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1、引言

目前有些空調(diào)使用的節(jié)能模式都是一種固定模式，用戶無法根據(jù)的實際使用環(huán)境以及溫度變化作出適當(dāng)?shù)倪x擇和調(diào)整。而且因變頻空調(diào)的使用環(huán)境和用戶設(shè)定習(xí)慣的不同，變頻空調(diào)的實際能效還是有一定差異。

也沒有一種模式能更好地判斷室內(nèi)溫降速率因素，進而控制壓縮機運行頻率，促使空調(diào)按所需制冷量的節(jié)能的模式運行。所以研究變頻空調(diào)的節(jié)能控制模式（達到降溫效果但不過度除濕）有很大的實用價值及市場。

2、節(jié)能原理分析

2.1 房間溫降原理

房間溫度下降是將室內(nèi)熱空氣經(jīng)過蒸發(fā)器后與室內(nèi)濕熱空氣混合，使室內(nèi)的空氣不斷降溫至熱輻射穩(wěn)定傳熱狀態(tài)，即房間目標溫濕度。根據(jù)國標GB 7725能效計算方法[1]，房間建筑負荷Lc（tj），變頻空調(diào)平均制冷能力φful（tj），以及空調(diào)在該能力下的功率Pful（tj）之間的關(guān)系如圖1，房間理論熱負荷為：

式中：

Lc（tj）——溫度（tj）時的房間熱負荷，W；

φful（35）——空調(diào)器在室外溫度（35）下的實測制冷量，W。

變頻空調(diào)平均制冷能力為：

式中：

φful（tj）——溫度(tj)時，空調(diào)器運行的制冷能力，W。

房間初始狀態(tài)下，當(dāng)空調(diào)開機，此時φful（tj）＞Lc（tj），即制冷量大于房間熱負荷，所以此時制冷量抵消掉房間熱負荷后剩下的制冷量就用于房間的溫降，根據(jù)空氣焓差法及能量守恒

定律：

式中：

qvi——空調(diào)器室內(nèi)測點的風(fēng)量，m3/s；

ha1——空調(diào)器室內(nèi)側(cè)回風(fēng)空氣焓值，J/kg（干）；

ha2——空調(diào)器室內(nèi)側(cè)送風(fēng)空氣焓值，J/kg（干）；

Vn’——測點處濕空氣比容，m3/kg；

Wn——測點處空氣濕度，kg/kg（干）；

G——房間空氣質(zhì)量；

t——溫降時間。

▲ 圖1 建筑負荷與制冷能力

那么，對于空調(diào)先進行降溫的房間空氣到達熱輻射臨界點（墻溫）所需要的冷量為進出風(fēng)空氣的單位空氣焓差變化減去房間熱負荷后，乘以房間實際空氣質(zhì)量[2]，即有：

W=（ha1-ha2）×G=CLQ（X）×t

其中，G為處理空氣質(zhì)量流量，CLQ（X）等于φful（tj）-Lc（tj），即空調(diào)用于溫降的制冷量，t為溫降時間。

2.2 房間溫度維持原理

房間溫度維持主要由空調(diào)提供制冷量克服到達目標溫度的房間熱負荷[3]，即外界空氣與室內(nèi)空氣進行混合組成回風(fēng)點，經(jīng)過熱交換器進行處理后空氣到達送風(fēng)點S，S點空氣吸收房間熱負荷使室內(nèi)空氣維持在目標溫度點上，此時應(yīng)該保證CLQ（X）=Lc（tj），

CLQ（X）×tw=Lc（tj）×tw=KF（T1·τ-TN）=（Ha-Hb）×G

其中：

K——圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，W/(m2?K)；

F——圍護結(jié)構(gòu)面積，m2；

TN——設(shè)計溫度，℃；

T1·τ——冷負荷溫度遂時值，℃；

tw——空調(diào)降至設(shè)定溫度后直至關(guān)閉時的

運行時間。

根據(jù)焓濕圖2顯示，房間溫降及維持條件為：HJ-HS≥HO-HS，由圖2可知出風(fēng)溫度S不能過低，否則房間降繼續(xù)溫降，當(dāng)出風(fēng)溫度狀態(tài)到達S’時，此時HJ-HS’＝HO-HS’，即空調(diào)制冷量等于房間熱負荷，房間將維持在目標房間溫度不變。而當(dāng)送風(fēng)S溫度越低，比回風(fēng)J的露點溫度要低很多的時候，此時就會造成除濕量過大，空調(diào)的制冷量中用于除濕的潛熱量占比增大，此部分潛熱量屬于不必要的耗能，遂將會浪費很多耗電量，造成使用變頻空調(diào)達不到降低成本的效果。

▲ 圖2 房間溫度維持含濕圖

圖2中：

W——墻壁熱輻射附近空氣狀態(tài)；

J——回風(fēng)空氣狀態(tài)；

S——送風(fēng)空氣狀態(tài)；

S'——房間溫度維持送風(fēng)狀態(tài)；

O——室內(nèi)房間目標設(shè)定溫度空氣狀態(tài)。

參考文獻

[1] GB/T 7725-2004《房間空氣調(diào)節(jié)器》.

[2] 吳業(yè)正， 韓寶琦. 《制冷原理與設(shè)備》第二版. 西安.西安交通大學(xué)出版社, 2008.

[3] 趙榮義， 范存養(yǎng), 薛殿華, 錢以明. 《空氣調(diào)節(jié)》第四版. 中國建筑工業(yè)出版社, 2009.

來源：《家電科技》第9期