空调器设定温度与耗电量关系
空调器设定温度与耗电
量关系
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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，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℃，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
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×，南偏西朝向，室内挂有浅塑料百叶窗帘。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±℃），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。
宇宙的游戏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
走廊
图1 测试场地布置
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。
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℃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。
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。
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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
在这些数据中有两点需要说
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
华北地区包括
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℃～℃之间波动，其原因见
以下数据分析部分。消防工程师条件
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
4数据分析
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±℃，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，在一天的大部分时间内，室温在℃～℃之间波动，日
平均温度为℃，这与其它几天的室内日平均温度均低于设置温度℃～℃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，室内相对湿度仍然能够保持在50%～70%的舒适范围内。
由于在四天的测试期间中，每天的气象条件不尽相同，为了尽量减少由于气象条件
不同对耗电量的影响，笔者在每一天中选取了平均温度为34℃和37℃的时段各一小时，
读取与之相对应的60分钟平均输入功率，可以得到如图7所示的关系。
多余的话从图3～图5中可以知
道，当设置温度在27℃至
29℃的范围内时，室温基本上保持不变，而且压缩机不是处
于连续运行状态下，因此无论
是设置温度在此范围内变化，
抑或室外气温发生变化，实际
上都是室内外温差发生了变
化，从而对建筑负荷造成影
响。为了对建筑负荷的变化做
出响应，压缩机需要相应改变
输出功率，即改变其启、停时
间比，这就最终影响到压缩机
的平均输入功率。这样，尽管室外气温不同，同样幅度的设置温度变化对空调器平均输入功率的影响类似初恋这件小事的电影
就应当是相同的。从图7中恰好能够清楚地印证这一点：当室外气温为34℃时，当设置温度从27℃变化到28℃时，60分钟平均输入功率减少了；当设置温度从28℃变化到29℃时，60分钟平均输入功率又减少了。如果在室外气温为37℃时重复这一过程，则 60分钟平均输入功率将分别减少和，两者的变化几乎相同。如果我们将其用曲线的方式来表示，可以看到这两条曲线几乎是相互平行的，见图8。这一结果表明，在室内负荷保持基本不变的前提下，
室内外温差是影响空调器平均
输入功率的主要因素之一。
但是根据图8中的曲线，当室外温度为34℃、设置温度为27℃时，60分钟平均输入
功率为，此时的室内外温差为
7℃；但是当室外温度为
37℃、设置温度为29℃时，尽管室内外温差增加到8℃，但此时的60分钟平均输入功率
反而降低到。显然前者的建筑负荷要大于后者，因此室内外温差并不是决定空调器输入功率的唯一因素。
笔者认为，出现这一“反常”的情况，是由于在不同的设置温度下，空调器的除湿量不同所造成的。在进行EER 值测试时，笔者注意到，当空调器处于连续运行状态时，每小时的凝结水量在左右，其汽化潜热约900kJ 。为了除去这些热量，在不计盘管传热效率的情况下，所需潜冷量约为，占空调器输出功率的15%～20%左右。这样，由于测试所用家用空调器的温度控制采用压缩机启、停方式，当设置温度提高后，在一个启－停周期内，

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