歐洲空調(diào)能效計(jì)算影響分析及改善

賀世權(quán) 賀世權(quán) 張憲強(qiáng) 楊文鈞

【摘 要】歐洲新能耗標(biāo)準(zhǔn)采用季節(jié)能效比和季節(jié)能效系數(shù)對(duì)制冷制熱性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算值涉及不同工況、不同負(fù)荷下的能效，影響因素也隨之增多。本文探討了季節(jié)能效計(jì)算中的不同影響因素，并提出改善方法，為滿足新能耗標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)的新品開發(fā)提供了有效參考。

【關(guān)鍵詞】能耗標(biāo)準(zhǔn) 季節(jié)能效比 季節(jié)能效系數(shù)

【中圖分類號(hào)】TU831.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0514-01

1 引言

隨著全球變暖問題日益突出，歐盟發(fā)布了新能源戰(zhàn)略計(jì)劃。在標(biāo)準(zhǔn)工況下測(cè)得的EER、COP已不再作為衡量空調(diào)節(jié)能與否的唯一標(biāo)準(zhǔn)。歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)于2012年1月14號(hào)正式通過EN 14825：2012新能耗標(biāo)準(zhǔn)。選擇具有代表性的房間負(fù)荷，在不同工況、不同運(yùn)行時(shí)間條件下來確定季節(jié)能效比（SEER）和季節(jié)能效系數(shù)（SCOP），以便更好的評(píng)價(jià)樣機(jī)的制冷、制熱性能。歐洲新能耗標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)產(chǎn)品開發(fā)也提出了更高的要求，要綜合考慮不同房間負(fù)荷能效影響因素，以提升樣機(jī)的季節(jié)能效比和季節(jié)能效系數(shù)。本文以12K變頻空調(diào)為例進(jìn)行分析，制冷設(shè)計(jì)能力3500W，SEER5.1，SCOP3.4。

2 制冷能效影響因素分析

2.1 制冷測(cè)試工況及負(fù)荷

新歐標(biāo)制冷分為A、B、C、D 四個(gè)測(cè)試工況，每個(gè)測(cè)試工況對(duì)應(yīng)不同負(fù)荷要求，如表1所示。

2.2 制冷SEER計(jì)算公式（4）

3 制冷能效改善

從式（1）和（2）中可以看出，影響SEER值的因素有很多。由于HTO 、HSB、HCK、HCE和HOFF運(yùn)行時(shí)間參數(shù)均為定值，PCK和POFF均為0，對(duì)于SEER計(jì)算值沒有改善意義。

3.1 PTO、PSB改善分析

PTO、PSB對(duì)SEER的影響如表5所示，降低感溫器OFF和待機(jī)功率都能有效提高SEER值，由于感溫器OFF時(shí)的功率主要為內(nèi)電機(jī)功率，提高電機(jī)的效率和適當(dāng)降低內(nèi)機(jī)轉(zhuǎn)速，都可以降低電機(jī)功率，達(dá)到降低感溫器OFF功率。改變電腦板控制方式，關(guān)閉待機(jī)時(shí)一些部件功耗，可以降低待機(jī)功率。

3.2 SEERon改善分析

SEERon計(jì)算涉及四個(gè)工況，即A、B、C、D工況，室外溫度分別為35°C、30°C、25°C和20°C，負(fù)荷分別為100%、74%、47%和21%。運(yùn)行時(shí)間分別為 13h、63h、178h和225h。由式3看出，SEER受以上4工況的負(fù)荷、運(yùn)行時(shí)間及EERPL（B，C，D）影響，EERPL（B，C，D）又受到Cd系數(shù)和CR系數(shù)影響。從（3）式分析，A工況為滿負(fù)荷，但運(yùn)行時(shí)間只有13h，計(jì)算SEER比重較少；B工況運(yùn)行時(shí)間雖然較短，但74%的負(fù)荷較大； C工況運(yùn)行負(fù)荷較少，但時(shí)間較長(zhǎng)；D工況運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)，但在壓縮機(jī)最低頻率運(yùn)行下的能力也會(huì)超出工況所要求的負(fù)荷，即CR較小，從式4看出，會(huì)降低EERPL。故B、C工況就成為影響較大的工況。

3.2.1 風(fēng)速控制

C、D工況負(fù)荷、室外工況溫度較低，壓縮機(jī)運(yùn)行頻率較低，整機(jī)的功率也較低，尤其當(dāng)電機(jī)為直流電機(jī)時(shí)，電機(jī)功率對(duì)EER的影響很大。在C工況下，12K樣機(jī)不同外機(jī)風(fēng)速對(duì)整機(jī)能力、能效的影響，外電機(jī)為直流電機(jī)。

3.2.2 過熱度控制

C、D工況下，頻率較低，冷媒流量較少，相比A、B工況所需要的過熱度也應(yīng)加大。12K樣機(jī)節(jié)流控制方式為膨脹閥，過熱度為回氣與內(nèi)盤管差。

4 制熱能效影響因素分析

4.1 制熱測(cè)試工況及負(fù)荷

新歐標(biāo)制熱分為三個(gè)區(qū)域，即平均（Average）、較冷（Colder）、較熱（Warmer），以平均區(qū)域?yàn)槔蠥、B、C、D四個(gè)測(cè)試工況，另有滿負(fù)荷TOL對(duì)應(yīng)工況及制熱需求平衡時(shí)Tbivalent對(duì)應(yīng)工況。

4.2 制熱SCOP計(jì)算公式（7）

由式知道，當(dāng)Ph（Tj）不能滿足時(shí)會(huì)以電加熱進(jìn)行補(bǔ)償，由于電加熱能效小，故實(shí)際測(cè)試中能力應(yīng)適當(dāng)大于所需要的負(fù)荷，以免影響SCOP值，從標(biāo)準(zhǔn)還可以查出，對(duì)應(yīng)A、B、C、D工況的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間分別為24h、320h、326h和169h。由表10中的部分負(fù)荷可知，B工況對(duì)SCOP的影響較大。

5 制熱能效改善

由于C、D工況下的負(fù)荷與制冷C、D工況的負(fù)荷情況類似，其風(fēng)速、過冷度的控制也相近。在A、B工況下由于可能不能滿足取穩(wěn)態(tài)下的能力能效值，需要取周期下的能力能效值。內(nèi)機(jī)風(fēng)速、除霜周期等因素將會(huì)對(duì)能效有較大影響。

6 結(jié)論

隨著新歐洲能耗標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，能效計(jì)算方式的發(fā)生很大的改變，涉及到的影響因素也增加很多，如何提高樣機(jī)季節(jié)能效比已經(jīng)成為重要研究課題，本文對(duì)季節(jié)能效比的提升因素分析僅僅為一方面。壓縮機(jī)運(yùn)行頻率范圍、節(jié)流方式等因素對(duì)整機(jī)季節(jié)能效比影響都很重要，對(duì)于空調(diào)性能的評(píng)價(jià)也不僅限于季節(jié)能效比。

參考文獻(xiàn)

[1] 彥啟森.制冷技術(shù)及其應(yīng)用.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006

[2] EN14511-1：2011、EN14511-2：2011、EN14511-3：2011

[3] European Committee for Standardization，EN14825：2012：E，March 2012

[4] 郭慶堂.實(shí)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996