CN105740963A - 优化空调机全年能源消耗率性能的方法 - Google Patents
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Abstract
优化空调机全年能源消耗率性能的方法。现有压缩机和空调设计理念各自问政，压缩机追求在试验台上的性能系数，匹配空调后的性能系数相对较低。而空调厂家进行压缩机和空调匹配的工作，想要改变该方案却由于专业和从业等限制因素对压缩机设计无能为力。国家出台新季节能效APF标准后，业内纷纷根据该标准进行新的设计方法研究。本方法包括：第一步：将国标空调测量要求进行整合，整理出工况分别对应的季节时间；第二步：将各季节时间按照总的APF计算方法得出每一种工况的冷量和功率对APF贡献的比例；第三步将压缩机每种工况能效和产冷量及功率的设计关系进行拟合曲线；第四步：将压缩机各参数拟合曲线和各工况对APF的贡献进行分情况的整合，得到压缩机设计的电机，泵体效率最高点和频率的关系；第5步：按照如前设计和制造压缩机，并在其参数前后制造对比样机，进行试验验证。本方法用于空调系统及其压缩机性能优化。
Description
技术领域：本方法涉及一种改善空调及其压缩机的结构参数，优化空调机全年能源消耗率评价性能指标的方法。
背景技术：
通调系统分为室内机，室外机，其中室外机包括压缩机，冷凝器，节流阀，控制板，接线柱等，室内机包括机壳，风机电加热管和蒸发器。
国内一直以来都是采用IPLV（C）标准来衡量中央空调的能效比，但这个体系在对于多联机组的评价上存在不足，在暖通行业比较发达的日本，一直都是采用APF（全年能源消耗率）体系来作为中央空调能效比的评价标准。为了更全面的评估中央空调的节能性，我国的变频空调能效新标准《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》已经完成审定，APF就作为主要的评价指标，与2013年10月1日起实行。国家对空调节能等级进行了划分，将家用空调能效等级分为1级到5级，其中1级最高，5级最不节能。并通过APF（全年综合能效比）整体评价家用空调在全年不同冷暖条件下的使用性能和能效比。APFAnnualPerformanceFactor）——全年能源消耗率，即：在制冷季节及制热季节中，空调机进行制冷（热）运行时从室内除去的热量及向室内送入的热量总和与同一期间内消耗的电量总和之比，也叫全年综合能效比。APF对空调性能的评估更加全面，并且更加适用于评价风冷多联机组。
APF是新的空调能效评价方法，能效标准和评价方法变化后，必将带来空调系统和匹配压缩机的设计重心变革。
新能效标准出台实施后，各空调厂家和压缩机厂家都在进行系统和设备的改革，原3级空调对应现在的5级空调，原3极以下的空调将逐步被淘汰出市场。
如何改变空调设备适应新的国家标准和市场需求成为空调企业的重要新课题。
以空调26机为例，26机是指额定制冷量在2600W左右的家用空调系统。压缩机各工况的条件其实是不同的压缩机频率，.工况制冷频率根据压缩机和空调的匹配情况确认工况对应的压缩机具体频率，一般不同空调下同对应的不同压缩机确认频率各不相同，该频率确认是空调系统的重要部分。该制造参数一旦确认下来，以后生产的空调系统客户选取某一模式，如静音模式，实际上空调系统内部对应的配置变更就是修改压缩机工作频率，使工作频率确认到该设定频率，持续运行。现有压缩机厂家往往没有将空调调试和匹配工作纳入到制造理念中，而是单纯追求压缩机试验台的性能系数，该制造方法一定程度上造成压缩机在是试验台上测量时性能系数很高，但是一旦匹配到空调系统则性能系数下降到较低的水平。由于压缩机和空调匹配工作现有操作都是在空调企业中进行，如果匹配不顺利，空调企业就认为是压缩机不好，他们并不知道该压缩机本来在压缩机试验台上测试的结果性能系数是比较高的
发明内容：本发明方法是通过国家新标准，对空调机和压缩机进行深入分析，将压缩机制造理念和空调制造理念统一化，以便于双方确认时参照冷量时间和功率时间提高空调APF。
一种优化空调机全年能源消耗率性能的方法，第一步：将国标空调测量要求进行整合，整理出最大制冷，最大值热，半能力制冷，半能力制热，额定制冷，额定制热分别对应的季节时间；第二步：将各季节时间按照总的全年能源消耗率（APF）计算方法得出每一种工况的冷量和功率对APF贡献的比例；第三步将压缩机每种工况能效和产冷量及功率的关系进行拟合曲线；第四步：将压缩机各参数拟合曲线和各工况对APF的贡献进行分情况的整合，得到压缩机设计的电机，泵体效率最高点和频率的关系；第5步：按照此参数制造压缩机，并在其参数前后制造对比样机，进行试验验证。
所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，第一步将国标空调测量要求进行整合，以及第二步权重计算，得出（a）APF简化计算方法：
APF=
上式中:W代表冷量,P代表功率；
角标H代表制热，角标C代表制冷，角标b代表半能力，角标e代表额定；
字母a代表产冷量/热量当量时间,字母b代表功率当量时间;单位：小时；
所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法：
计算验证实例：
2级26机当量运行时间计算结果
对比26机三级变频当量运行时间计算结果
注：单位W
如上冷量时间和功率时间即为该工况对APF的贡献参数，就是额定制冷冷量乘以冷量时间以及功率乘以功率时间按照（a）的算式就得到APF，时间就是该冷量或功率对整个APF贡献值的权重。
所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，.压缩机各工况的条件对应不同的压缩机频率，额定制冷频率为49-58HZ，工况制冷频率根据压缩机和空调的匹配情况，确认工况对应的压缩机频率，确认时参照冷量时间和功率时间提高空调APF。
所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，..将电机能效最高点设计成和空调工况对应频率对APF最大值一致，或电机能效较高频段和空调工况对应频率对APF最大值一致。
本方法的有益效果：
1.本方法对国家标准APF方法进行了整理和分析，并结合空调测试确定空调系统和压缩机制造参数选取的最优方向。该最优方向能加合理的使基本配置相近的空调取得更高的季节能效比。
2.本方法充分分析了各工况对季节能效APF的贡献，分析了各工况冷量增加，冷量减少，功率增加，功率减少对APF产生的影响，为空调压缩机匹配调试给出了指导方向。
3.本方法明确了空调系统确认各工况对应压缩机频率对应APF的影响，将传统的分工况确认能效的设计方式拓展到根据每一工况的产冷量和功率计算他们对于APF的综合影响来制定空调系统的整体方案。
4.本方法对压缩机制造引入了使用空调APF的新理念，从压缩机电机功率曲线，整机对应频率的能效曲线入手，使压缩机电机效率和整机效率都选取到对应APF发挥最好的位置，从基础层面提高压缩机对空调的匹配特性。
5.本方法改变了原有压缩机制造和空调系统制造各自为政，缺少交流和沟通的现状，本方法将压缩机制造参数和空调系统制造参数进行了数理上的统一，促使压缩机厂家和空调厂家采用相同的平台上，确认制造参数，提高空调整体效率。
具体实施方式：
实施例1：
优化空调机全年能源消耗率性能的方法，第一步：将国标空调测量要求进行整合，整理出最大制冷，最大值热，半能力制冷，半能力制热，额定制冷，额定制热分别对应的季节时间；第二步：将各季节时间按照总的APF计算方法得出每一种工况的冷量和功率对APF贡献的比例；第三步将压缩机每种工况能效和产冷量及功率的关系进行拟合曲线；第四步：将压缩机各参数拟合曲线和各工况对APF的贡献进行分情况的整合，得到压缩机的电机，泵体效率最高点和频率的关系；第5步：按照上述的参数制造压缩机，并在其参数前后制造对比样机，进行试验验证。
实施例2：
优化空调机全年能源消耗率性能的方法，特别是提高空调26机APF的方法，第一步将国标空调测量要求进行整合，以及第二步权重计算，得出（a）APF简化计算方法：
APF=
上式中:W代表冷量,P代表功率；
角标H代表制热，角标C代表制冷，角标b代表半能力，角标e代表额定；
字母a代表产冷量/热量当量时间,字母b代表功率当量时间;单位：小时；
以及（b）计算验证实例：
2级26机当量运行时间计算结果
对比26机三级变频当量运行时间计算结果
注：单位W。
如上冷量时间和功率时间即为该工况对APF的贡献参数，就是额定制冷冷量乘以冷量时间以及功率乘以功率时间按照（a）的算式就得到APF，时间就是该冷量或功率对整个APF贡献值的权重。
冷量当量时间和功率当量时间的稳定性:
表3输入数据的差值对比
表4冷量/热量当量时间的波动性
如上表可见,冷量当量时间基本稳定,除低温制热波动量略大,由环境和最大制冷量决定;其他当量时间虽冷量的波动性在4%左右,对于衡量不同工况对APF的影响具有一定的参考性。
表5功率当量时间的波动性
功率当量时间虽然数值波动较大，但是每项工况功率时间占整个行功率时间总和的比例波动在10%以内，对于衡量不同工况对APF的影响具有参考性。
实施例3：
实施例1或2所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，特别是提高空调26机APF的方法，压缩机各工况的条件其实是不同的压缩机频率，额定制冷频率为49-58HZ，工况制冷频率是根据压缩机和空调的匹配情况确认工况对应的压缩机具体频率，一般不同空调下同对应的不同压缩机确认频率各不相同，该频率确认是空调系统制造的重要部分。该设计参数一旦确认下来，以后生产的空调系统客户选取某一模式，如静音模式，实际上空调系统内部对应的配置变更就是修改压缩机工作频率，使工作频率确认到该设定频率，持续运行。现有压缩机厂家往往没有将空调调试和匹配工作纳入到制造理念中，而是单纯追求压缩机试验台的性能系数，该设计方法一定程度上造成压缩机在是试验台上测量时性能系数很高，但是一旦匹配到空调系统则性能系数下降到较低的水平。由于压缩机和空调匹配工作现有操作都是在空调企业中进行，如果匹配不顺利，空调企业就认为是压缩机不好，他们并不知道该压缩机本来在压缩机试验台上测试的结果性能系数是比较高的
本方法是通过国家标准，对空调和压缩机进行深入分析，将压缩机制造性能参数和空调制造性能参数统一化，以便于双方确认时参照冷量时间和功率时间提高空调APF。
实施例4：
实施例1或2或3所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，压缩机制造过程中电机根据电机能效曲线，将电机能效最高点的参数和空调工况对应频率对APF最大值一致，或电机能效较高频段和空调工况对应频率对APF最大值一致。
Claims (4)
1.一种优化空调机全年能源消耗率性能的方法，其特征是：第一步：将国标空调测量要求进行整合，整理出最大制冷，最大值热，半能力制冷，半能力制热，额定制冷，额定制热分别对应的季节时间；第二步：将各季节时间按照总的全年能源消耗率（APF）计算方法得出每一种工况的冷量和功率对APF贡献的比例；第三步将压缩机每种工况能效和产冷量及功率的关系进行拟合曲线；第四步：将压缩机各参数拟合曲线和各工况对APF的贡献进行分情况的整合，得到压缩机设计的电机，泵体效率最高点和频率的关系；第5步：按照此参数制造压缩机，并在其参数前后制造对比样机，进行试验验证。
2.根据权利要求1所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，其特征是：第一步将国标空调测量要求进行整合，以及第二步权重计算，得出（a）APF简化计算方法：
APF=
上式中:W代表冷量,P代表功率；
角标H代表制热，角标C代表制冷，角标b代表半能力，角标e代表额定；
字母a代表产冷量/热量当量时间,字母b代表功率当量时间;单位：小时；
根据权利要求2所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，其特征是：
计算验证实例：
2级26机当量运行时间计算结果
对比26机三级变频当量运行时间计算结果
注：单位W
如上冷量时间和功率时间即为该工况对APF的贡献参数，就是额定制冷冷量乘以冷量时间以及功率乘以功率时间按照（a）的算式就得到APF，时间就是该冷量或功率对整个APF贡献值的权重。
3.根据权利要求1或2或3所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，其特征是：压缩机各工况的条件对应不同的压缩机频率，额定制冷频率为49-58HZ，工况制冷频率根据压缩机和空调的匹配情况，确认工况对应的压缩机频率，确认时参照冷量时间和功率时间提高空调APF。
4.根据权利要求1或2或3或4所述的优化空调机全年能源消耗率性能的方法，其特征是：.将电机能效最高点设计成和空调工况对应频率对APF最大值一致，或电机能效较高频段和空调工况对应频率对APF最大值一致。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109781447A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-21 | 上海理工大学 | 获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法 |
| CN109918732A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-06-21 | 上海理工大学 | 获得环控系统冷水机组能效随运营年限演化特性的方法 |
| CN112082784A (zh) * | 2019-06-13 | 2020-12-15 | 中国信息通信研究院 | 一种数据中心空调产品能源使用效率能效因子测试方法 |
| CN114322211A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 北京小米移动软件有限公司 | 空调参数获取方法、装置、系统、电子设备及存储介质 |
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2014
- 2014-12-09 CN CN201410747370.1A patent/CN105740963A/zh active Pending
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