国内外空调器能耗效率试验及计算方法对比分析（中）

2014-11-30吴晓丽蔡宁胡志强

家电科技 2014年3期

关键词：空调器测试点能源消耗

吴晓丽蔡宁胡志强

（中国家用电器研究院北京 100176）

（续接本刊上期第40页）

3.1.2 制热季节能源消耗效率（HSPF）

制热季节期间，空调器进行制热运行时，送入室内的热量总和（HSTL）与消耗电量的总和（HSTE）之比。

计算方法同SEER类似，具体如下：

3.1.2.1 制热季节需要制热的各温度的发生时间

GB/T 7725给出了制冷季节需要制冷的温度分布，即从-6℃～16℃共23个温度分区，并给出了各个温度分区占整个制热季节的比例。

3.1.2.2 确定计算HSPF所需的关键点，并根据关键点计算其它温度点的能力

HSPF确定方法与SEER类似，也分为定频空调器和变频空调器两种。具体如下：

（1）定频空调器

定频空调器制热季节能源消耗效率HSPF计算方法与制冷季节SEER的确定类似，确定关键点即确定相应的负荷线和能力线所需的测试点和计算点。然后用线性插值计算出其它温度点的性能，从而计算出HSPF。标准规定的关键点如表4所示，通过这些点可以确定制热负荷线和能力线示意图（见图5）。

图6给出了空调器制热季节能源消耗效率推导的过程，需要注意以下几点：

（A）制热量直接用制热负荷线确定，而制热负荷线与制冷量φful(35)有关；

（B）季节耗电量计算时分成无霜运行区和结霜运行区：

◆无霜区域制热运行的情况（tj≥5.5℃或tj≤-7℃）；即线形插值计算这些温度的制热量时，用φful(tj)线计算（即点5-点3线）；

◆制热运行发生除霜的情况（-7℃

（2）变频空调器

变频空调器HSPF计算方法与SEER类似，也分为进行25%额定制热量试验和不进行25%额定制热量试验两种情况。确定负荷线需要的点与定频空调相同。其他性能线所需要的点见表5。最终可以确定负荷线与能力线。

（A）如果未进行25%额定制热量试验，HSTE按照下述阶段进行计算：

◆空调器在中间能力点以下断续运行；

◆空调器在中间制热能力和额定制热能力之间连续运行；

◆空调器在额定制热能力和低温制热能力之间运行；

◆空调器在低温制热能力以上连续运行。

（B）如果进行25%额定制热量试验，HSTE按照下述阶段进行计算：

◆空调器在25%额定制热能力点以下断续运行；

◆空调器在25%额定制热能力和中间制热能力之间连续运行；

◆空调器在中间制热能力和额定制热能力之间连续运行；

◆空调器在额定制热能力和低温制热能力之间连续运行；

◆空调器在低温制热能力以上连续运行。

注：上述每个阶段，均分成无霜区域运行情况（tj≤-7℃，tj≥5.5℃，φmin(tj)＜Lh（tj）≤φhaf(tj)）和制热运行发生结霜的情况（-7℃＜tj＜5.5℃，φmin,f(tj)＜Lh（tj）≤φhaf,f(tj)）。

3.1.3 全年能源消耗效率APF及全年运转时季节耗电量APC

APF和APC的计算公式如表6所示。

由表6可以看出，国标在进行APF和APC计算时，仅考虑了空调器运转模式的性能，并没有将待机、温控器停机等其他运行模式的耗电量考虑进去。

以上是GB/T 7725给出的SEER、HSPF以及APF的计算方法，需要注意的是，虽然标准中给出

表4 定频空调建筑负荷线和制热能力（制热消耗功率）线确定所需点

表5 空调建筑负荷线和制热能力（制热消耗功率）线确定所需点

**为可选试验，当空调器额定制冷量小于7.1kW时，不进行此项试验；当空调器的额定冷量大于7.1kW时，应进行此项试验。如果空调器额定最小制热量大于“25%额定制热量”，φmin(7)为空调器在额定制热工况和规定条件下、压缩机处在最小转速下的实测最小制热量、Pmin(7)为实测最小制热消耗功率。

***如果压缩机最大转速和额定转速相同则不进行压缩机最大转速的额定低温制热试验，而进行压缩机额定转速的额定低温制热试验，而不用计算公式进行计算。了定频空调器SEER和HSPF的计算方法，但目前定频空调器的能效标准仅考虑了制冷能力，且以EER为考核指标来进行能源效率等级的划分。

3.2 ISO 16358标准与GB/T 7725（报批稿）不同之处

ISO标准考核指标同国标类似。ISO 16358-1～3分别给出了制冷季节能源效率CSPF，制热季节能源效率HSPF，全年能源消耗效率APF的计算方法。计算方法与GB/T 7725的方法相同。主要不同之处如下：

3.2.1 计算制冷季节能源效率CSPF与国标SEER的不同之处

（1）GB/T 7725中定频空调器使用单值法（1个测试点）即可，而ISO标准要求是两点法（即两个测试点），即国标中额定低温制冷φful(29)(Pful(29))由计算获得，而ISO则要求在实际工况下试验获得；

（2）效率降低系数CD的测试工况不同，GB/T 7725要求在额定制冷工况进行，而ISO标准要求在低湿断续制冷进行（干球：27℃，湿球：≤16℃，室外：干球：29℃）；

表6 APF和APC的计算公式

表7 非激活模式耗电量计算时各工况加权因数

（3）制冷0负荷点不同，ISO标准规定的0负荷点为20℃，而国标规定的0负荷点为23℃；

（4）制冷季节需要制冷的各温度分布及发生时间不同（如图7所示，详值见相应的标准）。

3.2.2 计算制热季节能源效率HSPF与国标HSPF的不同之处

HSPF的计算时的不同之处如下：

（1）100%负荷点的负荷不同，GB/T 7725在0℃室外温度时的负荷为1.25*0.82*φful（35），而ISO 16358则规定0℃室外温度时的负荷为0.82*φful(7)。

（2）由于气候类型的不同而引起的制热季节各温度分布及发生时间不同。

3.2.3 ISO标准中给出了整年的能源消耗效率（TAPF）

在A PF的计算上ISO标准和国标没有区别。然而，ISO标准中给出的整个制冷能源效率（TCSPF）、整个制热能源效率（THSPF）、全年能源消耗效率（TAPF）的计算方法。在计算全年的能源效率时，标准将空调器的工作模式分为激活模式（active mode）（空调器正常制冷、制热运行模式）、非激活模式（inactive mode）(非激活模式包含曲轴箱加热器工作模式)和断开模式（disconnected mode）（断开模式的耗电量为0）。

非激活模式下耗电量的测量如下：

（1）空调器断电6h后插电开始测量；

（2）环境工况：室内、室外均为20℃，耗电量为稳定运行后测量1h的数据。分别在5℃、10℃、15℃时稳定运行2h。然后按照表7的加权因数进行加权得到一个加权平均功率Pia。

表8 各种运行状态时间分布时间及全年效率计算公式

表9 美标制冷、制热负荷点

表10 ARI 210/240定频空调器制冷、制热工况及测试点

表11 ARI 210/240变频空调器制冷、制热工况及测试点

表12 SEER、HSPF和APFR的计算公式

注：如果在20℃和5℃测得的功率偏差在5%或1W内，则15℃和10℃不强制。这四个工况的平均值作为结果。

（3）非激活模式耗电量（IAEC）的计算

IAEC=Hia×Pia

其中，Hia——非激活模式的小时数（见表8）。

3.3 美国标准ARI 210/240与GB/T 7725（报批稿）不同之处

美标ARI 210/240给出了季节能源消耗效率SEER、HSPF以及全年能源消耗效率APF的计算方法。其计算及推导方法与GB/T 7725类似，用确定季节温度分布及温度分布时间、确定测试点并根据测试点计算其它点的能力、最终代入公式进行相应的计算这三个步骤来确定最终的SEER、HSPF以及APF。具体差异如下：

（1）确定负荷线所用的负荷点不同

如表9所示，注：制热工况时，美标根据地理位置分为I、II、III、IV、V、VI等6个区，不同区域制热负荷点不同，本次取IV区为例。

（2）制冷、制热季节运行温度及分布时间不同

美标将制冷季节分成8个温度段，并给出了不同温度段所占的时间。制热工况时，美标根据地理位置分为I、II、III、IV、V、VI等6个区，每个区分成18个温度段，并给出了各个温度段所总制热季节占时间的比例。

（3）试验工况不同

美标定频空调器制冷用2点法测量，制热采用3点法测量，而变频空调器制冷、制热均采用5点法，具体测试点及测试工况可见表10和表11。SEER、HSPF以及APF的计算公式见表10～表12。

3.4 日本标准与GB/T 7725（报批稿）的不同之处

日本JISC 9612给出了两种制冷季节能源消耗效率CSPF、制热季节能源消耗效率HSPF、全年能源消耗效率APF的计算方法。一种针对东京地区温度分布的计算方法（JISC 9612东京），另一种为一般计算方法，是针对全国平均温度分布的计算方法（JISC 9612全国平均）。计算方法与GB/T 7725给定的计算方法基本一致。只是由于地域的不同，而使得在负荷点、季节温度分布及所占时间上有一定的区别。具体如下：

表13 国标与日本标准制冷负荷对比

表14 日标制热负荷点

（1）确定负荷线的负荷点不同

制冷负荷：0负荷点与GB/T 7725一致，以室外气温在23℃负荷为0负荷。而另一个负荷点GB/T 7725选取在35℃，而JISC 9612选择在33℃，详见表13。

制热负荷：在确定制热负荷时，JISC 9612针对东京地区温度分布的计算方法与国标相同，而按照全国平均分布计算时，则有所区别，JISC 9612标准中按地区分成温暖地和寒冷地分布规定负荷点，详见表14。

（2）效率降低系数CD

JISC 9612东京给定了效率降低系数CD=25，JISC 9612全国平均则是通过空调器的断续试验计算获得。GB/T 7725则默认值和试验方法均给出，一般选默认值CD=25。

（3）测试点数量

JISC 9612东京的方法不需要测量最小制冷、制热能力，而JISC 9612全国平均则要求测量最小制冷、制热能力。

（4）制冷、制热季节温度发生时间不同

日本标准给出了东京地区和全国平均的制冷、制热需要制冷、制热的温度分布和个温度分布占总制冷、制热季节的时间。制冷从室外环境温度24℃到室外环境温度38℃共15个温度点，而制热季节室外环境温度从-14℃～16℃分成31个温度点，温暖地需要制热的温度点从9～31。给出关键点的测量，而其他点则用线性插值的方法获得，最终代入相应的公式获得，测试点以及公式推导与GB/T 7725草案一致。

（未完待续）