風冷式變頻多聯(lián)熱泵機組APF的測試分析與研究

林成祥

約克廣州空調冷凍設備有限公司 廣東 清遠 511500

1 APF的概念

制冷量和全年性能系數(shù)(APF)是考核多聯(lián)式空調(熱泵)機組產品重要能效指標:制冷量反映多聯(lián)式空調(熱泵)機組制冷能力,數(shù)值越高表示機組的規(guī)格容量(俗稱匹數(shù),通常1匹對應的制冷量在2500W 左右)越大；全年性能系數(shù)(APF)反映機組在全年(包括制冷季節(jié)及制熱季節(jié)中)運行中的能效水平,比值越大表明機組能效高,節(jié)能效果好。

多聯(lián)式空調(熱泵)機組是列入國家強制性認證產品(CCC)目錄的產品,認證機構為中國質量認證中心。在相關的空調生產工作中,需要嚴格依據GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分:通用要求》、GB 4706.32-2012《家用和類似用途電器的安全 熱泵、空調器和除濕機的特殊要求》、GB/T 18837-2015《多聯(lián)式空調(熱泵)機組》。對產品的下列項目進行檢測、標志和說明:對觸及帶電部件的防護；耐潮濕；泄漏電流和電氣強度；結構；電源連接和外部軟線；外部導線用接線端子；接地措施；螺釘和連接；制冷性能；中間制冷性能；最小制冷性能；制熱性能；中間制熱性能；最小制熱性能；低溫制熱性能；性能系數(shù)(APF)。

2 多聯(lián)(熱泵)機組的節(jié)能設計發(fā)展概況

在空調行業(yè)的技能減排和綠色環(huán)保設計中,對于需要能耗評價是評價空調生產技術,保證產品滿足要求的關鍵,需要對于能耗的關鍵指標進行測試,保證達標才能應用到市場中2016年7月1日,國家相關部門開始正式實施GB/T18837-2015能效標識,在此標準中明確了APF測試各項數(shù)據的計算方法及測試要求,自此,多聯(lián)機空調結束了施行多年的IPLV 能效數(shù)值時代。這一新標實際上就是利用空調全年能耗率和全年綜合能效的比值來進行相應指標評價。

2013年,APF(Annual Performance Factor)作為空調能效指數(shù)的重要評價指標被提出來了,這種空調利用中,兼顧了空調的制冷和制熱的功能實現(xiàn)中的能耗需要,相對于傳統(tǒng)的評價指標來看,更能夠客觀的反應空調能效情況,相對來說,評價的更為具體全面,尤其是對于聯(lián)式空調(熱泵)機組的評價中,使用這種指標進行評價更能體現(xiàn)適用性。就APF 標準來說,這一標準要求空調生產中的聯(lián)式空調(熱泵)機組產品性能更加優(yōu)越,對于產品行業(yè)門檻也是進一步提升,這就要求相關的空調生產廠家必須要進一步研究和使用相關的技術,切實提升技術水準,促進整體生產中對于能耗的有效控制。

APF數(shù)值對于多聯(lián)式空調(熱泵)機組的能耗測定更能體現(xiàn)其應用價值,主要是這一檢測標準的全面性,且這一評價指標也將很快作為空調能效標識的重要內容執(zhí)行。這對于相關的空調生產企業(yè)來說,新的能效標識的應用既是機遇也是挑戰(zhàn),空調企業(yè)在設計、生產制造的過程中相關的技術水平不到位,不是故步自封,都會導致空調產品的落后,不能滿足市場的需要,不能滿足消費者對于空調節(jié)能的要求。必然也會逐漸退出市場?？照{企業(yè)只有迎合市場的發(fā)展需要,積極強化技術提升和應用,才能切實提升整體的能效指標水平,促進能效達標,實現(xiàn)節(jié)能減耗目標。

為適應這一能效指標要求,相關的企業(yè)也在積極嘗試進行能效指標改造,探索有效的升級技術應用。例如,2017年,LG 中央空調將重磅推出最新一代風冷多聯(lián)機產品:Multi V5,其APF能效指標將再上一個新臺階,集節(jié)能和高技術性能于一身,再次刷新LG 的空調專業(yè)技術新高,Multi V5的面世將為客戶的節(jié)能需求提供更加有力的保障。

3 APF測試中的多聯(lián)機測試

3.1 卸載測試 在現(xiàn)階段執(zhí)行的《GB/T18837-2002 多聯(lián)式空調(熱泵)機組》以及《多聯(lián)式空調(熱泵)機組能效限定值及能源效率等級》等相關標準和規(guī)范中,對于多聯(lián)機的主要參數(shù)中,IPLV 作為主要的綜合性能系數(shù),在具體的卸載中能夠得出100%、75%、50%25%相關負荷點中的能效比,實現(xiàn)對于綜合性能系數(shù)的計算,目前針對多聯(lián)式空調(熱泵)機組的卸載中主要有兩種方法,一種是借助室內機的啟停操作實現(xiàn)卸載,一種是人為控制室外機壓縮機工作頻率進行,這時的室內機處于開機狀態(tài)。就一拖四多聯(lián)機(熱泵)機組為例,探究針對這類多聯(lián)機(熱泵)機組APF測定的有效實現(xiàn)。在具體的測試中發(fā)現(xiàn),不同的卸載方法對于測定的記過會產生不同的影響。

3.2 測試結果分析 根據具體的檢測結果統(tǒng)計,得出了多聯(lián)機(熱泵)機組的制冷能效情況,在一些工況下,使用第一種方法進行卸載的空調多聯(lián)機制冷能效比的值相對于第二種方法更高,出現(xiàn)這種結果主要是因為在進行卸載的過程中,尤其是在50%以及25%的負荷點的卸載中,采用第一中卸載方法中,內機是啟動狀態(tài)的,這時的壓縮機的輸出能力有效下降,冷凝器以及蒸發(fā)器的換熱面積會相對增大,實現(xiàn)較好的機組換熱效果,因此能效比理想。而第二種方法中內機會根據負荷減小逐漸處于停機狀態(tài),這時的蒸發(fā)器的面積也會變小,壓縮機的輸出功率也會相應減小,機組的換熱效果下降,能效不理想。

就不同的卸載狀況下的機組的工作狀態(tài)帶來人體舒適度感知來看,人體對于冷熱感之往往適合室內的空氣濕度、溫度以及人體周邊空氣流速相關的,兩種不同卸載方法下的顯熱比會伴隨制冷負荷變化而產生變化,第一種卸載方法下,顯熱比會隨著負荷減小而增大,說明空調的除濕能力在下降,在特定的負荷情況下,空調機組就完全喪失了除濕能力,出現(xiàn)這種情況大致原因是室內機風量相同狀況下,蒸發(fā)器換熱面積要比負荷大,這樣換熱器表面溫度無法達到室內空氣露點溫度要求,就無法實現(xiàn)除濕功能,這種情況下的制冷量就成了顯熱量,顯熱比較大,會導致室內濕度大,而第二種方法下,顯熱比往往能夠保持在70-75%范圍內,這樣蒸發(fā)器的換熱面積就可以實現(xiàn)有效利用,系統(tǒng)具備了一定的除濕能力。

綜上所述,使用不同的卸載檢測方法獲得的結果也不盡相同,就實際的使用需求以及人體對于屬于溫度的感知,需要做好相應的濕度和溫度調節(jié),也就是在空調系統(tǒng)的調溫設計中,也需要做好相關的濕度調節(jié)工作,可見第一種方法的應用適合現(xiàn)階段開空調運行系統(tǒng)生產不相符的。

總結

綜上所述,多聯(lián)機空調的使用優(yōu)勢比較明顯,或將成為未來行業(yè)的主流發(fā)展趨勢,截止到2013年,多聯(lián)機在市場中的占有率已經實現(xiàn)了超過35%的突破,增長速度較快。而其中的風冷多聯(lián)機就占據總的多聯(lián)機的99%,成為主要的多聯(lián)機市場發(fā)展趨勢,針對風冷多聯(lián)機的能效評價標準目前相關方面還沒有進行明確規(guī)定,但是大多數(shù)業(yè)界企業(yè)對此還是十分認可的。相關的標準修訂專家也指出,將針對多聯(lián)機能效評價標準進行進一步討論,風冷多聯(lián)機的APF評價將成為可能。雖然該標準還沒有正式出臺,但是隨著節(jié)能減排趨勢的進一步發(fā)展,相關的空調生產企業(yè)只有做好充分的技術儲備,才能保證當這一指標正式實施的時候,能夠及時提升自身產品的相關指標,保持市場適應性。對此,在相關能效指標背景發(fā)展的要求下,相關多聯(lián)機空調生產廠家要強化能效指標控制,做好節(jié)能減排設計,進一步加強技術研發(fā),促進整體空調能耗不斷降低,為促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定有效基礎。