定速及变频空调器节能技术的探讨.doc

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1、定速及变频空调器节能技术的探讨殷光文上海市中山南路28号15楼艾默生环境优化技术（苏州）有限公司上海分公司摘要：本文对空调器提高能效比进行了理论分析，并指出喷气增焙技术是从床缩机角度提高空调能效的方案之一，并同吋对变容量空调SEER的测试方法提出建议。关键词：能效比圧缩机喷气增焙变频空调定速空调背景能源是国民经济的基础，是综合国力有机组成部分，也是经济社会可持续发展的重要制约因素之一。屮国作为毗界上经济增长速度最快的国家之一，同吋也是一个能源消耗大国，其能源消费总量居世界第二，仅次于美国。从1985年开始，屮国的能源消耗

2、量以每年5%的速度增长，电能消耗增长则更快，随着工业化与城镇化进程的加快，经济持续发展和人民牛活水平日益提高，对空调器（包括房间空调器和集屮式空调）电力消费持续增长，空调器的节能已成为推动政府节能和企业技术进步的行业驱动力。从亚洲范围来看，不断提高的空调器能效等级标准己较为普及。H本无疑成为节能空调走得较快的国家。与其他国家不同的是，口本在房间空调器上基本采用变制冷剂流量的技术路线，这与其比较发达的消费能力和技术领先密不可分。日本房间空调器的测试标准及JIS—般以东京地区标准气象数据为参考点，绝大部分运行时间在环境温度3

3、0C以下（见图1）,因此强调部分负荷下空调器的节能效果。最新的报道指出，FI本已趋向采用同时考虑制冷和制热的APF(AnnualPerformanceFactors)來代替单纯考核制冷季节能效比的SEER,作为衡量空调器节能指标。图1日本空调标准环境温度吋间分布芟賤控制理空■枫的炭歆啓性空调器的节能潜力在小国，定速空调仍占据H前绝大部分空调的销售份额，定速空调的节能趋势，在这几年得到了显著的发展。截止2007年底，根据屮国标准化研究院能效标识管理屮心的统计，在通过备案的所有房间空调器屮，节能型1-2级产品占总量的10%。

4、随着国家进一步提升空调器节能等级，高能效的空调必然成为生产企业更加关注的课题。如果用一个典型能效比为2.8W/W的定速空调来分析其能效水平情况，我们可以发现：1.以室外35°C,室内干球27°C为条件，其理论卡诺循环理想能效比为35.9W/Wo2.由于在蒸发侧和冷凝侧分别存在换热温差，如冷凝侧换热温差为14°C,蒸发侧换热温差24°C,则理论能效比会从近36W/W下降到6.0W/W。这是一•个幅度非常大的下降，也是空调器提高能效比工作小潜力最大的部分。1.FI前使用的制冷剂R22为非理想气体，同吋其蒸发压缩循环也是非理想

5、气体循环，将导致理论能效比进一•步下降到4.96W/W。2.床缩机的电机效率损失，机械摩擦损失，气流阻力损失等将再次将理论能效比拉低37%左右，下降至3.13W/Wo3.空调器的风扇电机等电气件的功耗损失,最终整台空调能效为2.8W/Wo从理想能效比36W/W到2.8W/W的衰减过程，可以让我们找到提高空调器能效的路径吗？我们不妨从压缩机、制冷剂、换热器、风扇电机、节流兀器件等项H逐一探讨。1.换热器通过以上分析，可以发现提高空调器能效比最有潜力的部分在换热器，也就是说尽可能减少蒸发器及冷凝器的换热温差，将对提高整机能效

6、比有决定因素。当然考虑到现有工艺及生产成本条件下，我们仍然可以看到未来在换热器方面的改进前景：1.1强化传热效率，使用高效传热转换管、低齿内螺纹管、非对称齿型等通过改变换热器内表面形状以强化热传效率。在空调行业屮也可以看到微通道换热器技术已被用在某些商用空调机组冷凝器应用屮。1.2从大管径向小管径的改变。由于换热管管径变小而导壁厚变薄，减小热阻血提高K值，并在此基础上减小的材料消耗。根据国际铜业协会的报导资料，因管径变细而达到材料节约率最大可能性可达到30-40%,采用减小管径的现实问题可能在生产设备的更改，空调器与换热

7、器的优化匹配方面。1.3换热翅片形状的改变，风扇叶片及风扇电机性能提高，都是与换热器密切相关的技术进步，而在实际生产及应用小，这些都是空调器整机性能屮有关噪音、制热熔霜循环也密切相关的。2.压缩机2.1空调压缩机是蒸气压缩循环的心脏，也是决定空调能效比的最大影响因素Z-o在过去30年的发展过程屮，考虑到压缩机密封电机效率、机械摩擦损失、气体流动损失等研究进步，以及生产制造领域的快速发展，用综合概括的所谓“压缩机整体效率”这一概念来评述的话，已由50%提升至H前70%左右。尽管压缩机有不同的如涡旋式和转子式的技术区分，最新

8、的研究方向均朝向小型化、新冷媒应用、变容量/变转速、降低噪音和振动等方面［注1］。小型化的驱动力來自于材料成本和高能效比系统匹配。2.2在压缩机与高效能空调系统实行兀配过程屮，关注点已从床缩机“标称工况点效率”转向“实际运行工作点效率”（图2）0压缩机能效比测试名义工况为蒸发温度7.2°C/冷凝温度54.4°C,该名