欧盟变频空调器SEER与SCOP计算方法研究分析
欧盟变频空调器SEER与SCOP计算方法研究分析
田磊
【摘 要】欧盟EN 14825标准中,变频空调器季节能效比SEER与SCOP的评估需要进行不同工况点的测试,本文从这几个工况入手,首先对其进行理论分析,并介绍了标准中的计算方法,供相关人员参考.
【期刊名称】《家电科技》
【年(卷),期】2015(000)009
【总页数】3页(P33-35)
【关键词】EN 14825;变频空调器
【作 者】田磊
【作者单位】珠海格力电器股份有限公司 广东珠海519070
【正文语种】中 文
欧盟于2009年10月31日，在其官方公报上发布了2009/125/EC号指令，即ErP（Energy-related Products）指令（能源相关产品生态设计指令）,并于2009年11月正式生效。
新的能效标准对于额定制冷(制热) 12kW的风冷冷风空调进行新的Erp指令，它规定了欧盟能效的评价方式由单一的能效比EER转变为全年季节能效比（SEER）, 并且要求 2013 年 1 月 1日后投入欧盟市场的空调必须符合新标准规定。欧盟Erp能效标准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。因此，深入研究其计算方法就显得非常必要。基于此，笔者对标准进行一些分析，力求为相关人员提供一定的参考。
1.1 涉及的标准及法规（见表1）
标准中给出了SEER、SEERon、SCOP、SCOPon、SCOPnet等能源消耗效率，具体含义如下：
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；
SEERon：指整个制冷季节制冷运行时的能源消耗效率；
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；
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；
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。
1.2 标准要求
根据EN 14825-2013标准，变频空调器需要进行4个工况的测试，如表2所示。
表2中A，B，C，D工况都是必测工况，用于测试在不同负载条件下的制冷量及消耗功率。注意测试的时候，内机应都按照最高风档进行测试。
1.3 测试工况与建筑负荷的关系
空调用电量计算
建筑负荷是EN 14825标准的一个理念，建筑负荷简单来说就是对于一个建筑系统而言的冷量需求。
从图1可以看出，当环境温度低于F点时，建筑物负荷需求降低，而变频空调器在最低频率下的制冷能力升高，此时制冷能力与建筑负荷能力不平衡，故变频空调会出现在某一温度点停机的情况，EN 14825就增加了衰减系数Cd的考核。
当环境温度在F～A点范围之间，即压缩机最小转速与压缩机最大转速之间，从图1函数图像易看出，此时建筑负荷需求增加，但未超过空调器最大制冷能力。此时，变频空调器可以在最小转速和最大转速之间进行调节，变频空调由于控制单元监控，可以根据建筑负荷需求自动进行调整。
当环境温度在A点时，此时建筑物负荷需求较高，变频空调器必须要在最大转速下运行，才可以满足建筑负荷需求。
式中：
Qc为制冷季节建筑总制冷负荷，单位：kW•h。
PTO、PSB、PCK、POFF为机组在恒温模式、待机模式、曲轴箱加热模式和关机模式的电功率。
HTO、HSB、HCK、HOFF为机组在恒温模式、待机模式、曲轴箱加热模式和关机模式分别对应的时间，按照EN 14825中表A.4。
计算时需要24个工况下的每一个工况Tj下对应的制冷需求Pc和EER(Tj)。显然为了计算的真实性进行24个工况的测试不现实，因此EN 14825选择了四个工况作为代表（A、B、C、D工况），其他20个工况的EER通过内插法或外插法计算得出。
PTO：指产品的制冷或者制热功能打开，但是产品没有制冷量或者制热量的输出，如压缩机停机、室内外风机和控制器带电运行的情况下消耗的电功率。
该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。
PSB：指待机功耗，此时空调器处于关闭待机状态，可以通过遥控器等设置激活的状态。
待机模式耗电量试验方法：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，假定这一耗电量为待机耗电量。
PCK：指曲轴电加热带的功率，如压缩机的电加热带就属于此类型的装置。
曲轴箱加热工作模式耗电试验方法：仅适用于制热模式，故Pck=0。
POFF：指关机功耗，此时空调器处于关闭状态，用遥控器等设置不能激活的状态。若产品没有关机模式，关机功率POFF＝待机功率PSB，据EN 14825附录D可知，冷暖机关机模式运行时间HOFF为0，单冷机关机模式运行时间HOFF为5088h，故POFF只对单冷机能效有影响，对冷暖机的能效没有影响。
关机模式耗电量测试方法：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。
式中：
Qh为制热季节建筑需求总制热负荷，kW•h。
PTO、PSB、PCK、POFF为机组在恒温模式、待机模式、曲轴箱加热模式和关机模式的电功率。
HTO、HSB、HCK、HOFF为机组恒温模式、待机模式、曲轴箱加热模式和关机模式分别对应的消耗功率发生时间，按照EN 14825中表A.4。
从EN 14825标准表C.2，我们可以看到，计
算SCOPon需要26个工况下的每一个工况Tj下对应的制冷需求Ph(Tj)和COPbin(Tj)。显然地，要一个个计算真实的情况，我们要逐个对26个工况点一一进行测试，但这样测试不现实，故EN 14825选择了六个工况作为代表，即A、B、C、D、E、F工况。A、B、C、D四个工况参考其它的22个工况的EER计算，方法是通过内插法或者外插法计算得出，这在EN 14825标准中的表C.2中已经全部体现出来。
E工况是用于考核产品的能够提供制热能力的极限温度，低于该极限温度，产品不能提供任何制热量，在计算中的主要作用是用以确定产品能够制热运行的工况，低于该极限温度的空调运行时间为零，能效为零。
F工况适用于考核产品能够提供制热能力的临界温度，低于该温度，产品提供的制热量不能满足建筑负荷要求，需要搭配辅助的电热才能满足建筑负荷的要求，在计算中主要体现在评估需要的辅助电热的量。
PTO：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。
PSB：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。
PCK：曲轴箱加热器工作模式耗电试验方法：当曲轴箱电加热器在待机状态下运行时，则认为功耗曲轴箱加热器模式应被视为等于待机功耗。当曲轴箱加热器在待机模式下不工作时，按如下方法进行测试：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。
POFF：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。
由SEER的计算公式可以看出，季节能效比主要有几个影响因素，即温控器关机、待机、压缩机加热模式和关机的时间；温控器关机、待机、压缩机加热模式，关机的电功率；空调器
的总除热量；PTO、PSB、PCK、POFF为机组在恒温模式、待机模式、曲轴箱加热模式和关机模式的电功率。
对于待机模式功耗对SEER的影响，可以使整机在此模式下，通过控制单元使室内机与室外机处于断电状态，让其待机功耗PSB不超过1W。
通过对变频空调器的开发调试，使其在恒温状态时，使其压缩机与风机停机，此时变频空调器没有制冷量或者制热量输出，最大限度降低功耗PTO,将恒温下机组功耗降低至最小，有利于提高整机SEER。
标准规定了，由轴电加热带的测试是在制热运行B工况之后进行的，即测试的工况是室外环境为2℃。在开发设计时，尽量要使机组在此工况下，曲轴电加热处于关闭状态，此时PCK＝0，有利用提高整机SEER。

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