CN101498495A - 确定空调室内机风机延时时间的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种确定空调室内机风机延时时间的方法。包括有以下步骤：(1)进行稳态干盘管C工况测试，得到空调在C工况下的制冷量q_ss，dry，空调功率消耗e_ss，dry、空调室内机功率消耗e_{Fan，ss，dry}、以及能效比EER_ss，dry；(2)在室内机风机延时关机时间为0的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{0，cyc，dry}、空调总功耗E_{0，cyc，dry}、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_0，ss，dry；(3)在室内机风机延时关机时间为某以数值t₁的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{1，cyc，dry}、空调总功耗E_{1，cyc，dry}、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_1，ss，dry；(4)在大量试验测试数据基础上，建立室内风机延时的数学模型，推导出Cd系数随室内风机延时时间t的计算公式；(5)根据步骤(4)中的公式，绘制Cd系数随室内风机延时时间t变化的曲线，得到Cd系数的最小值C_d，min和最佳的室内机风机延时时间t_opt；(6)根据步骤(5)得到Cd系数的最小值C_d，min计算SEER数值，可以得到最佳季节能效比。本发明为得到最佳的Cd系数和最佳的空调室内机风机延时时间，只需比常规的C、D工况测试多进行一个D工况测试；这对于空调研发厂家来说，付出的代价是极小的，并且容易实施。

Description

确定空调室内机风机延时时间的方法

技术领域

本发明是一种确定空调室内机风机延时时间的方法，特别是一种确定北美高能效空调室内机风机延时时间的方法，属于确定空调室内机风机延时时间的方法的改造技术。

背景技术

目前，美国国家能源部(DOE)自2006年1月23日开始执行的最低季节能效比SEER(Seasona1 Energy Efficiency Ratio)要求为13。目前，国内仅少数企业具备13SEER北美高能效空调的技术研发能力。

根据美国ARI210/240标准的规定，北美高能效空调季节能效比SEER的计算公式为SEER＝EER_B×(1-0.5Cd)，因此，Cd系数是影响空调SEER的重要因素。研究分析表明，对于定速压缩机空调系统，如果Cd系数从0.25降低到0.20、0.15、0.10和0.05，空调的SEER将分别提高2.9％、5.7％、8.6％和11.4％。因此，降低Cd系数是提高定速空调系统SEER的主要途径之一。影响Cd系数的因素包括空调系统的配置、节流装置的种类、室内风机的延时时间等。为此，可以通过室内风机的适当延时关机来降低Cd系数，在不增加材料成本的条件下来实现提高季节能效比的目的。

目前，各个空调厂家在确定风机延时时间问题上，要么根本没有延时，要么随意确定一个延时时间，这些做法都不能发挥风机延时提高空调季节能效比的目的。有一些厂家，在确定风机延时时间时，采用非常耗费时间的很多次数试验测试的方法；这种方法，将耗费大量的人力、物力，并且未必能够达到最佳效果。为此可以认为，目前国内空调界在如何确定合适的室内风机延时时间，以达到最好的季节能效比的问题上，还没有一个方便可行的方法。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种操作简单方便，以实现空调最佳的季节能效比的确定空调室内机风机延时时间的方法。

本发明的技术方案是：本发明确定空调室内机风机延时时间的方法，其包括有以下步骤：

(1)进行稳态干盘管C工况测试，得到空调在C工况下的制冷量q_ss，dry，空调功率消耗e_ss，dry、空调室内机功率消耗e_{Fan，ss，dry}、以及能效比EER_ss，dry；

(2)在室内机风机延时关机时间为0的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{0，cyc，dry}、空调总功耗E_{0，cyc，dry}、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_0，ss，dry；

(3)在室内机风机延时关机时间为某以数值t₁的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{1，cyc，dry}、空调总功耗E_{1，cyc，dry}、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_1，ss，dry；

(4)在大量试验测试数据基础上，建立室内风机延时的数学模型，推导出Cd系数随室内风机延时时间t的计算公式为

$C_d\left(t\right)=\frac{Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)-[Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3]\·E_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}}{[Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}-(Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3)]\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)}$

其中， $Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}=q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\×\mathrm{\Δ\τ},$ W.s； $E_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}=e_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\×\mathrm{\Δ\τ},$ W.s；Δτ＝Δτ_ON×+Δτ_OFF为包含一个压缩机开机周期和停机周期在内的总时间，单位为s； $b=q_{0,\mathrm{ss},\mathrm{dry}},$ 单位为W； $a=(q_{1,\mathrm{ss},\mathrm{dry}}-q_{0,\mathrm{ss},\mathrm{dry}})/t1/t1,$ W.s^-2；t为室内风机延时时间，单位为s；

(5)根据步骤(4)中的公式，绘制Cd系数随室内风机延时时间t变化的曲线，得到Cd系数的最小值C_d，min和最佳的室内机风机延时时间t_opt；

(6)根据步骤(5)得到Cd系数的最小值C_d，min计算SEER数值，可以得到最佳季节能效比。

上述C工况为稳态干盘管工况，室内侧干球温度26.7℃，室外侧干球温度27.8℃。为保证进行制冷测试时蒸发器上不会结露，室内侧的湿球温度要求低于13.9℃。

上述D工况为瞬态干盘管工况，室内侧干球温度26.7℃，室外侧干球温度27.8℃。为保证进行制冷测试时蒸发器上不会结露，室内侧的湿球温度要求低于13.9℃。

本发明为得到最佳的Cd系数和最佳的空调室内机风机延时时间，只需比常规的C、D工况测试多进行一个D工况测试；这对于空调研发厂家来说，付出的代价是极小的，并且容易实施。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的确定空调室内机风机延时时间的方法。

附图说明

图1为北美高能效某机型Cd系数随室内机风机延时时间的变化曲线。

具体实施方式

实施例

本发明确定空调室内机风机延时时间的方法，其包括有以下步骤：

(1)进行稳态干盘管C工况测试，得到空调在C工况下的制冷量q_ss，dry(单位：W)、空调功率消耗e_ss，dry(单位：W)、空调室内机功率消耗e_{Fan，ss，dry}(单位：W)、以及能效比EER_ss，dry(单位：W/W)；

(2)在室内机风机延时关机时间为0的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{0，cyc，dry}(单位：W.s)、空调总功耗E_{0，cyc，dry}(单位：W.s)、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_0，ss，dry(单位：W)；

(3)在室内机风机延时关机时间为某以数值t₁的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{1，cyc，dry}(单位：W.s)、空调总功耗E_{1，cyc，dry}(单位：W.s)、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_1，ss，dry(单位：W)；

(4)我们在大量试验测试数据基础上，建立室内风机延时的数学模型，推导出Cd系数随室内风机延时时间t的计算公式为

$C_d\left(t\right)=\frac{Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)-[Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3]\·E_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}}{[Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}-(Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3)]\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)}$

其中， $Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}=q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\×\mathrm{\Δ\τ},$ W.s； $E_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}=e_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\×\mathrm{\Δ\τ},$ W.s；Δτ＝Δτ_ON×+Δτ_OFF为包含一个压缩机开机周期和停机周期在内的总时间，单位为s； $b=q_{0,\mathrm{ss},\mathrm{dry}},$ 单位为W； $a=(q_{1,\mathrm{ss},\mathrm{dry}}-q_{0,\mathrm{ss},\mathrm{dry}})/t1/t1,$ W.s^-2；t为室内风机延时时间，单位为s；

(5)根据步骤(4)中的公式，绘制Cd系数随室内风机延时时间t变化的曲线，得到Cd系数的最小值C_d，min和最佳的室内机风机延时时间t_opt；

(6)根据步骤(5)得到Cd系数的最小值C_d，min计算SEER数值，可以得到最佳季节能效比。

上述C工况为稳态干盘管工况，室内侧干球温度26.7℃，室外侧干球温度27.8℃。为保证进行制冷测试时蒸发器上不会结露，室内侧的湿球温度要求低于13.9℃。该工况条件由美国ARI210/240标准规定。

上述D工况为瞬态干盘管工况，室内侧干球温度26.7℃，室外侧干球温度27.8℃。为保证进行制冷测试时蒸发器上不会结露，室内侧的湿球温度要求低于13.9℃。该工况条件由美国ARI210/240标准规定。D工况测试与C工况测试的区别在于，C工况为稳态测试工况；D工况测试时被测机的压缩机开6分钟，停14分钟；周期性的在开停之间切换。

本发明对美的开发的北美高能效某型号空调，根据前面介绍的步骤，先进行1个C工况、2个D工况测试数据，然后结合Cd系数计算公式 $C_d\left(t\right)=\frac{Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)-[Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3]\·E_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}}{[Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}-(Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3)]\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)},$ 绘制Cd系数随室内风机延时时间t变化的曲线，见附图1。从图中可以得到，当室内风机延时时间为111秒时，Cd系数最小，为0.143056；根据公式SEER＝EER_B×(1-0.5Cd)，在这个Cd系数值下，SEER最大。

对北美高能效机型，为得到室内风机在某个延时时间t下的Cd系数，必须进行1个稳态C工况测试，1个室内风机延时时间为t＝t1时的瞬态D工况测试。用本发明提供的方法，只要多进行一个室内风机延时时间t＝0条件下的瞬态D工况测试，就可以得到Cd系数随室内风机延时时间t变化的整条曲线，并从曲线得到Cd系数最小时的室内风机延时时间；在增加很少工作量的条件下提高空调的SEER。这样，本方法可操作性强，并且可以大大缩短测试所需的时间和资源。

Claims (3)

1、一种确定空调室内机风机延时时间的方法，其特征在于包括有以下步骤：

(1)进行稳态干盘管C工况测试，得到空调在C工况下的制冷量q_ss，dry，空调功率消耗e_ss，dry、空调室内机功率消耗e_{Fan，ss，dry}、以及能效比EER_ss，dry；

(2)在室内机风机延时关机时间为0的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{0，cyc，dry}、空调总功耗E_{0，cyc，dry}、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_0，ss，dry；

(3)在室内机风机延时关机时间为某以数值t₁的条件下，进行瞬态干盘管D工况测试，得到D工况一个周期内空调总制冷量Q_{1，cyc，dry}、空调总功耗E_{1，cyc，dry}、以及室内风机关机时的空调制冷量瞬时值q_1，ss，dry；

(4)在大量试验测试数据基础上，建立室内风机延时的数学模型，推导出Cd系数随室内风机延时时间t的计算公式为

$C_d\left(t\right)=\frac{Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)-[Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3]\·E_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}}{[Q_{\mathrm{ss},\mathrm{dry}}-(Q_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+\mathrm{bt}+{\mathrm{at}}^3/3)]\·(E_{0,\mathrm{cyc},\mathrm{dry}}+e_{\mathrm{fan},\mathrm{ss},\mathrm{dry}}\·t)}$

其中，Q_ss，dry＝q_ss，dry×Δτ，W.s；E_ss，dry＝e_ss，dry×Δτ，W.s；Δτ＝Δτ_ON×+Δτ_OFF为包含一个压缩机开机周期和停机周期在内的总时间，单位为s；b＝q_0，ss，dry，单位为W；a＝(q_1，ss，dry-q_0，ss，dry)/t1/t1，W.s^-2；t为室内风机延时时间，单位为s；

(5)根据步骤(4)中的公式，绘制Cd系数随室内风机延时时间t变化的曲线，得到Cd系数的最小值C_d，min和最佳的室内机风机延时时间t_opt；

(6)根据步骤(5)得到Cd系数的最小值C_d，min计算SEER数值，可以得到最佳季节能效比。

2、根据权利要求1所述的确定空调室内机风机延时时间的方法，其特征在于上述C工况为稳态干盘管工况，室内侧干球温度26.7℃，室外侧干球温度27.8℃。为保证进行制冷测试时蒸发器上不会结露，室内侧的湿球温度要求低于13.9℃。

3、根据权利要求1所述的确定空调室内机风机延时时间的方法，其特征在于上述D工况为瞬态干盘管工况，室内侧干球温度26.7℃，室外侧干球温度27.8℃。为保证进行制冷测试时蒸发器上不会结露，室内侧的湿球温度要求低于13.9℃。

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