家用空调耗电特性研究

王哲

[研究背景]

夏天，家里的电费是平常月份的3倍，我知道这是开空调的缘故。空调的耗电特性是怎样的？如何才能减少空调能耗？带着这些疑问我查阅了空调能耗以及建筑用电设备能耗方面的资料。

空调主要有压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四个基本部件，由紫铜管将四个部分连接而成，系统中充注着制冷剂如氟利昂等，如图1。除了这四个基本部件外还有四通换向阀、单向阀、干燥过滤器、储液器、截止阀等部件。

空调由压缩机压缩和节流阀节流完成整个系统的循环工作，制冷剂在循环中经过蒸发、压缩、冷凝和节流四个热力变化过程。在小型空调器中，一般采用毛细管来实现节流过程，也有用热力膨胀阀进行节流。在压缩机不停运行中，四个热力过程连续不断地进行循环完成空调器的制冷过程。空调电负荷有压缩机、风扇电机、温控器等器件，其中压缩机的耗电量最大。

[实验设备及方法]

笔者分别测量了主卧室、次卧室和书房三台分体空调，主卧室和书房空调型号一样，房间面积差异大，如表1。此次研究所用仪器设备，包括数字式温湿度计3个、单相电子式电能表3个、电流表3个、电压表3个、10A插头插座3个、16A插头插座3个、导线和绝缘胶带若干。

用遥控器设定制冷温度，制冷开始后，用数字式温湿度计记录房间初始温度和各阶段温度，并记录制冷时间和电能表耗电量。测试时间最长持续4小时，最短2小时。

[实验结果]

主卧室实验数据见表2，主卧室温、耗电量随时间变化趋势分别见图3和图4。可以看出主卧室空调运行过程中，制冷时耗电多，保持温度时耗电较少，而累计耗电量几乎是线性增长，室内温度开始阶段下降较快，30分钟以后下降幅度减慢，最后趋于一个较稳定的温度25.6℃。由于初始温度或环境温度较高，房间面积较大，最后稳定温度达不到设定温度24℃。

次卧室实验数据见表3，耗电量随时间变化趋势见图5。此次实验初始温度（环境温度）比设定温度低，可以看出空调仍运行，累计耗电量增长较快，室内温度基本维持在初始温度23.3℃。小房间制冷快，半个小时耗电量接近0.6kW/h，保持温度半个小时只需要约0.3kW/h。

书房实验数据见表3，书房室内温度和耗电量随时间变化趋势分别见图6和图7。主卧和书房前两个小时的耗电量对比如图8。可以看出空调运行过程中，室内温度开始阶段下降较快，约45分钟以后下降幅度减慢，最后趋于一个较稳定的温度24.8℃。

主卧和书房安装的空调一样，主卧的面积是书房的面积1.94倍。主卧在30分钟、60分钟和120分钟时的耗电量分别是书房耗电量的1.62、1.88和3.52倍。即面积越大，空调运行时间越长，耗电增长越快。

[总 结]

本文测量了家用空调的耗能特性，比较了两种型号、三种面积耗能及制冷速度。城市有成千上万个家庭，若用火力发电每发1度电要消耗123克标准煤，排放319克二氧化碳、2.95克二氧化硫等有害物质，会污染到我们赖以生存的环境，影响人们的健康。无论是从经济发展角度上考虑，还是从环境保护方面考虑，促进家电设备的能效管理具有重要的意义。应做到尽量少开空调，晚上开空调把温度设定适当，积极参与到节能宣传和普及节能知识的广活动中去，培养节能、环保、健康的生活理念。