空调器设定温度与耗电量关系

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1、家用空调器设定温度与耗电量关系的实验研究同济大学楼宇设备工程与管理系黄治钟周辉摘要：通过对一普通办公室中家用空调器多种制冷工况下耗电量测试，并分析其相关关系，找出了影响空调器输入功率的主要影响因素，得出了设置温度与输入功率之间的关系，估算了改变设置温度对节约电力的贡献。关键词：家用空调器设置温度耗电量1概述2003年夏天，上海遭受了60年未遇的高温天气，夏季气温超过35℃的高温天数达41天，其中绝大多数在38℃以上，最高达到39.9℃，都已接近历史最高记录。为了抵御热浪的袭击，无论是商业建筑还是居民住宅，大量的空调设备纷纷开启，从而给电网造成了巨大的压力，上海电网

2、的最高负荷达到了创记录的1362万kW。为了保证人民生活不受影响，有关部门不得已采取了限电、拉电措施。与此同时，市政府号召居民将空调器的设置温度适当调高，以节约电力。究竟将空调器的设置温度调高能不能节约电力？在什么条件下能够节约电力？能节约多少电力？笔者以回答这些问题为目的，进行了下述测试。2测试过程图1测试场地布置测试在2003年8月21日至24日进行，地点为一间普通办公室，位于六层教学楼的第五层，面积为14.78m2(2.82m×5.24m)，南偏西朝向，室内挂有浅色塑料百叶窗帘。其平面布置见图1。室内装有KFR-22GWA型分体壁挂式家用空调器一台，1997

3、年2月生产，额定输出功率2200W。温度控制方式为带死区的压缩机启、停控制（死区宽度约为±0.5℃），无变频装置。根据空调器额定输出功率和房间面积计算，每平方米的空调设备容量约为150W，接近目前居民住宅和一般办公室的平均水平。由于这台空调器已经使用了七年，因此除了在测试前进行了清洗滤网等日常维护工作外，在测试过程中还测量了它的EER值，以确定制冷量衰减的情况。测试表明，这台空调器在实际运行条件下的EER值约为2.05。测试期间的天气为晴到多云，最高气温35℃～37℃。空调器运行时间为每天8:30～19:30，共11小时，四天的设置温度分别为26℃、27℃、28℃

4、和29℃。由于测试期间室内基本无人，因此为了模拟室内负荷，在室内开启了两台计算机和台灯，加上照明灯具和测试仪器，室内热负荷约为400W。为了连续记录室内外温湿度的变化，分别在室内安放了RHLOG-II型温度自记仪两只，室外一只（加简单遮阳以防止太阳直接照射和雨淋），采样间隔为15分钟；同时，在室内和另一间办公室的北窗外（图1中未示出）分别安放了RHLOG-H型湿度自记仪两只，采样间隔同样为15分钟。电能的测量和记录采用了一台DZFC-1型电能综合分析仪，除了即时显示电压、电流、功率因数、电源频率、瞬时功率和电能积算值以外，还以30分钟的间隔打印输出测试结果。3测试

5、数据四天的测试数据汇总见图2～图5，其中包括每一天的室外温度、室内温度，以及60分钟平均输入功率。图2设置温度为26℃时测试结果图3设置温度为27℃时测试结果图4设置温度为28℃时测试结果图5设置温度为29℃时测试结果由于四天中的室内外相对湿度变化规律极为相似，因此仅给出设置温度为28℃时的相对湿度数据作为代表，见图6。图6设置温度为28℃时的室内外相对湿度在这些数据中有两点需要说明：(1)记录到的室外最高温度与气象部门报告的当天实际最高温度不符，笔者认为这是由于测试条件不同造成的；(2)当设置温度为26℃时，室温并没有保持在26℃附近，大部分时间都是在26.1℃

6、～27.5℃之间波动，其原因见以下数据分析部分。根据电能综合分析仪的电能积算记录，可得到设置温度与每天总耗电量及每小时平均耗电量的关系，如表1。表1设置温度与耗电量的关系设置温度(℃)11小时总耗电量(kWh)每小时平均耗电量(kWh)267.860470.71459277.596260.69057286.321460.57468295.986820.544264数据分析4.1采用简单的带死区压缩机启、停控制能够较好地保持室内温度。在绝大部分时间内，控温误差均小于±0.6℃，接近死区的宽度，这对于家用空调器来说是一个可以接受的结果。但是，当设置温度为26℃时，在一

7、天的大部分时间内，室温在26.1℃～27.5℃之间波动，日平均温度为26.54℃，这与其它几天的室内日平均温度均低于设置温度0.4℃～0.6℃形成了鲜明的对照。之所以出现这种情况，笔者认为可以从图2中得到解释：测试日当天室外温度有超过10℃的变化，但空调器的60分钟平均输入功率仅变化70W。这表明由于负荷很大，启、停控制已经基本不起作用，压缩机处于连续运行状态，空调器的输出功率已接近最大值。在这样的运行状态下，室温不能保持在设置温度附近也就可以理解了。当然，如果进一步降低设置温度，室温更不可能保持在设置温度附近。另外，尽管没有单独的湿度控制功能，但是从图6可以看出

8、，室内相对