第12卷第1期 2 0 1 2年2月 剖痔 室澜 REFRIGERATION AND AIR—CONDIT10NING 欧盟房间空调器季节能效标准草案解读 齐云¨ 郭勇 蔡宁¨ ”(中国家用电器研究院)。 (北京中冷通质量认证中心有限公司) 摘要 主要介绍欧盟最新制定的房间空调器季节能效标准草案prEN 14825:2010的测试条件、测试方 法、计算方法及流程,并与中国标准GB/T 7725--2004所规定的测试方法进行比较,为国内变频空调器出 121至欧盟的生产企业提供参考。 关键词房间空调器;季节能效比;标准;prEN 14825:2010;GB/T 7725--2004 Interpretation for EU standard of seasonal performance of room air conditioner Qi Yun Guo Yong Cai Ning ’(China Household Electric Appliance Research Institute) (Beij ing CRAA Quality Certification Center Co.,Ltd.) ABSTRACT Testing condition,testing method,calculating method and flow chart of prEN 14825:2010(European draft)are introduced.The testing methods are compared be— tween prEN 14825:2010 and GB/T 7725--2004.The study will supply the reference for the native manufactories whose products are exported to Europe. KEY WORDS room air conditioner;SEER;standard;prEN 14825:2010;GB/T 7725 2f1f14 目前,出口到欧洲的空调器仅需标注EER和 试条件、测试方法、计算方法及流程。相关企业, COP,没有对季节能效比的要求。2010年7月,欧 特别是其产品出口至欧盟国家的企业,应尽快消 盟公布了“采暖和供冷用空调、液体冷却装置和热 化欧盟新标准的要求,调整并优化产品的设计,以 泵(电驱动压缩机):部分负荷测试评价及季节性 使产品满足欧盟未来的能效要求。 能计算(草案)”(Air conditioners,liquid chilling 1季节能效比测试条件 packages and heat pumps,with electrically driv— 1.1制冷测试条件 en compressors,for space heating and cooling— 《草案》和GB/T 7725--2004所规定的制冷测 Testing and rating at part load conditions and 试条件分别见表1和表2。2个标准对于测试工况 calculation of seasonal performance)——prEN 的规定是不同的,其中:《草案》规定有4个工况,压 14825:2010(以下简称《草案》)。《草案》规定了房 缩机的转速设定是与满负荷的百分比相对应的, 间空调器制冷季节能效比(SEER)和制热季节能 不同的压缩机转速对应不同的室外温度;GB/T 效比(SCOP)的测试条件、测试方法和计算方法, 7725--2004规定了2个工况,压缩机分别在额定 该《草案》与中国能效标准GB 21455--2008((转速 转速和中间转速运行,不同工况室外温度相同。 可控型房间空气调器能效限定值及能源效率等 表1 房间空调器制冷测试条件(欧盟) ℃ 级》及其对应的方法标准GB/T 7725--2004{房间 空气调节器》相比,有很大差异。 笔者将重点介绍prEN 14825:2010中所规定 的空气冷却型空调器(以下简称房间空调器)的测 收稿日期:2011-11—16 作者简介:齐云,硕士研究生,高级工程师,主要从事家用空调器测试研究等工作。 ・94・ 剖痔 ℃ 室谰 第12卷 表2房间空调器制冷测试条件(中国) 和表5。《草案》规定了6(5)个工况(高温气候是 5个工况),压缩机的转速设定是与满负荷的百分 比相对应的,不同的压缩机转速对应着不同的室 注:中间转速是指制冷量为额定制冷量×5o%±100 W对应的压 缩机转速。 外温度;GB/T 7725—2O04规定了3个工况,压缩 1.2制热测试条件 《草案》对3类气候条件(高温、平均、低温) 规定了不同的设计温度(见表3)和部分负荷率, 以及不同的温度发生时间。《草案》和GB/T 机分别在额定转速、中间转速和最高转速下运行, 额定转速和中问转速下的工况室外温度相同。 表3不同气候条件的设计温度 ℃ 7725—2004所规定的制热测试条件分别见表4 表4房间空调器制热测试条件(欧盟) 注:①t 为制造商标称的房间空调器可以运转的最低室外温度。②t 。 的含义见本文第2.2节。 输入A,B,C和D四个工况制冷量和输入功率 输入待机能耗、压缩机停机能耗(制冷)、曲轴 箱加热器能耗和停机能耗 计算年制冷需求量: 尸c( )× 是各温度点的发生时间 计算部分负荷率 PLR(tj)=(ti一16)/(35—16) 是每个温度点 计算年制冷耗电量:丢n 尸c( ) × 计算每个温度点的制冷需求量 Pc( ) QcXPLR(tj)  ̄SEER。 : 一Dn ×尸c( ) Q。是100%负荷制冷量(环境温度35℃) 象n 计算效率降低系数:CR=需求的制冷量/实测的制冷量 计算非运行功耗: ^。。 如果实测制冷量与需求制冷量的偏差在±5%以内,EER=EER ̄ 否贝0,EER=EER实 ×[1一Cdx(1一CR)](B,C和DZ_况) 匿过测试得到:Cd=l—EER循环/E艘连续,或默认为0.25 尸【。+^m 尸sb+^ k k+^。 尸0 计算各个温度区间的EER( ) EER( )用EERA和EERB内插,tA<tj<tB; EER( )用EERB和EERc内插,tB<tj<tc; EER(tA用EERc ̄IIEERo内插,tc<tj<tD; EER(tj)用EERA,tj< ; EER(tj)用E D,tj>tD。 其中,下标£o表示压缩机停机模式; sb表示待机模式; ck表示曲轴箱加热模式; 0瞰示停机模式。 计算参考年制冷需求量:Qc =Q ×^c ^ 是平均制冷发生时间,) ̄350 h 图1 制冷季节能效比计算流程图(prEN 14825:2010) 第1期 齐云等:欧盟房间空调器季节能效标准草案解读 ・95 ・ 表5房间空调器制热测试条件(中国) 2测试方法 参考《草案》,制冷量和制热量试验可以用空 气焓值法也可以用房间型量热计法进行测试。 试验中,设定不同工况的环境温度,调节并固 注:中间转速是指制热量为额定制热量×50 ±100W对应的压缩机 转速。 定压缩机转速,使被测样机的能力满足不同部分 负荷的要求,具体参见表1和表4。 选择气候类型:高温、平均、低温 输AA,B,C,D,E和F六个工况制热量和制热输入功率 输入待机能耗、压缩机停机能耗(制热)、曲轴箱加热器能耗和停机能耗 计算部分负荷率 PLR(t])=( 一16)/(tlae。isn--16) 高温气候/de i =2℃ 平均气候tde。igⅡ:一10℃ 低温气候td。 i =一22℃ 是每个温度点 计算每个温度点的制热需求量 Ph( )=QhxpLR(t]) Qh是100%负荷制热量 计算效率降低系数:CR=需求的制热量/实测的制热量 如果实测制热量与需求制热量的偏差在±5%以内,COP=COP ̄N 否则,COP=C0P ×[卜CdX(1一CR)](A,B,C和D工况) 匿过测试得到:Cd=1一cnP循 /∞P连续,或默认为0.25 计算各个温度区间的热泵制热量Q( )和COP(]t),用A,B,C,D,E和F测试值插值计算 Q( )用Qc和QD插值,COP(tj)用COPc和COPD插值,tj>tc; Q(‘)用 和Qc内插,COP(t])用COPn和COPc内插,tc>t]>tB; Q( )用QA和QB内插,COP(t])用COPA和COP8内插,tB>tj>&>tF; Q(‘)用QB和 内插,COP(t])用COPs和COPp内插, f『> > ; Q( )用 和QF内插,COP(t])用COPE和COPF内插,fB Q( )用 和 内插,COP(b)用COPA和COPF内插, lde。。gn; >/de。ign; sign ‘。 Q(‘)用QA和QE内插,COP(t])用COPA和COPE内插,tB>tv>tA> gIl ; Q( )用QE和QF内插,COP(t])用COPE和COPF内插,tA>tF>tj>tF>tdesi ̄a; Q(‘)用 和 内插,COP(t])用COPA和COPE内插,tA>tF>tdesign 啦戈 当 ( )>Q( )时,计算各温度区间的辅助电加热输入量 elbu( )=Ph(‘)一Q(0) 计算非运行功耗: Q0ff=五协× +^sb× b+ ck×尸ck+^。tr× 计算年制热需求量: 尸h( ) 吩 是各温度点的发生时间 其中,下标to表示压缩机停机模式; sb表示待机模式; ck表示曲轴箱加热模式; of£莨示停机模式。 计算参考年制热需求量:QH = xhn 卅 计算年制热耗电量:∑( i=1 尸h( )一elbu( ) COP(☆) +elbu(§)) ‰是平均制热发生时间,为350 h SCOPo. ; m ×( ! e “(‘)) 计算制热季节能效比: 10P= 图2制热季节能效比计算流程图(prEN 14825:2010) ・96 ・ 剖降 室阚 第12卷 2.1压缩机转速设定方法 1)非连续可调的空调器 如果制冷或制热能力不能控制在要求的 ±3 以内(比如:要控制47 9/6的能力,制冷量应在 满负荷的44 ~50%范围内),则控制上一级的能 力和下一级的能力使其尽可能接近规定值,通过2 次结果的插值得到所要求的能力。如果机组的实 际能力高于所要求的负荷,则通过Cd系数(因开 停机引起的效率降低系数)修正。 2)连续可调的空调器(如变频空调器) 调整压缩机转速及系统配置,使制冷能力控 制在表1规定的各工况要求的±5 以内,制热能 力控制在表4规定的各工况要求的±3 以内,如 果无法达到,则按照能力梯级变化空调器的规定, 插值计算。 以制冷量为3 500 W的被测样机为例,A工 况机组能力要在3 325~3 675 W范围内,B工况 机组能力要在2 460.5~2 719.5 W范围内,C工 况机组能力要在1 563~1 727 W范围内,D工况 机组能力要在698~772 W范围内。如果机组的 实际能力高于所要求的负荷,则通过Cd系数 修正。 2.2 l 的确定 tBivalent是指与所需建筑负荷相匹配的最低室外 环境温度。当室外环境温度低于此温度,认为不 能满足建筑负荷所需热量。 按照《草案》的规定,高温气候的t‰。。 不能高 于7℃,平均气候的tBivalent不能高于2℃,低温气候 的t 。。 不能高于一7℃。 因为不能满足建筑负荷所需热量的那部分是 假设通过性能系数为1的辅助电加热补偿的,所以 要通过试验确定与建筑负荷相匹配的最低温度 t ,此值越低,计算的SCOP越高。 3 计算方法 图1和图2所示分别为制冷和制热季节能效 比的计算流程图。在《草案》标准中,计算SEER 和SCOP考虑了非运行能耗的影响,如待机能耗、 压缩机停止运行时的能耗、停机能耗和曲轴箱加 热能耗。 4两个标准的比较 4.1测试条件不同 从表6,表1,表2,表4和表5可以发现,《草 案》规定的测试条件更为复杂:所规定的测试工况 点较多,根据建筑负荷的百分比确定压缩机转速, 同时室外温度随压缩机转速变化而变化。 4.2测试方法不同(以制冷为例) 图3所示为在制冷工况下依据《草案》实测数 据所确定的建筑负荷与机组能力曲线。图4所示 为制冷工况下用GB/T 7725--2004所确定的建筑 负荷与机组能力曲线。 表6测试条件对比 转速 嚣 额定转速和中间转速 是根据额定制冷量和 制热量、50 额定制冷 量和制热量所确定的 由于《草案》是按照建筑负荷的百分比确定压 缩机转速,所以机组能力曲线与建筑负荷线相吻 合,从图3也可以看出,要尽量优化最小转速点的 能力,使其与建筑负荷线相匹配,以提高SEER。 勰 器 佥 /筑负j 图3《草案》中建筑负荷与机组能力曲线 ( 葛丘 (fc 嘣 如(tb ≥ \ 咖1 靶 器 23(tD 29(tD 30 35(th) Uoc 图4 GB/T 7725--2004建筑负荷与机组能力曲线 第1期 齐云等:欧盟房间空调器季节能效标准草案解读 GB/T 7725--2004是采用简化的方法计算SE— ER,35℃时的额定转速与中间转速点的能力和EER 是测试得到的,29℃时的额定转速与中间转速点的能 5 结论 目前prEN 14825:2010以草案形式公布,正 式标准还没有公布,其季节能效的测试条件、测试 力和EER是计算得到的。相对于《草案》,GB/T 7725--2004测试方法更简单,每个测试点的准确性 及重复性更高一些。 4.3制热时不同气候类型计算结果不同 《草案》根据不同的气候类型确定了不同的设 方法和计算方法与GB/T 7725--2004相比差异非 常大: 1)测试室外温度不同; 2)压缩机转速设定点不同; 3)在制热时不同的气候类型规定不同的设计 计温度、不同的部分负荷率和不同的发生时间,所 计算出来的SCOP差异很大,这主要是欧盟所覆 盖的区域广,温度差异太大,所以在计算SCOP时 考虑了气候因素的影响。 GB/T 7725——2O04没有考虑不同气候类型 的影响。 4.4非运行能耗的影响 温度、不同的部分负荷率和不同的发生时间,所计 算出的SCOP不同; 4)SEER和SCOP的计算方法不同; 5)在计算SEER和SCOP时,《草案》增加了 非运行能耗的影响。 房间空调器出口至欧盟的相关企业应该重视 已经发布的《草案》,依据《草案》对现有的产品进 行优化,提早做好技术储备。 参考文献 [1]prEN 1 4825:2010 Air conditioners,liquid chilling packages and heat pumps,with electrically driven compressor,for space heating and cooling—Testing and rating at part load conditions and calculation of sea— 《草案》考虑了非运行能耗的影响,以额定制 冷量为2 600 W的变频机组为例,所测待机能耗 为0.002 0 kW・h/24 h,压缩机非运行能耗为 0.029 6 kW・h/24 h。若考虑非运行能耗的影 响,其计算结果是SEER=8.56;若不考虑非运行 能耗的影响,其计算结果是SEER=9.57。因为在 GB/T 7725--2004季节能效计算中没有规定非运 行能耗,所以如果企业没有注意优化这部分的能 sonal performance[S]. E2]GB/T 7725--2004房间空气调节器Es]. 耗,会造成计算的SE职和SCOP较低。 盥业 I 业j 业j■ j I 业业业业 - - I I I 妊 宣k j-}j j r 妊jl}业 业 (上接第92页) 提出2套方案,对于冷量大于2 109.6 kw的机组, 它允许方案B的COP比方案A的COP低3.4 , 但要求方案B的JPL 比方案A的JPL 高34.8 作为补偿。 2)用 PLV值评估冷水机组全年能耗在工程 应用中的3方面局限: 机组的JPL ,须同时考虑满负荷和部分负荷 因素。 参考文献 [1]ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.卜2010 Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential ①对于单台冷水机组的系统,IPLV不与冷水 机组的全年能耗成反比; ②对于多台冷水机组的系统, PLV不适用, Buildings[S]. [2]贾晶,赵锡晶,李杰.用JPL NPLV值评估冷水机 组全年能耗的局限性fJ].暖通空调,2010,40(3): 19—22. 宜注重机组高负荷区域(或满负荷)COP; ③因各地区气象条件不同, PL 不能直接 应用于实际项目的机组能耗分析。 3)在常规项目中,冷水机组的选型宜采用名 [33贾晶,严新娟.对变频离心式冷水机组全年节电的探 讨[J].暖通空调,2009,39(1):66—69,42. [41 Ryan Geister W,Mike Thompson.冷水机组标定的 进一步解读[J].余中海,谢建宏,贾晶,译,暖通空调, 2011。41(4):50—57. 义工况制冷性能系数(COP)较高的产品,并兼顾