歐盟變頻空調器SEER與SCOP計算方法研究分析

田 磊

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

歐盟變頻空調器SEER與SCOP計算方法研究分析

田 磊

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

歐盟EN 14825標準中，變頻空調器季節能效比SEER與SCOP的評估需要進行不同工況點的測試，本文從這幾個工況入手，首先對其進行理論分析，并介紹了標準中的計算方法，供相關人員參考。

EN 14825；變頻空調器

歐盟于2009年10月31日，在其官方公報上發布了2009/125/EC號指令，即ErP（Energy-related Products）指令（能源相關產品生態設計指令）,并于2009年11月正式生效。

新的能效標準對于額定制冷(制熱) 12kW的風冷冷風空調進行新的Erp指令，它規定了歐盟能效的評價方式由單一的能效比EER轉變為全年季節能效比（SEER）, 并且要求 2013 年 1 月 1日后投入歐盟市場的空調必須符合新標準規定。歐盟Erp能效標準考慮了空調器全年中的各種狀態模式，運行模式、待機、停機等模式，給出了一種全面的能源消耗效率，對器具的要求較高。因此，深入研究其計算方法就顯得非常必要。基于此，筆者對標準進行一些分析，力求為相關人員提供一定的參考。

1 標準及法規要求

1.1 涉及的標準及法規（見表1）

標準中給出了SEER、SEERon、SCOP、SCOPon、SCOPnet等能源消耗效率，具體含義如下：

SEER：指整個制冷季節的季節能源消耗效率，包括空調器的停機、待機等狀態；

SEERon：指整個制冷季節制冷運行時的能源消耗效率；

SCOP：指整個制熱季節能源消耗效率，包括停機、待機、曲軸箱加熱器運行等狀態；

SCOPon：指整個制熱季節制熱運行模式下的季節能源消耗效率，包括輔助電加熱工作狀態；

SCOPnet：指整個制熱季節制熱運行模式且不含電加熱制熱的季節能源消耗效率。

1.2 標準要求

根據EN 14825-2013標準，變頻空調器需要進行4個工況的測試，如表2所示。

表2中A，B，C，D工況都是必測工況，用于測試在不同負載條件下的制冷量及消耗功率。注意測試的時候，內機應都按照最高風檔進行測試。

1.3 測試工況與建筑負荷的關系

建筑負荷是EN 14825標準的一個理念，建筑負荷簡單來說就是對于一個建筑系統而言的冷量需求。

從圖1可以看出，當環境溫度低于F點時，建筑物負荷需求降低，而變頻空調器在最低頻率下的制冷能力升高，此時制冷能力與建筑負荷能力不平衡，故變頻空調會出現在某一溫度點停機的情況，EN 14825就增加了衰減系數Cd的考核。

當環境溫度在F～A點范圍之間，即壓縮機最小轉速與壓縮機最大轉速之間，從圖1函數圖像易看出，此時建筑負荷需求增加，但未超過空調器最大制冷能力。此時，變頻空調器可以在最小轉速和最大轉速之間進行調節，變頻空調由于控制單元監控，可以根據建筑負荷需求自動進行調整。

當環境溫度在A點時，此時建筑物負荷需求較高，變頻空調器必須要在最大轉速下運行，才可以滿足建筑負荷需求。

2 SEER計算方法

式中：

Qc為制冷季節建筑總制冷負荷，單位：kW?h。

PTO、PSB、PCK、POFF為機組在恒溫模式、待機模式、曲軸箱加熱模式和關機模式的電功率。

HTO、HSB、HCK、HOFF為機組在恒溫模式、待機模式、曲軸箱加熱模式和關機模式分別對應的時間，按照EN 14825中表A.4。

計算時需要24個工況下的每一個工況Tj下對應的制冷需求Pc和EER(Tj)。顯然為了計算的真實性進行24個工況的測試不現實，因此EN 14825選擇了四個工況作為代表（A、B、C、D工況），其他20個工況的EER通過內插法或外插法計算得出。

PTO：指產品的制冷或者制熱功能打開，但是產品沒有制冷量或者制熱量的輸出，如壓縮機停機、室內外風機和控制器帶電運行的情況下消耗的電功率。

表1 涉及的標準及法規

圖1 環境溫度與建筑負荷關系圖

該模式耗電量試驗方法：溫控器關閉模式的耗電量在斷續試驗時確定；如果不進行斷續測試，則在D工況試驗完成后，將溫控器設定點溫度調高至壓縮機停止。測量不低于一小時的耗電量并減去待機耗電量，即為溫控器斷開模式的耗電量。

PSB：指待機功耗，此時空調器處于關閉待機狀態，可以通過遙控器等設置激活的狀態。

待機模式耗電量試驗方法：冷A工況試驗結束后，使用控制裝置將空調器關閉。10min后，測量耗電量，假定這一耗電量為待機耗電量。

PCK：指曲軸電加熱帶的功率，如壓縮機的電加熱帶就屬于此類型的裝置。

曲軸箱加熱工作模式耗電試驗方法：僅適用于制熱模式，故Pck=0。

POFF：指關機功耗，此時空調器處于關閉狀態，用遙控器等設置不能激活的狀態。若產品沒有關機模式，關機功率POFF＝待機功率PSB，據EN 14825附錄D可知，冷暖機關機模式運行時間HOFF為0，單冷機關機模式運行時間HOFF為5088h，故POFF只對單冷機能效有影響，對冷暖機的能效沒有影響。

關機模式耗電量測試方法：待機功率測試后，空調器用開關關閉但保持插頭在位。10min后，測量功率，即為關機功率。若沒有關閉開關，則認為關機功率等于待機功率。

3 SCOP計算方法

式中：

Qh為制熱季節建筑需求總制熱負荷，kW?h。

PTO、PSB、PCK、POFF為機組在恒溫模式、待機模式、曲軸箱加熱模式和關機模式的電功率。

HTO、HSB、HCK、HOFF為機組恒溫模式、待機模式、曲軸箱加熱模式和關機模式分別對應的消耗功率發生時間，按照EN 14825中表A.4。

從EN 14825標準表C.2，我們可以看到，計

算SCOPon需要26個工況下的每一個工況Tj下對應的制冷需求Ph(Tj)和COPbin(Tj)。顯然地，要一個個計算真實的情況，我們要逐個對26個工況點一一進行測試，但這樣測試不現實，故EN 14825選擇了六個工況作為代表，即A、B、C、D、E、F工況。A、B、C、D四個工況參考其它的22個工況的EER計算，方法是通過內插法或者外插法計算得出，這在EN 14825標準中的表C.2中已經全部體現出來。

E工況是用于考核產品的能夠提供制熱能力的極限溫度，低于該極限溫度，產品不能提供任何制熱量，在計算中的主要作用是用以確定產品能夠制熱運行的工況，低于該極限溫度的空調運行時間為零，能效為零。

F工況適用于考核產品能夠提供制熱能力的臨界溫度，低于該溫度，產品提供的制熱量不能滿足建筑負荷要求，需要搭配輔助的電熱才能滿足建筑負荷的要求，在計算中主要體現在評估需要的輔助電熱的量。

4 各模式下消耗功率的測試方法和要求

PTO：溫控器斷開模式耗電量試驗方法：溫控器關閉模式的耗電量在斷續試驗時確定；如果不進行斷續測試，則在D工況試驗完成后，將調低設定點溫度至壓縮機停機。測量不低于一小時的耗電量并減去待機耗電量，即為溫控器斷開模式的耗電量。

PSB：待機模式耗電耗電量試驗方法：制熱D工況試驗結束后，使用控制裝置將空調器關閉。10min后，測量耗電量，假定這一耗電量即為待機耗電量。

PCK：曲軸箱加熱器工作模式耗電試驗方法：當曲軸箱電加熱器在待機狀態下運行時，則認為功耗曲軸箱加熱器模式應被視為等于待機功耗。當曲軸箱加熱器在待機模式下不工作時，按如下方法進行測試：在制熱B工況試驗結束后，用控制器裝置關閉空調器。測量8h的耗電量。計算8h的平均功率，待機功率應從上述功率中減去。

POFF：關機模式耗電：待機功率測試后，空調器用開關關閉但保持插頭在位。10min后，測量功率，即為關機功率。若沒有關閉開關，則認為關機功率等于待機功率。

5 如何提高SEER

由SEER的計算公式可以看出，季節能效比主要有幾個影響因素，即溫控器關機、待機、壓縮機加熱模式和關機的時間；溫控器關機、待機、壓縮機加熱模式，關機的電功率；空調器的總除熱量；PTO、PSB、PCK、POFF為機組在恒溫模式、待機模式、曲軸箱加熱模式和關機模式的電功率。

對于待機模式功耗對SEER的影響，可以使整機在此模式下，通過控制單元使室內機與室外機處于斷電狀態，讓其待機功耗PSB不超過1W。

通過對變頻空調器的開發調試，使其在恒溫狀態時，使其壓縮機與風機停機，此時變頻空調器沒有制冷量或者制熱量輸出，最大限度降低功耗PTO,將恒溫下機組功耗降低至最小，有利于提高整機SEER。

表2 SEER試驗工況

表3 SCOP試驗工況

標準規定了，由軸電加熱帶的測試是在制熱運行B工況之后進行的，即測試的工況是室外環境為2℃。在開發設計時，盡量要使機組在此工況下，曲軸電加熱處于關閉狀態，此時PCK＝0，有利用提高整機SEER。

此外，Cd系數的選取也對整機SEER有影響。Cd系數的引入原因是開停機引起了效率降低。當空調器連續穩定運行制冷量大于房間建筑需求負荷時，空調器會進行周期性的開、停運行，以維持房間內溫度的恒定。在周期性開、停運行時，空調器的制冷量比連續運行時制冷量減小，而周期性開、停運行時的功率消耗比連續穩定運行時的功率消耗增大。因此，開、停運轉時的能效比比連續運轉時的能效比減小。Cd系數正是用于量化這種開停狀態產生的能效損失。標準規定了如果無法用實驗確定Cd系數的話，規定默認為0.25。

6 結束語

希望通過本文簡要介紹，使相關人員對歐盟變頻空調器能效計算方法有一個大體的了解，為產品設計提供幫助。

[1] 曾偉, 歐盟Erp指令實施措施與我國能耗標準的比對研究，中國標準導報，2012.10

[2] No 206/2012《空調和舒適性風扇ErP生態設計指令（歐盟能效）》

[3] No 626/2011《空調新能效標識實施條例（歐盟能效）》

[4] EN 14511:2013《使用電力驅動壓縮機為空間加熱和制冷的空調器、液體制冷機和熱泵裝置》

[5] EN 14825-2013《空調器、液體冷卻式整裝機及帶電動壓縮機用于冷暖空氣調節的熱泵裝置-部分負載條件下的試驗和分級以及季節性能計算》

[6] 歐盟能效政策法規實用指南, 中國標準出版社

[7] 國內外空調器能源消耗效率試驗及計算方法對比分析,吳曉麗, 蔡寧, 胡志強2014/03

Calculation methods on the variable air conditioner SEER and SCOP of European Union

TIAN Lei
(GREE Electric Appliances, Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070)

In European EN 14825 standard, the variable air conditioner SEER and SCOP assessments need to be tested on different operating points, the paper first of all analyze the theory, and introduces the calculation method standard, which for relevant officers.

EN 14825; Variable air conditioner