【HETA】房间空调器APF能效标准分析及系统设计

房间空调器APF能效标准和EER有什么不同？变频APF指标和定频APF指标有什么区别？在系统设计方面应该注意什么？4月13日制冷展期间，制冷空调换热器技术联盟特别邀请到上海交通大学制冷与低温工程研究所任滔博士对这些问题进行专题演讲。以下为他演讲内容。

定频APF指标分析

一：EER指标与APF指标室外温度差异

a) EER指标

EER指标只使用1个室外温度的性能“室外温度35 oC工况下的性能”

b) APF指标

APF指标使用15个制冷室外温度点的性能和26个制热室外温度点的性能

二：EER指标与APF指标运行小时数差异

a) EER指标

没有运行小时数的概念

b) APF指标

有运行小时数，包括制冷工况各室外温度点小时数和制热工况点各室外温度点小时数

三：EER指标与APF指标测试工况差异

a) EER指标

EER指标只测试额定制冷工况的性能

b) APF指标

APF指标测试额定制冷工况、额定制热工况和低温制热工况三个工况的性能

四：EER指标与APF指标实验测试变量差异

a) EER指标

EER指标包含两个实验测试变量，属二元函数

b) APF指标

APF指标包含6个实验测试变量，属六元函数

五：EER与APF换算

六：EER与APF换算推导

七：APF能效等级限定值的设定

八：APF限定值的推荐区间偏低的原因

九：提高定频空调APF值的方法

1、改善定频空调开停机损失，降低系数CD的值

(1) 定频空调器的APF值随CD值增大而降低；与CD=0的空调器相比， CD=0.25对于的开停机损失导致定频空调器的APF值降低7.5%

(2) CD降低可以使得定频空调器的APF提高，从而达到变频空调器的3级能效(APF=3.5)

(3)  CD的取值与多个因素有关，如整机充注量和空调制热性能等，后期应该研究如何改善定频空调器的开停机损失，从而提高定频空调器的APF值

2、提高1级能效定频空调(EER=3.6)的低温制热性能

变频APF指标分析

一：变频APF与EER关系的推导

1、两点法APF的计算公式：

2、三点法APF的计算公式：

二：各工况点联系方程的推导

1、理论循环分析

2、计算结果

三：APF计算公式化简（两点法）

四：各工况性能匹配分析

额定制冷能力增大时APF值减小，其余工况能力增大，APF值均增大。

五种工况下功率增加，APF值都减小。

APF保持不变条件下，各工况点能力、能效与APF的变化关系如下表：

内机翅片设计方向

一：新型翅片的开发思路

二：新型翅片设计——CFD样本空间

三：新型翅片设计——CFD翅片模型

四：新型翅片设计——翅片性能拟合

五：新型翅片设计——翅片最优孔距计算

1、2排管寻优结果

1）给定翅片宽度，任意成本下都对应一个最优翅片结构；

2）成本越高，对应的最优翅片的管间距越小，翅片越宽；

3）成本越高，对应的最优翅片性能越高

2、多排管寻优结果

宽度越宽，多排管的换热器换热量越大

3、寻优结果比较

流路分析

一：变频APF权重分析

三：流路设计的新思路

结论

(a) 定频APF可以推导为EER, COP, Φhr/Φcr的函数，具体为：

(b) 定频空调APF限定值的推荐值如下表

(c) 变频APF可以推导为EER, EERcm, COP, COPhm, Φhr/Φcr, , Φdef/Φcr的函数：

(d) 变频机的最优匹配：提高额定制热能力和低温制热能力，降低额定制冷能力和中间制冷能力；

(d) 室内机应该采用多排大管距窄翅片的孔间距；

(e) 室内机流路设计应该基于半工况最优设计，可使得APF达到最优。