全面：国外空调器能耗效率试验及计算方法对比分析
本期，我们将通过对欧盟、ISO 16358、日本标准、澳洲标准、沙特标准计算时的不同之处进行对比分析，让大家对空调器各国的能耗效率的计算方法以及影响因素有一个全面了解，对产品设计提供帮助。
一、背景
随着节能环保意识的不断增强，空调器的不断发展，空调器的能效评价指标也在发生着巨大的变化。从最初的能效比 EER 到季节能效比 SEER ，而空调器的能效标准也从仅考核制冷性能，开始向季节能源消耗效率、年能源消耗效率转变。在实际考核中许多标准不仅考核运行状态下的能源消耗情况。还对待机、温控器关闭状态、曲轴箱加热器工作状态等进行了综合考核。对空调器的综合性能有了更高的要求。
二、标准概述
国际国内空调器制冷/制热测试方法以ISO 5151为基础，其他国家基本引用其规定的测试方法。
ISO 5151规定的空调器的性能测试方法主要有压缩机标定法、制冷剂焓值法、室外空气焓值法、室内侧量热计法、室外侧量热计法、平衡型量热计法等，目前国际比较常用的方法为焓差法和量热计法。
对两种方法的使用情况，除个别国家要求用量热计方法测量外（如，澳洲、厄瓜多尔要求能效标贴上的数据使用量热计法测量），其他标准对测试方法没有限制。
在评定指标上，目前除个别国家使用能效比EER 和性能系数 COP 来进行考核外，其他均采用制冷季节能源消耗效率、制热季节能源消耗效率以及全年能源消耗效率 APF 值来进行考核.
能源消耗效率计算方法标准以ISO标准、中国标准、美国标准、日本标准、欧盟标准、澳洲标准、 SASO 标准为代表，各国性能及能效标准见表 1 。
三、国内外空调器性能评价指标计算方法
从表 l 可以看出，目前国际、国内空调性能评价指标以季节能源消耗效率为主。在进行计算时，主要可分为 3 个步骤：
（1）确定制冷/制热季节需要制冷/制热的温度分布及各温度占全季节的时间；由于气候类型的不同，使得各国的需要制冷/制热的温度分布和占全季节的时间也各不相同。标准中一般都给出其国家和地区的典型气候分布值。
（2）确定需要测量的点，并根据测量点计算其他点的能力。
在进行试验时，不需要对每个分布点都进行试验测量，标准中会给定需要测量的点，其他点可根据这些测量点进行插值计算。
（3）对各点的能力和时间分别进行加权计算，从而得出相应的季节能源消耗效率。
需要注意的是，有的标准在计算季节能源消耗效率时，考虑了其他运行模式如待机、曲轴箱加热器运行、温控器关闭等模式，此时标准中一般会给出这些模式运行的时间，然后根据实测这些运行模式的耗电量结合运行时间进行加权计算。
四、欧盟标准
欧盟标准 EN 14825 给出了参考季节能源消耗效率SEER、SCOP的计算方法。其综合考虑了空调器在全年的不同运行模式，如激活模式、温控器关闭模式、曲轴箱加热器运行模式、关机模式等等。SEER 和 SCOP 分别用这几个模式所占的天数加权计算所得。
欧盟标准中给出了SEER 、SEERon、SCOPon、SCOP、SCOPnet等几个能源消耗效率，具体含义如下：
( 1 ) SEER 指整个制冷季节的季节能源消耗效率，包括空调器的停机、待机等状态；
( 2 ) SEERon指整个制冷季节制冷运行时的能源消耗效率;
( 3 ) SCOP指整个制热季节能源消耗效率，包括停机、待机、曲轴箱加热器运行等状态；
( 4 ) SCOPon指整个制热季节制热运行模式下的季节能源消耗效率，包括辅助电加热工作状态；
( 5 ) SCOPnet指整个制热季节制热运行模式且不含电加热制热的季节能源消耗效率。
1、SEER 计算
如表15所示， SEER 的计算最终转换为各种运行模式下耗电量或额定能力的计算。
SEERon计算方法：
制冷季节温度发生时间如表 16 所示，SEERon最终转换为额定制冷能力Pdesign 及各温度下EERDC的计算.
标准规定需在表 17 规定的A、B 、C 、D 这4个温度工况进行测试。
其它各个温度点由这4个测试点的值进行线性插值计算获得，需要注意的是，当环境温度TJ＞35 时，EER（TJ）=EER(35)；当环境温度TJ＜20时，EER（TJ）=EER(20)（如图 8 所示）
(1）温控器断开模式耗电量试验方法：
温控器关闭模式的耗电量在断续试验时确定；如果不进行断续测试，则在D工况试验完成后，将温控器设定点温度调高至压缩机停止。测量不低于一小时的耗电量并减去待机耗电量，即为温控器断开模式的耗电量。
(2）待机模式耗电耗电量试验方法：
制冷A工况试验结束后，使用控制装置将空调器关闭。10min后，测量耗电量，假定这一耗电量即为待机耗电量。
(3）曲轴箱加热器工作模式耗电试验方法：
仅适用于制热模式，故 Pck=0 。
(4）关机模式耗电：
待机功率测试后，空调器用开关关闭但保持插头在位。10min后，测量功率，即为关机功率．若没有关闭开关，则认为关机功率等于待机功率。
2、 SCOP 计算
SCOP 计算公式如下：
推导及计算方法同SEERon。式中，elbu（TJ）是辅助电加热的功率，在热泵制热量DC(TJ）小于制热负荷 Ph（TJ）时，需要打开辅助电加热来辅助，其计算公式：
需要注意的是，在欧盟标准 EN 14258中，根据各地气候类型的不同，将制热季节分成三种类型平均“A＂、较冷“C”、较暖“W”三种情况。
各种气候类型下对实测点和部分负荷率（见表18）、以及制热季节温度发生时间是不同的（见图 9 )
(1）温控器断开模式耗电量试验方法：
温控器关闭模式的耗电量在断续试验时确定；如果不进行断续测试，则在D工况试验完成后，将调低设定点温度至压缩机停机。测量不低于1小时的耗电量并减去待机耗电量，即为温控器断开模式的耗电量。
(2）待机模式耗电耗电量试验方法：
制热D工况试验结束后，使用控制装置将空调器关闭。10min后，测量耗电量，假定这一耗电量即为待机耗电量．
(3）曲轴箱加热器工作模式耗电试验方法：
在制热B工况试验结束后，用控制器装置关闭空调器。测量8h的耗电量。计算 8h的平均功率。待机功率应从上述功率中减去。注：假定室外温度低于给定值且压缩机关闭的情况下，曲轴箱加热器运行。温度值由曲轴箱加热器的启动温度决定，和曲轴箱加热器的控制类型有关。
(4）关机模式耗电待机功率测试后，空调器用开关关闭但保持插头在位。
10min后，测量功率，即为关机功率。若没有关闭开关，则认为关机功率等于待机功率。
五、澳洲标准
澳洲能效标准 As/NZS 3823.2 给出了年制冷能源消耗效率 AEER 和年制热能源消耗效率AEER.计算公式如下：
( l ) Pnoc非运行功率的测量：
( A ）若平均功率是稳定的不受环境条件和其他因素的影响，测量不少于 3Omin的功率；
注：本条也适用于关闭后以及开机前非运行模式功率的测量。
( B ）若功率是非稳态的周期性循环，则测量一系列完整的周期；
( C ）若启动和关闭程序要加入到非运行模式，则当确定非运行模式功率时，在每一个非运行阶段开始和结束应考虑启动和关闭时的能量;
( D ）测试电压单相 230V 、 50Hz ，三相400V 、 50Hz 。环境温度按照确定非运行模式功率受温度影响时的规定设定。
( 2 ）澳洲标准中规定全年非运行模式为 6760h ，并给出不同温度段所占的时间（详见标准）
( A ）假定非运行功率的运行周期为每天1Oh ，每月 25 天，每年 8 个月：（每年运行：25*8*10 =200h )
( B ）假定非运行功率为每天8:00、18:00;
( C ）每月制冷或制热情况按照表 20 ，热泵型的产品假定每一个模式是独立的；
( D ）假定每个月运行的日期为1～12,15～27.其他日期不运行。
六、沙特标准
沙特能效标准仅考核制冷TI、T3工况的EER值，以及制热H1工况的COP值。并给出了年耗电量的评估方法，即在满负载的条件下预计运行2700小时对应的耗电量。
具体工况如表 21 。
七、小结
通过上述介绍可以看出，目前国际上的能源消耗效率计算方法大致分为三种：
第一种是以中国GB/T 7725、美标、日标为代表
给出关键点，确定负荷线和能力线，通过线性插值计算出其他温度分布点的制冷、制热量以及制冷消耗功率，然后根据该温度在制冷、制热季节所占的时间加权计算。
这些标准之间的主要区别如下：
(l）气候类型的不同，使得温度分布不同，以及制冷／制热季节需要制冷／制热的各温度发生时间；
( 2 ）由于气候、建筑结构的不同，使得 0 负荷点不同（即不开空调的情况下，室内保持热体感觉最舒适温度时的室外温度） :
( 3 ）计算参数是要求的测试点数量不同，环境工况不同。
第二种以欧盟为代表
考虑了空调器全年中的各种状态模式，运行模式、待机、停机等模式，给出了一种全面的能源消耗效率，对器具的要求较高。
第三种以澳洲标准为代表
测试点相对较少，对空调器运行模式下全年的温度分布没有要求，仅给出了运行模式占全年的小时数，相对计算较为简单， SASO 标准与此类似．在评定指标上，目前定频空调器一般采用能效比 EER 和性能系数 COP 来进行评价，而变频空调器除个别国家仍使用 EER 和 COP 来进行考核外，其他均采用制冷季节能源消耗效率、制热季节能源消耗效率以及全年能源消耗效率 APF 值来进行考核。
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1、小管径换热器的技术开发和应用
2、微通道换热器的前沿技术研究和开发
3、板式换热器的设计和研究
4、特种空调对换热器的技术性能要求
5、可燃性制冷剂的应用案例和实验测试
6、螺杆压缩机的分类和技术应用
7、蒸汽压缩式制冷循环的研究与应用
8、喷气增焓技术在空气源热泵上的应用
9、汽车空调系统设计与应用
10、车用空调压缩机的特殊设计和技术性能
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第三期主题：螺杆压缩机的性能特点与设计原则
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