由早期性能标准的指标计算定频房间空调器APF的方法

作者:吴国明;任滔;丁国良;成建宏 刊名:《制冷学报》 上传者:胡迪

【摘要】房间空调器目前同时用两种完全不同的能效指标EER、COP指标以及APF指标来标称空调器能效。为了便于比较不同能效指标标称的空调器性能,需要将传统的EER和COP能效指标转化成APF能效指标。本文给出了一种利用GB7725—1996中EER和COP等性能参数直接计算APF的方法。该方法首先将APF转化为关于"额定制冷量"、"额定制冷功率"、"额定制热量"和"额定制热功率"的函数,然后联立EER、COP和APF的计算式消除中间变量。根据本文开发的公式,房间空调器的APF可以通过制冷和制热的额定能力和能效进行简单四则运算便可得到。

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早期空调器性能国家标准“GB77251996房间空气调节器”提出将额定制冷能效EER和额定制热能效COP作为房间空调器的能效指标[1]。EER和COP指标均只由单个工况点的测试数据计算得到,不能反映空调器在不同工况下的性能变化。为了更加全面的衡量空调器的性能,修订后的空调器性能国家标准“GB77252004房间空气调节器”将全年性能系数APF作为房间空调器的能效指标[2],其中APF通过多个工况点的能力值与输入功率运算得到。为了鼓励节能空调器的开发,国家通过制订能效等级标准,对于空调器进行能效等级的划分,强制淘汰低能效空调器。空调器能效国家标准“GB12021.32010房间空气调节器能效限定值及能效等级”规定了如何按照EER划分定频空调器的能效等级[3],“GB214552013转速可控型房间空调器能效限定值及能效等级”则规定了如何按照APF划分空调器的能效等级、更新了APF计算所用的各个室外温度的小时数,所用的APF计算方法适用于定频和变频空调[4]。目前EER及COP指标与APF指标都有使用,导致不同厂商以及同一厂商不同类型的空调器使用不同的能效指标[5-6]。EER及COP指标和APF指标的计算方法不同,导致EER及COP指标与APF指标值之间无法直接进行比较,从而使得消费者不能根据EER、COP和APF的值直接判断哪种空调器更加节能。为了便于判断选择节能的空调,需要有EER及COP与APF的换算关系。EER及COP与APF的换算,并不能根据自身的定义直接给出。EER及COP指标只考虑单个制冷工况的性能或单个制热工况的性能,其影响因素包括额定制冷量和额定制冷功率以及额定制热量和额定制热功率[7];APF指标同时考虑多个制冷工况和制热工况的性能,其影响因素包括全年所有工况的性能,以及全年的运行室外温度和对应的小时数[5-7],并通过复杂的计算得出。EER及COP指标和APF指标的定义包含的影响因素不同,导致EER及COP指标与APF指标值之间无法直接进行换算。对于EER、COP和APF的换算关系,目前的研究只分析了APF指标和其他性能指标的影响因素[8],APF与空调器各部件的关系[9-11]以及APF各测试工况点的权重[7,12],但是没有文献能够给出EER、COP与APF直接换算的简单方法。GB77252004标准中也没有给出利用EER、COP直接计算APF的方法。本文的目的是提出利用早期标准GB77251996中的EER、COP等性能指标,得到APF的换算方法。1利用GB77251996中的性能参数计算APF的思路性能国家标准GB77251996中的性能参数主要有:1)EER、2)COP、3)额定制冷量cr、4)额定制热量hr、5)额定制冷功率Pc、6)额定制热功率Ph,如公式(1)[1]和公式(2)[1]所示。EER=crPc(1)COP=hrPh(2)新的性能国家标准GB77252004中定义的APF定义为公式(3)[2]。APF=CSTL+HSTLCSTE+HSTE(3)式中:CSTL为制冷季节总负荷;HSTL为制热季节总负荷;CSTE为制冷季节耗电量;HSTE为制热季节耗电量。由式(3)可知,APF并不能依据GB77251996中给出的各个性能参数直接计算。本文的目的是利用GB77251996中各个性能参数建立APF的关系式。即使不能建立严格的关联式,也要建立尽可能精确的近似关联式。所采用的方法是,先将APF定义式中所含的四项参数尽可能转化为GB77251996中的性能参数的函数,然后再给出APF与GB77251996中性能参

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