王月 苏东波
(珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070)
欧盟ErP空调器生态设计指令于2012年发布,要求2013年1月1起,出口到欧盟的额定制冷量在12kW及以下的空调器,用季节能效的评价方法代替单工况点能效,即用SEER代替EER,用SCOP代替COP。
本文以某系列出口到欧盟的风冷冷风式空调器为测试对象,通过试验数据对比,总结了一些提高空调器的季节能效比的方法。
季节能效比计算公式如下:
制冷SEER:
制热SCOP:
根据以上公式,我们可以看出,欧盟季节能效比是由全年的制冷需求除以全年的耗电量得出的,而全年耗电量由两个部分组成:空调器运行时的全年耗电量和空调器不运行时(待机、关机等)的全年耗电量。其中重点部分是在空调器运行时的全年耗电量。
空调器运行时的全年耗电量是通过测试特定温度和特定频率下的EER,插值出全部温度下的EER,分别乘以该温度的全年发生时间计算得出。特定温度包括室外20℃、25℃、30℃、35℃。
分别将20℃、25℃、30℃、35℃测得的EER提高10%,计算SEER值如表1。
分别设定PSB为1W、4W、8W,计算SEER值如表2。
表1
表2
表3
分别设定PTO为0W、20W、40W,计算SEER值如表3。
Tbiv为空调器100%热泵能力与建筑负荷线的交点。当室外环境温度≥Tbiv时,空调器的热泵制热能力可以满足建筑负荷的要求,而当室外环境温度<Tbiv时,需要电加热补助的总制热量才可满足建筑负荷的要求。
如图1所示,Pdesignh随Tbiv的升高而变大;Tbiv越高,电辅热补充范围越大,但越容易降到部分负荷(阀开停比例减小);Tbiv越低,电辅热补充范围越小,但越不容易降到部分负荷(阀开停比例增大);所以,同一空调器,随着Tbiv的不同,可以有不同的Pdesignh、SCOP。
SEER计算需要分别测试35℃、30℃、25℃、20℃的制冷量和能效;SCOP计算则需要分别测试12℃、7℃、2℃、-7℃的制热量和能效。其中测试变频机的各个温度点的性能时,需要调节频率,使其制冷量或制热量等于各温度条件下对应的建筑负荷。
通过测试对比,发现恰当的测试方法、调频方法、数据记录、逻辑设计可以提高产品的SEER和SCOP。
2℃的测试通常其除霜周期较短,出口欧盟的产品,设计时应避免出现频繁除霜的情况。欧盟EN 14511对于非稳态制热量的测试,是采集3h的数据,因此这3h的数据采集区应恰当选取,应使其包含最少的除霜运行时间。
20℃的制冷负荷要求和12℃的制热负荷要求在所有的测试中是最低,如果变频空调器调整频率使其制冷量或制热量刚好等于负荷的需求,则需要在一个过低的压缩机频率下运行,其实测能效较低。因此,在进行20℃的制冷性能测试和12℃的制热性能测试时,空调器不宜采用低频运行,而应采用更高一点的压缩机运行频率,即使要考核开停损失,其最终季节能效仍会更高一些。
提高25℃时的EER,对提高SEER影响最大。
空调器到达设定温度点,压缩机停机时,在程序控制上,应使内、外风机同时停止运行,或改变电机转速,将室内、外电机的消耗降到最低,从而降低PTO,提高SEER。
低温制冷和高温制热时,适当提高压缩机的运行频率,有利于提高SEER和SCOP。
[1]EN 14825-2012 Air conditioners,liquid chilling packages and heat pumps,with electrically driven compressors,for space heating and cooling - Testing and rating at part load conditions and calculation of seasonal performance。
[2]EN 14511-2011 Air conditioners,liquid chilling packages and heat pumps with electrically driven compressors for space heating and cooling