北美高能效空调机组SEER的测量与计算 - 图文

北美高能效机组SEER的测量与计算

田明力 饶荣水 冯翊 叶檀 美的中央空调技术中心, 广东顺德，528311

摘要：介绍单速压缩机空调系统SEER的计算方法，提出一种用焓差实验室进行SEER测量的方案，并用这种方法测量了某高能效空调器的SEER，其SEER达到13.5。 关键词：空调，SEER，测量，计算

Measurement and Calculation of SEER of High Efficiency Air Conditioning

System to USA

Tian Mingli Rao Rongshui Feng Yi Ye Tan

R&D Center of GD Midea Commercial Air-Conditioner Device Co., Ltd., Guangdong Shunde, 528311

Abstract: The calculation of SEER for single-speed compressor air conditioning system was introduced. The method to measured SEER was presented. The SEER of a high energy efficiency air conditioner was measured and calculated by employing methods presented here and the value of SEER is 13.5.

Keywords: Air conditioner, SEER, measurement, calculation 1 背景

季节能效比Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER)的概念在美国和日本得到广泛应用。美国的SEER从2006年1月开始实施新的能效标准，对在美国销售的空调其SEER必须大于13，否则不予销售。由于SEER计算牵涉的空调机组的类型很多，比如压缩机单速、双速、变速，室外风机单速、双速，室内机定速、变速等等，本文将结合我们在开发北美高能效(SEER>13)空调过程中对SEER的理解，介绍单速压缩机、单速室内、外风机空调系统的SEER测试和计算。

2 SEER的测试和计算 2.1 测试要求

根据ARI 210/240-2006[1]和ANSI/ASHRAE116-1995[2]的有关规定，进行单速压缩机、定速室内风机或定室内机空气流量空调系统SEER的测试时，需要进行A、B、C、D四个工况的测试，各个工况的测试要求见表1。其中A工况的测试用于评价空调机组的能力，ARI要求机组在A工况测试的能力必须大于铭牌标注能力的95%；B、C、D工况用于测试空调机组的SEER，ARI要求机组在B、C、D工况测试的SEER数值必须

大于铭牌标注能力的95%；C、D工况用于测试由于空调机组开停而导致的效率降低系数Cd (Degradation Coefficient)，C、D工况测试属于可选测试，如果不进行C、D工况的测试，可以取缺省值0.25。

表1 单速压缩机、定速室内风机或定室内机空气流量空调系统SEER测试工况要求

进入室内机的空气温度 测试描述 干球温度 ℉ A，稳态湿盘管，必须测试 B，稳态湿盘管，必须测试 C，稳态干盘管，选择测试 D，瞬态干盘管，选择测试 80.0 80.0 80.0 80.0 ℃ 26.7 26.7 26.7 26.7 湿球温度 ℉ 67.0 67.0 ℃ 19.4 19.4 进入室外机的空气温度 干球温度 ℉ 95.0 82.0 82.0 82.0 ℃ 35.0 27.8 27.8 27.8 湿球温度 ℉ ℃ 制冷空气流量 (2) (2) (2) (4) 75.0(1) 18.3(1) 65.0(1) 18.3(1) － － － － 57.0(3) 13.9(3) 57.0(3) 13.9(3) 注：(1) 表中数值仅适用于把室内机的冷凝水排放到室外冷凝器上的空调机组。 (2) 要求室内机风量不超过37.5SCFM每1000Btu/h，即0.06m3/(s〃kW)。

(3) 表中数值为推荐值，要求进入室内机的空气湿球温度足够低以至于室内蒸发器上不会有冷凝水析出，一般要求实验测试时的湿球温度低于表中的推荐值。 (4) 维持在ON周期的空气喷嘴压差与C工况测试相同。

2.2 SEER的计算

根据表1中B、C、D工况的测试数据，可以进行SEER的计算，其计算公式为

?0.5? (1) SEER?EERB?PLF式中，EERB为B工况测试的能效比，W/W；PLF(0.5)为部分负荷率(Part Load Factor)，即空调机组在相同温湿度条件下，进行断续运行时的能源消耗效率与进行连续运行时的能源消耗效率的比值。

EERB?qBeB (2)

(0.5)?(1?0.5?Cd) (3) PLF式中，qB为B工况测试得到的空调机组的制冷量，W；eB为B工况测试空调机组消耗的功率，W；Cd(Degradation Coefficient)为由于空调机组断续开停而导致的效率降低系数，如果不进行C、D工况的测试，取值0.25。

在进行SEER测试和计算时，最关键的是Cd系数的测试和计算。其计算公式为

1?EERcyc,dryEERss,dry Cd?1?CLF (4)

EERss,dry?qss,dryess,dry (5) EERcyc,dry?Qcyc,dryEcyc,dry (6) Qcyc,dry???C??60?Vpa[V?(1?Wn)]'n (7)

timeindoofranoff ??timeindoor?[Tainfanon(t)?Taout(t)]dt (8)

CLF?Qcyc,dryqss,dry??? (9)

?????ON???OFF (10) 式中，EERss,dry为C工况，即稳态干盘管实验测量的能效比，W/W；qss,dry为C工况，即稳态干盘管实验测量的制冷量，W；ess,dry为C工况，即稳态干盘管实验测量的功率，W；EERcyc,dry为D工况，即瞬态干盘管实验测量的能效比，W/W，通过D工况的压缩机开6分钟停24分钟测试得到；Qcyc,dry为D工况，即瞬态干盘管实验测量的制冷量，

?为C工况测量的室内机风包含“开机”和“停机”周期组成一个循环的总制冷量，W﹒s；V量，m3/s；Cpa为干空气中水-空气混合物的定压热容，通过C工况测量的出风干球、湿球温度得到，J/kg-oC；Vn'为C工况测量的出风干球、湿球温度下水-空气混合物的比体积，kg/m3；Wn为C工况测量的出风干球、湿球温度下对应的含湿量，kg/kg；Tain为D工况测试得到的室内机空气进口干球温度，℃；Taour为D工况测试得到的室内机空气出口干球温度，℃；Ecyc,dry为D工况下包含“开机”和“停机”周期组成一个循环的总电量消耗，Watt-hr；CLF为部分负荷系数；?????ON???OFF为包含“开机”时间和“停机”时间的一个完整循环所持续的时间，hr。

这样，通过上面的10个公式，结合B、C、D工况的测试数据，就可以进行SEER的计算。由于C工况属于稳定工况，其功率ess,dry、能力qss,dry、能效EERss,dry和风量都容易测量。从(4)~(10)式可以看出，测量Cd系数的关键在于D工况的测量，即如何稳定

D工况以测量室内机的进出风干球温度、功率消耗Ecyc,dry，然后计算D工况的制冷量Qcyc,dry、EERcyc,dry和Cd系数。

3 SEER的测量 3.1 稳定工况的方法

测试SEER需要进行B、C、D三个工况的测试，其难点和核心技术在于C、D两个工况的稳定和相关技术参数的测量，普通的空调焓差室很难达到C、D工况的要求，无法进行相关测试。C、D工况要求室内侧干球温度为26.7℃，湿球温度需要保证蒸发器的换热器上不会发生凝露现象，一般要求湿球温度低于13.9℃，但是考虑到工况的波动，实际上要求湿球温度稳定在13.4℃以下。为达到室内侧湿球温度的要求，我们采用两个办法：(1) 调节室内侧工况机，实现部分除湿；(2) 在室内侧安装除湿机。为维持D工况所需的温度水平，我们在焓差室的室内侧和室外侧各安装一个电加热器，通过电加热器的开停来稳定D工况。被测机“ON”时，室内侧电加热器“ON”、室外侧电加热器“OFF”；被测机“OFF”时，室内侧电加热器“OFF”、室外侧电加热器“ON”。为很好地对室内外电加热器和被测机的开停进行控制，我们设计了一套自动控制装置，如图1所示。该控制装置中的两个定时器可以调节被测机和室内外侧电加热器的开停时间、调节室内风机的延时时间等。

图1 控制装置

3.2 实际测量效果

根据我们对一款24000Btu北美高能效风管机的测试数据，进行C工况测试时，室