家用空調(diào)耗電特性研究

王哲

[研究背景]

夏天，家里的電費是平常月份的3倍，我知道這是開空調(diào)的緣故?？照{(diào)的耗電特性是怎樣的？如何才能減少空調(diào)能耗？帶著這些疑問我查閱了空調(diào)能耗以及建筑用電設備能耗方面的資料。

空調(diào)主要有壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器四個基本部件，由紫銅管將四個部分連接而成，系統(tǒng)中充注著制冷劑如氟利昂等，如圖1。除了這四個基本部件外還有四通換向閥、單向閥、干燥過濾器、儲液器、截止閥等部件。

空調(diào)由壓縮機壓縮和節(jié)流閥節(jié)流完成整個系統(tǒng)的循環(huán)工作，制冷劑在循環(huán)中經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝和節(jié)流四個熱力變化過程。在小型空調(diào)器中，一般采用毛細管來實現(xiàn)節(jié)流過程，也有用熱力膨脹閥進行節(jié)流。在壓縮機不停運行中，四個熱力過程連續(xù)不斷地進行循環(huán)完成空調(diào)器的制冷過程?？照{(diào)電負荷有壓縮機、風扇電機、溫控器等器件，其中壓縮機的耗電量最大。

[實驗設備及方法]

筆者分別測量了主臥室、次臥室和書房三臺分體空調(diào)，主臥室和書房空調(diào)型號一樣，房間面積差異大，如表1。此次研究所用儀器設備，包括數(shù)字式溫濕度計3個、單相電子式電能表3個、電流表3個、電壓表3個、10A插頭插座3個、16A插頭插座3個、導線和絕緣膠帶若干。

用遙控器設定制冷溫度，制冷開始后，用數(shù)字式溫濕度計記錄房間初始溫度和各階段溫度，并記錄制冷時間和電能表耗電量。測試時間最長持續(xù)4小時，最短2小時。

[實驗結(jié)果]

主臥室實驗數(shù)據(jù)見表2，主臥室溫、耗電量隨時間變化趨勢分別見圖3和圖4?？梢钥闯鲋髋P室空調(diào)運行過程中，制冷時耗電多，保持溫度時耗電較少，而累計耗電量幾乎是線性增長，室內(nèi)溫度開始階段下降較快，30分鐘以后下降幅度減慢，最后趨于一個較穩(wěn)定的溫度25.6℃。由于初始溫度或環(huán)境溫度較高，房間面積較大，最后穩(wěn)定溫度達不到設定溫度24℃。

次臥室實驗數(shù)據(jù)見表3，耗電量隨時間變化趨勢見圖5。此次實驗初始溫度（環(huán)境溫度）比設定溫度低，可以看出空調(diào)仍運行，累計耗電量增長較快，室內(nèi)溫度基本維持在初始溫度23.3℃。小房間制冷快，半個小時耗電量接近0.6kW/h，保持溫度半個小時只需要約0.3kW/h。

書房實驗數(shù)據(jù)見表3，書房室內(nèi)溫度和耗電量隨時間變化趨勢分別見圖6和圖7。主臥和書房前兩個小時的耗電量對比如圖8?？梢钥闯隹照{(diào)運行過程中，室內(nèi)溫度開始階段下降較快，約45分鐘以后下降幅度減慢，最后趨于一個較穩(wěn)定的溫度24.8℃。

主臥和書房安裝的空調(diào)一樣，主臥的面積是書房的面積1.94倍。主臥在30分鐘、60分鐘和120分鐘時的耗電量分別是書房耗電量的1.62、1.88和3.52倍。即面積越大，空調(diào)運行時間越長，耗電增長越快。

[總 結(jié)]

本文測量了家用空調(diào)的耗能特性，比較了兩種型號、三種面積耗能及制冷速度。城市有成千上萬個家庭，若用火力發(fā)電每發(fā)1度電要消耗123克標準煤，排放319克二氧化碳、2.95克二氧化硫等有害物質(zhì)，會污染到我們賴以生存的環(huán)境，影響人們的健康。無論是從經(jīng)濟發(fā)展角度上考慮，還是從環(huán)境保護方面考慮，促進家電設備的能效管理具有重要的意義。應做到盡量少開空調(diào)，晚上開空調(diào)把溫度設定適當，積極參與到節(jié)能宣傳和普及節(jié)能知識的廣活動中去，培養(yǎng)節(jié)能、環(huán)保、健康的生活理念。