ICS27.200 J73 中华人民共和国国家标准 GB/T29033—2012 水 -水热泵机组热力学完善度的计算方法 Calculationmethodofwater-waterheatpumpunits onthebasisofthermodynamicperfectibility 2012-12-31发布 2013-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国冷冻空调设备标准化技术委员会(SAC/TC238)归口。 本标准主要起草单位:合肥通用机械研究院、天津大学、合肥天鹅制冷科技有限公司、广东欧科空调 制冷有限公司、青岛海尔空调电子有限公司、深圳麦克维尔空调有限公司、合肥通用机电产品检测院、浙 江中广电器有限公司。 本标准主要起草人:马一太、张明圣、金从卓、田华、陈军、国德防、潘李奎、潘莉、凌拥军。 ⅠGB/T29033—2012 水-水热泵机组热力学完善度的计算方法 1 范围 本标准规定了水-水热泵机组热力学完善度计算方法中的术语和定义、计算参数、计算参数的获取 和计算方法。 本标准适用于蒸汽压缩循环式冷热水型水源热泵机组和水冷式冷(热)水机组(以下简称“机组”)的 热力学完善度的计算。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T10870—2001 容积式和离心式冷水(热泵)机组性能试验方法 GB19577—2004 冷水机组能效限定值及能源效率等级 JB/T7249 制冷设备术语 3 术语和定义 JB/T7249界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 热力学完善度 thermodynamicperfectibility 设备在某工况下运行的系统效率(COP或EER)与此工况下的逆卡诺循环效率的比值。 3.2 制冷工况热力学完善度 thermodynamicperfectibilityonrefrigerationcondition 设备在制冷工况运行下的EER与此工况下的逆卡诺循环效率的比值。 3.3 制热工况热力学完善度 thermodynamicperfectibilityonheatingcondition 设备在制热工况运行下的COP与此工况下的逆卡诺循环效率的比值。 3.4 劳伦兹循环 Lorenzcycle 它是由两个等熵过程及两个多变过程组成的可逆制冷循环,其结果是消耗外功将热从低温冷源移 向高温热源。 3.5 逆卡诺循环 ReverseCarnotcycle 它是由两个等熵过程及两个等温过程组成的可逆制冷循环,其结果是消耗外功将热从低温冷源移 向高温热源。 4 计算参数 计算方法中涉及参数的定义、符号及单位见表1。 1GB/T29033—2012 表1 参数的定义、符号及单位 定义 符号 单位 定义 符号 单位 逆卡诺循环低温热源温度 Tlow 劳伦兹循环低温热源进口温度Tlow_in 劳伦兹循环高温热源进口温度Thigh_in 逆卡诺循环制冷工况能效比 EERc 逆卡诺循环制热工况性能系数COPc 制冷工况热力学完善度 ηreK kW/kW —逆卡诺循环高温热源温度 Thigh 劳伦兹循环低温热源出口温度 Tlow_out 劳伦兹循环高温热源出口温度 Thigh_out 实测蒸汽压缩循环制冷工况下能效比EERr 实测蒸汽压缩循环制热工况下性能 系数COPr 制热工况热力学完善度 ηheK kW/kW — 5 计算参数值的获取 5.1 劳伦兹循环值 机组的劳伦兹循环高低温热源的进出口温度(Tlow_in,Tlow_out,Thigh_in,Thigh_out)按GB/T10870—2001 第5章的方法测试所得。其中的冷却水和冷冻水的进出口温度即为劳伦兹循环高低温热源的进出口 温度。 5.2 逆卡诺循环值 逆卡诺循环高低温热源温度取劳伦兹循环两热源进出口温度的平均值,逆卡诺循环高低温热源温 度分别按式(1)和式(2)计算: Tlow=Tlow_in+Tlow_ ( )out/2 …………………………(1) Thigh=Thigh_in+Thigh_ ( )out/2 …………………………(2) 5.3 实测能效值 机组的制冷量和制热量按GB/T10870—2001中第5、6章的方法进行测试和校核。主要试验采用 液体载冷剂法进行试验测定和计算,校验试验采用机组热平衡法。 机组的输入功率按GB/T10870—2001中附录B的方法进行测试,包括机组压缩机油泵风机和淋 水装置水泵电动机等输入功率的测量和计算。 机组的实测制冷能效值(EERr)和制热能效值(COPr)分别为制冷量和制热量与输入功率的比值。 5.4 逆卡诺循环能效值 5.4.1 逆卡诺循环制冷工况能效比(EERc)按式(3)计算: EERc=Tlow Thigh-Tlow…………………………(3) 5.4.2 逆卡诺循环制热工况性能系数(COPc)按式(4)计算: COPc=Thigh Thigh-Tlow…………………………(4) 6 热力学完善度计算方法 6.1 制冷工况热力学完善度 机组制冷工况热力学完善度按式(5)计算: 2GB/T29033—2012 ηre=EERr EERc…………………………(5) 6.2 制热工况热力学完善度 机组制热工况热力学完善度按式(6)计算: ηhe=COPr COPc…………………………(6) 6.3 取值要求 热力学完善度计算数值保留小数点后2位。 6.4 示例 机组热力学完善度计算方法示例参见附录A。GB/T29033—2012 GB/T29033—2012 附 录 A (资料性附录) 热力学完善度计算方法示例 一机组在标准工况下,即冷却水进水温度30℃、出水温度为34℃,冷冻水进水温度为12℃、出水 温度为7℃。因而得出该机组: 劳伦兹循环低温热源进出口温度分别是: T low_in=(12+273.15)K T low_out=(7+273.15)K; 劳伦兹循环高温热源进出口温度分别是: T high_in=(30+273.15)K T high_out=(34+273.15)K; 则根据式(1)、式(2)分别得出: 逆卡诺循环低温热源温度为 T low=( T low_in- T low_out)/2=[(12+273.15)+(7+273.15)]/2=(9.5+273.15) 逆卡诺循环高温热源温度为 T high=( T high_in- T high_out)/2=[(30+273.15)+(34+273.15)]/2=(32+273.15) 则根据式(3)得出该机组逆卡诺循环制冷工况能效比(EERc)为: EERc= T low/( T high- T low)=(9.5+273.15)/[(32+273.15)-(9.5+273.15)]=12.56 如果该机组在标准制冷工况下实测制冷能效比(EERr)为6.14,则该机组制冷工况热力学完善 度为: η re=EERr/EERc=6.14/12.56=0.49(或49%) 利用热力学完善度的计算方法,表A.1给出了GB19577—2004中不同等级下的机组能源效率值 (EER)/热力学完善度( η re)。 表A.1 水冷式冷水机组不同等级下的能源效率(EER)/热力学完善度( η re) 额定制冷量(CC) kW能源效率值(EER)/热力学完善度( η re) 能效等级 1 2 3 4 5 ≤528 5.00/0.40 4.70/0.37 4.40/0.35 4.10/0.33 3.80/0.30 528~1163 5.50/0.44 5.10/0.41 4.70/0.37 4.30/0.34 4.00/0.32 >1163 6.10/0.49 5.60/0.45 5.10/0.41 4.60/0.37 4.20/0.33 通过对表A.1分析可见,冷水机组的能源效率中,循环完善度随着等效等级的升高而增大,并且根 据容量大小和等级,当前冷水机组能效标准中循环的完善度在0.30~0.49之间,这是符合当前实际的。 2102 — 33092T / BG