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什么是COP?
什么是EER?
什么是IPLV?
什么是NPLV?
什么是SEER?
為什么我們提出的這幾個名詞如此讓人糾結(jié)?
下面就這幾個名詞在業(yè)界的解釋敘述如下:
一、EER與COP
這是制冷界耳熟能詳?shù)膬蓚€名詞,網(wǎng)上流傳的版本很多,國標也存在分歧。那么EER與COP到底是什么?他們有什么區(qū)別與聯(lián)系呢?
首先我們看看GB/T7725-2004對EER與COP的定義。
EER:在額定工況和規(guī)定條件下,空調(diào)器進行制冷運行時,制冷量與有效輸入功率之比,其值用W/W表示。
COP:在額定工況(高溫)和規(guī)定條件下,空調(diào)器進行熱泵制熱運行時,制熱量與有效輸入功率之比,其值用W/W表示。
為了避免混淆,GB/T7725-2004特別說明了空調(diào)器有效輸入功率是指壓縮機、控制器、兩器風機等整機輸入功率。有些人認為EER是制冷量與壓縮機軸功率之比,COP是制冷量與壓縮機輸入功率之比,顯然是錯的。顧名思義,空調(diào)器自然是指整機,如果要表達空調(diào)壓縮機的能效,在EER前面一定得加上空調(diào)壓縮機這幾個字。
從字面上看, EER就是能效比,所謂能效比也就是能源與其所產(chǎn)生的效能的比例,用于制冷或制熱都無不可。實際情況則比較復雜,空調(diào)器制熱時產(chǎn)生的的熱量并不等同于空調(diào)器效能。準確的表達,空調(diào)器制熱量應(yīng)該是:空調(diào)器產(chǎn)生的效能與空調(diào)壓縮機輸入功率之和。如果簡單地將二者等同,在一定條件下,空調(diào)器制熱循環(huán)能效將超過理想能效--逆卡諾循環(huán)能效。這確實是個非常糾結(jié)問題,需要好好梳理一下才能消化。
二、性能系數(shù)COP
為了衡量制冷壓縮機在制冷或制熱方面的熱力經(jīng)濟性,常采用性能系數(shù)COP這個指標。
1、制冷性能系數(shù)
開啟式制冷壓縮機的制冷性能系數(shù)COP是指在某一工況下,制冷壓縮機的制冷量與同一工況下制冷壓縮機軸功率Pe的比值。
封閉式制冷壓縮機的制冷性能系數(shù)COP是指在某一工況下,制冷壓縮機的制冷量與同一工況下制冷壓縮機電機的輸入功率Pin的比值。
2、制熱性能系數(shù)
開啟式制冷壓縮機在熱泵循環(huán)中工作時,其制熱性能系數(shù)COPh是指在某一工況下,壓縮機的制熱量與同一工況下壓縮機軸功率Pe的比值。
封閉式制冷壓縮機在熱泵循環(huán)中工作時,其制熱性能系數(shù)COPh是指在某一工況下,壓縮機的制熱量與同一工況下壓縮機電機的輸入功率Pin的比值。
其單位均為(W/W)或(KW/KW)。
大家參考《全國勘察設(shè)計注冊公用設(shè)備工程師暖通空調(diào)專業(yè)考試標準規(guī)范匯編》第517頁或彥啟森主編《空調(diào)用制冷技術(shù)》的相關(guān)內(nèi)容。
三、空調(diào)、采暖設(shè)備的能效比EER(英文為Energy efficiency ratio)
在額定(名義)工況下,空調(diào)、采暖設(shè)備提供的冷量或熱量與設(shè)備本身所消耗的能量之比。此定義可詳見《全國勘察設(shè)計注冊公用設(shè)備工程師暖通空調(diào)專業(yè)考試標準規(guī)范匯編》第482頁JGJ134-2001的術(shù)語部分。大家亦可參閱中國建工出版社趙榮義等編著的《高等學校推薦教材 空氣調(diào)節(jié)》(第三版)第148頁相關(guān)內(nèi)容。
個人認為,EER主要表征了局部空調(diào)機組(含空氣源、水源、地源等等整體式、分體式空調(diào)機組)的性能參數(shù),其一個較突出的特點是僅適合于電動壓縮式(蒸氣壓縮式)制冷或熱泵空調(diào)機組。
而COP性能參數(shù)值則適用范圍更加廣泛,除了一般的電動壓縮式制冷或熱泵空調(diào)機組(制冷壓縮機)外,亦適合于吸收式制冷機組
下面是在論壇上看來的:
COP與EER本質(zhì)上是一樣的,區(qū)別在于COP當中制熱量的計量單位是BTU,而COP當中制量的計量單位是W,因此它們之間存在3.41的倍數(shù)換算關(guān)系,一般COP在3左右,而EER在10左右。
但是想起曾經(jīng)在空調(diào)國標當中看過記得是制冷時用COP,制熱時用的是EER,似乎兩者是有區(qū)別的。而在大學時的理解是EER表征范圍比COP更廣,COP是制冷系數(shù)僅在表征制冷時用,而EER作為能效比在制冷和制熱時都可以用。究竟那一種理解對?
回來再次查閱了GB/T7725《房間空調(diào)器》國標,當中明確指出:
3.9 能效比 (EER)
在額定工況和規(guī)定條件下,空調(diào)器進行制冷運行時,制冷量與有效輸入功率之比,其值用 W / W 表示。
3.10 性能系數(shù) (COP)
在額定工況 ( 高溫 ) 和規(guī)定條件下,空調(diào)器進行熱泵制熱運行時,制熱量與有效輸入功率之比,其值用 W / W 表示。
注:有效輸入功率指在單位時間內(nèi)輸入空調(diào)器內(nèi)的平均電功率。其中包括:
① 壓縮機運行的輸入功率和除霜輸入功率 ( 不用于除霜的附助電加熱裝置除外 ) ;
②所有控制和安全裝置的輸入功率;
③ 熱交換傳精裝置的輸入功率 ( 風扇、泵等 ) 。
而在GB/T 15765《房間空調(diào)器用全封閉型電動機-壓縮機》里雖然沒有明確定義COP與EER,但是能明顯推斷出其性能系數(shù)COP可以表征制冷工況下機器的性能。
在《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語》一文描述制冷術(shù)語的時候,其意思也是指COP用來表征制冷時的性能,同時它也指出在美國也用EER來表征制冷時的性能,而EER的計量單位用的就是BTU,這樣跟COP就存在3.41的換算關(guān)系。
在互聯(lián)網(wǎng)上對這個問題的看法也不一致,多數(shù)人引用GB/T 7725《房間空調(diào)器》國標中對COP與EER的定義。顯然這在家用空調(diào)領(lǐng)域已經(jīng)毫無疑義了。但在此外的制冷空調(diào)領(lǐng)域卻并不是這樣,空調(diào)壓縮機的廠商們在其產(chǎn)品樣本中對于EER與COP的處理就是用3.41倍數(shù)這樣來處理的。據(jù)此,我的理解是:
就其本意來說,COP與EER是用3.41來換算,他們的本意是一樣的。后來GB/T 7725《房間空調(diào)器》國標的制定者強行將COP與EER分開表示不同工況的性能指標而同時又沒有交代來龍去脈,這在一定程度上導致相關(guān)人員的理解混亂。制定狹窄范圍內(nèi)國家標準卻要強行改變更廣闊業(yè)界已約定俗成的觀念,實在有些不智。
四、2004版新的國家標準GB19576《單元式空氣調(diào)節(jié)機能效限定值及能源效率等級》和GB19577《冷水機組能效限定值及能源效率等級》對COP和EER的表述
在標準GB19576-2004《單元式空氣調(diào)節(jié)機能效限定值及能源效率等級》中,我們發(fā)現(xiàn)只出現(xiàn)EER的字樣,漢字意義為“能效比”和“能效等級”的表述。
而在標準GB19577-2004《冷水機組能效限定值及能源效率等級》中,我們發(fā)現(xiàn)只有COP的字樣,漢字意義變?yōu)椤靶阅芟禂?shù)”和“能效等級”的表述。
其含義的區(qū)別只是EER為能效比,而COP為性能系數(shù)。
五:IPLV
IPLV(integrated part load value)綜合部分負荷性能系數(shù) 是用一個單一數(shù)值表示空氣調(diào)節(jié)用冷水機組的部分負荷效率指標,它基于下表規(guī)定的IPLV工況下機組部分負荷的性能系數(shù)值,按照機組在各種負荷下運行時間的加權(quán)因素,通過IPLV公式得到的數(shù)值。
IPLV值這個概念非常之簡單,就是將不同運轉(zhuǎn)負荷下的COP值(或EER值)進行了一次權(quán)重平均計算,計算公式如下:
IPLV=2.3%×A+41.5%×B+46.1%×C+10.1%×D
A是100%運轉(zhuǎn)時的COP值(或EER值)
B是75%運轉(zhuǎn)時的COP值(或EER值)
C是50%運轉(zhuǎn)時的COP值(或EER值)
D是25%運轉(zhuǎn)時的COP值(或EER值)
從以上可以看出,空調(diào)的IPLV值,更加逼近空調(diào)的實際工作中的平均能效比。
六:NPLV
科學評估一臺機組的運行費用既要考慮滿負荷的效率,更要考慮部分負荷效率。事實上,機組運行在滿負荷的時間不到2%,98%的時間運行在部分負荷。美國制冷空調(diào)學會(ARI)為此經(jīng)過大量研究,提出了一種廣泛接受的科學評估方法,即機組綜合部分負荷性能指標(NPLV)來全面評價一臺機組的綜合效率。NPLV綜合考慮機組在100%,75%,50%和25%不同負荷點的性能,并對不同點根據(jù)實際運行確定權(quán)重,來綜合評估機組的效率水平。中國最新頒布的公共建筑節(jié)能設(shè)計標準也包含了此綜合部分負荷效率指標。按此方法計算運行費用更科學,也更接近實際情況。
NPLV全稱綜合部分負荷性能。根據(jù)美國制冷空調(diào)學會ARI550/590標準,通過對100%,75%,50% 和25%四個部分負荷性能點加權(quán)計算得出。
NPLV的計算公式如下:
NPLV=0.01*A+0.42*B+0.45*C+0.12*D
其中A,B,C,D分別代表機組在100%,75%,50% 和25%四個點的COP值。
七:IPLV和NPLV的計算
IPLV: Integrative Part Load Value,即ARI標準工況下綜合部分負荷值。
NPLV:No-standard Part Load Value,即非ARI標準工況下部分負荷值。
工況規(guī)定不一樣時,具體對比如下:
名 稱
冷水出水溫度
冷卻水進水溫度
IPLV
100%負荷
7℃
30.0℃
0%負荷
15.5℃
0%負荷
15.0℃
NPLV
100%負荷
實際溫度
實際溫度
0%負荷
15.5℃
注解:1、冷卻水進水溫度隨負荷百分比成線性關(guān)系。
2、一般計算取100%,75%,50%,25%四個負載下的數(shù)值進行計算。
3、IPLV下的不同負荷冷卻水進水溫度=0.145×(負荷百分數(shù))+15.5
名 稱
冷水出水溫度
冷卻水進水溫度
IPLV
100%負荷
7℃
30.0℃
75%負荷
26.4℃
50%負荷
22.8℃
25%負荷
15.5℃
75%負荷
25.8℃
50%負荷
22.2℃
25%負荷
15.0℃
NPLV
100%負荷
實際溫度
實際出水溫度A ℃
75%負荷
(A-15.5)/75 ℃
50%負荷
(A-15.5)/50 ℃
25%負荷
15.5℃
根據(jù)ARI550-98、ARI560-98、ARI590-98規(guī)定IPLV計算公式。
性能系數(shù)IPLV計算: IPLV=1/(0.01×A+0.42×B+0.45×C+0.12×D)
能耗系數(shù)NPLV計算: IPLV=1/(0.01/A+0.42/B+0.45/C+0.12/D)
A——100%制冷量時的性能系數(shù)COP。(kW/kW)
B——75%制冷量時的性能系數(shù)COP。(kW/kW)
C——50%制冷量時的性能系數(shù)COP。(kW/kW)
D——25%制冷量時的性能系數(shù)COP。(kW/kW)
全年耗電量=(能耗系數(shù)IPLV)×(滿負荷制冷量)×(年運行時間)
年運行時間按6~9月份四個月,每天12小時統(tǒng)計,年運行1200小時計算。
八:SEER
SEER:季節(jié)能效比SEER(seasonal energy efficiency ratio)
定義:在正常的供冷期間,空調(diào)器在特定地區(qū)的總制冷量與總耗電量之比??紤]了穩(wěn)態(tài)效率,也考慮了變化的環(huán)境和開關(guān)損失因素,是一個較為合理的評價指標。
引用自:為了推動變頻空調(diào)器的發(fā)展,發(fā)達國家制定了新的標準——季節(jié)能效比SEER作為空調(diào)器的效率標準,其中以美國和日本為代表。
較易混的詞:COP、EER、IPLV(變頻)
COP=制冷量/壓縮機電功率
EER=制冷量/空調(diào)系統(tǒng)總電功率
IPLV=制冷量/變頻空調(diào)壓縮機 (50~220Hz加權(quán)計算,具體見下表)
EER負荷比值(%)
25
50
75
100
使用率比值(%)
25
40
30
5
九:SEER的計算:
SEER定義和EER的定義完全不同,其測算方式也有差異。對于EER的測算,空調(diào)的能力和能效只要通過一個工況測試就可以完全獲得,而對于SEER的測算,由于測算過程中需要考慮系統(tǒng)開/關(guān)循環(huán)損失和累加能源消耗量的影響,因此空調(diào)的能力和能效需要通過四個工況測試并通過一系列的加權(quán)計算才可以獲得最終結(jié)果。
A工況稱為標準制冷工況,空調(diào)在這個工況條件下測試系統(tǒng)的制冷量。
B工況稱為低溫制冷工況,空調(diào)在這個工況條件下測試系統(tǒng)的制冷能效,標準中對其定義為EERB。
C工況干工況穩(wěn)態(tài)試驗和D工況干工況斷續(xù)試驗,做這兩個試驗要保證蒸發(fā)器表面處于無凝露的測試狀態(tài)中。A、B、C三個試驗項目都屬于穩(wěn)態(tài)試驗項目,當測試數(shù)據(jù)誤差滿足ASHRAE37-2005所規(guī)定的范圍以內(nèi),即可以按照10分鐘一次的時間間隔進行數(shù)據(jù)結(jié)算。
D工況試驗中,空調(diào)要按照6分鐘開機,24分鐘停機,30分鐘為一個循環(huán)周期的方式循環(huán)往復進行,當循環(huán)周期工況穩(wěn)定后,記錄其中一個穩(wěn)定周期的試驗數(shù)據(jù),通過這兩個試驗,求取SEER計算過程中最重要的參數(shù)CD值,標準中定義CD值為效率降低系數(shù),由于精算過程十分復雜,試驗平臺焓差法試驗裝置需要進行程序調(diào)整,因此并非所有焓差測試臺都可以進行CD值的測試,在ARI 210/240標準中對于不能進行C工況和D工況試驗的焓差測試裝置,允許CD值使用0.25替代。將0.25代入公式(1)。
PLF(0.5)=1-0.5×CD………(1)
式中:
PLF(0.5)——當制冷負荷系數(shù)為0.5時的部分負荷系數(shù)。
將(1)式的計算值代入公式(2),即可求取季節(jié)能效比值。
SEER=PLF(0.5)×EERB……(2)
此時季節(jié)能效的計算公式可以變形為SEER=0.875×EERB。引入SEER13的概念,公式可以繼續(xù)變形為EERB ×0.875×3.412(Btu/W)≥13(Btu/W),即工況B的試驗條件下測試所獲得的能效值要求大于4.35W/W。根據(jù)美國ARI 210/240測試標準空調(diào)出廠時的最低制冷能力和能效值都不能低于標稱值的95%,由此可以推算出北美向SEER13的分體空調(diào)在工況B的試驗條件下的實測能效值只有大于4.137W/W才可以滿足SEER13的開發(fā)要求。
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