空調(diào)冷(熱)源設備。 2 某賓館空調(diào)冷源設備的使用狀況及數(shù)據(jù)整理該賓館以經(jīng)營客房、會議室、餐廳為主，兼有少量寫字間。由于重慶地區(qū)有充足的天然氣供應，故該中央空調(diào)系統(tǒng)采用長沙遠大空調(diào)有限公司的VI型直燃機(天然氣)作為冷(熱)源，夏季總冷量1512KW(756KW各1臺)，總耗氣量112Nm3/h。氣流組織方式以集中式送回風系統(tǒng)為主，兼有風機盤管和獨立新風系統(tǒng)。該設備已正常運行3年以上。 該賓館的供冷期為每年3月-11月，總運行為2989h。3其中3、4、10、11月份為過渡月份，其平均負荷百分數(shù)(與額定負荷之比)在40%以下，月平均供冷117h；其余月分平均供冷504h(逐月供冷運行時數(shù)統(tǒng)計見圖1)。 圖1 某賓館逐月供冷時數(shù)統(tǒng)計 其夏季負荷分區(qū)段供冷時數(shù)分布見下表1某賓館夏季負荷分區(qū)段的供冷進數(shù) 表1全年負荷(制冷量)分段供冷(運行)時數(shù)(h)分段供冷時數(shù)占全年供冷時數(shù)的百分比(%)100%75%242.58.175%50%176859.250%25%818.527.425%0%1605.3全年總供冷(運行)時數(shù)2989100該賓館空調(diào)冷源的設計冷量比較富裕，其中月平均負荷百發(fā)數(shù)在80%左右僅242.5h，占總供冷時數(shù)的8.1%；月平均負荷百分數(shù)在60%左右為1768h，占總供冷時數(shù)的59.2%。該冷源夏季逐月冷負荷百分數(shù)(q)與氣耗量百分數(shù)(v)的分布趨勢見圖2?？梢娖涓哓摵?、高氣耗均集中在6、7、8、9月份。 圖2 某商場直燃機夏季逐月冷負荷百分數(shù)(q)與氣耗量百分數(shù)(v)的分布趨勢3 空調(diào)冷源年平均部分負荷氣耗系數(shù)的確定 (1)賓館直燃機的年平均部分負荷氣耗系數(shù)的確定由于冷源設備的性能系數(shù)(IPLV)與其能耗系數(shù)(IPLV)互為倒數(shù)關系，故可得該直燃機的年平均部分負荷氣耗系數(shù)為 (2) 式中1、2、3、4-各部分負荷區(qū)段內(nèi)運行時數(shù)占全年運行時數(shù)的百分比，見表1； A、B、C、D-分別為100%、75%、50%、25%負荷點時的性能系數(shù)(COP或EER)； A、B、C、D-分別為100%、75%、50%、25%負荷點時的氣耗系數(shù)，即，類推。 將表1中值代入式(2)，經(jīng)簡化可得：(2)賓館直燃機的年平均部分負荷氣耗系數(shù)百分數(shù)g的確定 為便于數(shù)據(jù)處理，須確定直燃機年平均部分負荷氣耗系數(shù)的百分數(shù)比，即年平均部分負荷氣耗系數(shù)(IPLV)與額定負荷(100%)下額定氣耗系數(shù)(Ag)之比值g，由上式(3)可得 式中A、B、C、D-冷源設備分別在100%、75%、50%、25%。負荷點時的氣耗系數(shù)與額定負荷點(100%)時氣耗系數(shù)(Ag)之比值。比較式(1)與式(4)，區(qū)別僅在于其計算系數(shù)(0.0405、0.3365、0.433、0.19)不同。根據(jù)式(4)中定義，可求出各部分負荷點下的A、B、C、D各值(查曲線，見圖3)：100負荷點75%負荷點50%負荷點 25%負荷點 經(jīng)過對本冷源設備實測數(shù)據(jù)整理得到該直燃機(2臺)的總v-q性能曲線與產(chǎn)品樣本提供的性能曲線一致，見圖3。 圖3 直燃機氣耗百分數(shù)(v)與負荷百分數(shù)(q)的性能曲線利用圖2性能曲線，可查得式(6)、(7)、(8)中VB、VC、VD各值，繼而求出A、B、C、D，代入式(4)，可求得該直燃機的年(夏季)平均部分負荷氣耗系數(shù)百分數(shù)g。 查圖2曲線得 4 該賓館空調(diào)冷源的年部分負荷氣耗量計算賓館空調(diào)采用的直燃機冷源，其年(夏季)制冷的天然氣耗量Mg為式中Vg-直燃機在額定(100%)負荷下的天然氣氣耗系數(shù)，Nm3/h，角碼g-氣；Tg-直燃機年(夏季)制冷運行時數(shù)，h/a，a-年； g-直燃機年(夏季)平均部分負荷氣耗系數(shù)百分數(shù)，見式(4)、(9) 已知 Vg=112Nm3/h，Tg=2989h/a，g=0.9006 則 Mg=VgTgg=301492Nm3/a=34.15104Nm3/a 5 結(jié)論1) 不同的環(huán)境氣象條件、不同建筑使用功能(酒店、商場、賓館、商務中心、醫(yī)院、體育文娛中心等)應具有不同的全年負荷分段供冷運行時數(shù)百分比(表1)，因而有不同計算系數(shù)的公式(3)和(4)。應在大量代表性運行資料統(tǒng)計分析的基礎上，才能建立較為能用的冷源設備年能耗(電耗、氣耗、油耗等)量計算公式。2) 本賓館空調(diào)冷熱源均使用直燃機，對冬季采暖的年平均部分負荷氣耗量計算，按本文方法同樣可求出。3)我國機械標準JB/T8055-96中并未規(guī)定直燃機的部分負荷性能系數(shù)及部分負荷能耗的計算式，本文推導方法及結(jié)果，可供參考。參考文獻1. 中華人民共和國機械行業(yè)標準JB/T3355-1998離心式冷水機組中華人民共和國機械工業(yè)部，19982. 中華人民共和國機械行業(yè)標準JB/T8055-96直燃型溴化鋰吸收式冷、熱水機組中華人民共和國機械工業(yè)部，19983. 美國制冷學會標準ARI550-92離心式與回轉(zhuǎn)螺桿式冷水機組 4. 美國制冷學會標準ARI560-92吸收式冷水和熱水機組5. 周邦寧主編，吳元煒主審中央空