风冷式变频多联(热泵)机组APF的测试分析与研究

李 彬，王 琦

( 珠海格力电器股份有限公司，珠海 519070 )

风冷式变频多联(热泵)机组APF的测试分析与研究

李 彬，王 琦

( 珠海格力电器股份有限公司，珠海 519070 )

多联式空调(热泵)机组依靠其众多优点，已跻身为中央空调的主流产品，市场占有率也已经跃居第二位。其中，风冷式多联机的占比已超九成。APF(全年性能系数)作为风冷多联机的评价指标被引入评价体系已成定局。本文即围绕风冷式多联(热泵)机组APF的测试做了一定的研究和分析。

风冷式多联机；APF；测试

引言

2016年7月1日，国内多联式空调(热泵)机组的能效新标准GB/T 18837-2015(以下简称“标准”)开始颁布实施。对于风冷式多联机来说，能效指标在原来的IPLV(C)(制冷综合部分负荷性能系数)的基础上，新增了APF(全年性能系数)。与IPLV(C)仅考虑到单一工况的性能相比，APF涉及到了制冷、制热的多个工况，能够更全面更准确地评估空调机组的性能水平。基于此点，笔者首先对内销风冷式多联机测试标准进行理论分析，再结合实验提出一些提高整机APF的方法，旨在为相关设计人员提供一定参考。

1 理论分析

1.1 内销风冷式多联机APF测试工况

根据标准，风冷式变频多联机的APF需要进行7个实验项目的测试，涉及到1个制冷工况和2个制热工况，如表1所示。可以看到，APF各项实验对开启内机比例和内风机转速等有一定的要求。

表1 APF实验项目

性能系数实验项目实验工况(干球温度/湿球温度)内机要求APF名义制冷室内27/19℃,室外35/24℃全开中间制冷室内27/19℃,室外35/24℃全开;内风机转速与名义制冷保持一致最小制冷室内27/19℃,室外35/24℃应关闭名义制冷量不小于机组名义制冷量25%的室内机;内风机转速与名义制冷保持一致名义制热室内20/15℃,室外7/6℃全开中间制热室内20/15℃,室外7/6℃全开;内风机转速与名义制热保持一致最小制热室内20/15℃,室外7/6℃应关闭名义制热量不小于机组名义制热量25%的室内机;内风机转速与名义制热保持一致低温制热室内20/15℃,室外2/1℃全开

1.2 各实验项目EER或COP对APF的影响

APF，即全年性能系数：在制冷(热)季节，空调机组进行制冷(热)运行时，从室内除去的热量及向室内送入的热量的总和与同一时间内消耗的电量总和之比，也叫全年综合能效比[1]。

根据标准，整机APF是各项实验的能力和功率加权计算得到的结果。同时，各项实验的EER或COP也是实测能力除以实测功率的结果。根据以往经验，当单点能效提升时，整机的综合能效也会得到相应提升。但是，这个经验是否适用于整机APF的测试，仍需要通过实验验证。

2 实验研究

2.1 实验简介

根据以上理论分析，选取一套风冷式变频多联机进行APF的测试。对于同一套机组，主要进行以下实验研究以提升整机APF：

(1)通过控制变量的方法，对于某一实验项目，保持其它实验项目的EER或COP不变，对比测试该实验项目中APF随EER或COP的变化趋势；

(2)研究如何通过调整单一实验项目的EER或COP使整机APF得到提升。

2.2 实验数据

实验测试结果如表2所示。

表2 整机APF随各实验项目中EER或COP变化情况

实验项目标称值(W)△EER或△COP00.020.050.080.1名义制冷22400实测能力(W)2247922254219892175221533EER(W/W)2.622.672.752.832.88APF(W/W)4.434.444.454.464.46中间制冷11200实测能力(W)1186911649113731099410709EER(W/W)4.774.875.015.155.25APF(W/W)4.414.424.444.454.46最小制冷5700实测能力(W)59635915585458025717EER(W/W)5.555.675.836.006.11APF(W/W)4.434.444.454.464.46名义制热25000实测能力(W)2433624154240472393623807COP(W/W)3.503.573.683.783.85APF(W/W)4.434.434.454.464.46最小制热6800实测能力(W)68716967700471097069COP(W/W)5.305.415.575.725.83APF(W/W)4.424.434.444.454.46低温制热20000实测能力(W)1991319086186541799316754COP(W/W)2.272.322.382.452.50APF(W/W)4.464.454.454.354.34中间制热13200△COP00.00250.0050.00750.01实测能力(W)1321012827122431192611754COP(W/W)4.724.734.744.764.77APF(W/W)4.464.464.454.444.44

注：① △EER或△COP为EER或COP的变化率； ② 表中实测能力、EER、COP等数据是在焓差实验室经测试计算得出，APF是由各项实验的实测能力、实测功率带入标准中公式计算得出。

分析表中数据可以发现，整机APF随着EER或COP的变化也呈现一定的规律性变化。将表中数据导成曲线图可以更加直观地展现其变化规律，如图1所示。

图1-1 整机APF随各个测点EER或COP增量的变化曲线表

可以看出，不同实验项目下的APF随EER或COP的增加呈现出不同的变化趋势。其中，随着各个测点EER或COP的增加,名义制冷、名义制热、中间制冷、最小制冷以及最小制热的APF呈现上升趋势；同时，中间制热和低温制热对应的APF呈下降趋势。

图1-2 整机APF随各个测点EER或COP增量的变化曲线表

2.3 实验分析

结合上述整机APF随EER或COP变化的趋势，笔者就如何通过调节机组EER或COP以达到提升整机APF的目的做了如下研究。

2.3.1 压缩机频率对各实验项目APF的影响

在各测点能力要求范围内，通过对各实验项目的测试归纳，得出压缩机频率对机组各测点EER或COP的影响趋势，如图2所示。

图2 各个测点EER或COP随压缩机频率的变化趋线

结合图1、图2，分析得出压缩机频率、EER(COP)和APF三者关系如下：

(1)对于名义制冷、名义制热、中间制冷和最小制冷，压缩机频率越低，EER或COP越大，整机APF也越大。

(2)对于中间制热、低温制热，压缩机频率越高，COP越小，但是整机APF越大。

(3)对于最小制热，压缩机频率比最低点稍高一些时，COP最大，整机APF也最大。

2.3.2 风冷比对整机APF的影响

根据标准，在名义制冷试验时，名义制冷量大于4kW的室内机的单位制冷量实测风量应不大于220m3/(h·kW)，名义冷量小于等于4kW的室内机的单位制冷量实测风量应不大于280m3/(h·kW)。由图3可以看出，随着风冷比的增加，EER也在增大。同时，结合图1可以得出，名义制冷时，风冷比越大，整机APF越高。

2.3.3 关闭内机对整机APF的影响

图3 名义制冷EER随风冷比的变化趋线

图4 最小制冷(热)EER(COP)随关闭内机比例的变化趋线

根据标准，在最小制冷(热)时，需要关闭名义制冷(热)量不小于机组名义制冷(热)量25%的室内机。由图4可以看出，关闭内机比例越大，EER或COP越小。再结合图1，可以得出，最小制冷(热)时，关闭内机比例越小，整机APF越大。

此外，笔者经研究发现，在最小制冷(热)测试时，所关闭内机的电子膨胀阀开度越大，EER或COP越小，如图5所示。同时结合图1，可以得出如下结论，最小制冷(热)时，所关闭内机的电子膨胀阀开度越小，整机APF越大。

图5 最小制冷(热)EER(COP)随所关内机电子膨胀阀开度的变化趋线

3 实验结论

结合以上理论分析和实验研究，总结出提升整机APF的方法如下：

(1)名义制冷(热)时，在满足能力要求的前提下，应选取压缩机频率最低点。

(2)名义制冷时，应使风冷比尽可能的大。

(3)中间制冷时，应在能力要求范围内，取压缩机频率最低点。

(4)中间制热时，应在能力要求范围内，取压缩机频率最高点。

(5)最小制冷时，应选取压缩机最低频率。

(6)最小制热时，应选取比压缩机最低频率稍高一些的频率。

(7)最小制冷(热)时，应关闭尽可能少的内机，且将所关闭内机的电子膨胀阀步数尽可能调小。

(8)低温制热时，应使压缩机以最高频率运行。

4 结束语

以上论述是本人对风冷式多联(热泵)机组APF测试的一些浅见。不同机组存有一定差异性，不免存在与以上研究结论有出入的地方，考虑不周之处还请各位读者不吝指教。诚然，追求更高品质也正是我们研发工作的乐趣所在。

[1] GB/T 18837 多联式空调(热泵)机组[S].2015

[2] 钟瑜，张秀平.GB_T18837_2015_多联式空调_热泵_机组_关键要素解读[J].制冷与空调，2016,(3):64-67

[3] 胡朝发，黄春，曹勇.北美变速空调器SEER测试方法分析和实验研究[J].制冷与空调，2013,(6)：46-50

Test Analysis and Research on APF of Air-cooled Variable Frequency VRF(Heat Pump)

LI Bin，WANG Qi

( Gree Electric Appliances.Inc.of Zhuhai，Zhuhai 519070 )

The VRF has become a mainstream production of central air conditioner depends on its legion excellence.And its proportion of market occupied has become NO.2.Thereinto，air-cooled VRF′s proportion has overrunned 90%.It has become a finality that APF(Annual Performance Factor)as a metewand for air-cooled VRF.This article makes a research and analysis of the test for air-cooled VRF.

Air-cooled VRF；APF；Test

2016-11-1

李彬(1989-)，男，主要从事商用空调系统的研发工作。Email：lbpsdm@126.com

ISSN1005-9180(2017)02-027-05

TM925.1 文献标示码：A

10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.02.006