羅榮邦 崔俊 徐佳佳 高孺 王明強(qiáng) 張海超 滕兆龍

青島海爾空調(diào)器有限總公司 山東青島 266101

0 引言

世界能源日益緊張，世界各國(guó)對(duì)節(jié)能減排提高能效越發(fā)重視[1]，不斷更新能效政策，提高進(jìn)入本國(guó)空調(diào)產(chǎn)品的技術(shù)要求。沙特是世界上少數(shù)幾個(gè)空調(diào)高頻率使用的國(guó)家之一，在節(jié)能降耗政策引領(lǐng)下，不斷提高進(jìn)入本國(guó)的空調(diào)產(chǎn)品能效要求，在ISO 16358與SASO 2663-2018[2]標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提出SASO 2663-2021新規(guī)范，引入新標(biāo)準(zhǔn)，改善高溫氣候尤其是T3工況下空調(diào)的運(yùn)行效率。

中東地區(qū)屬于熱帶沙漠性氣候，全年高溫干旱，空調(diào)長(zhǎng)期處于高負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)機(jī)器本身性能、可靠性、壽命等提出更高的要求[3]。針對(duì)家用空調(diào)，新能效標(biāo)準(zhǔn)SASO 2663-2021主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：空調(diào)能效新標(biāo)準(zhǔn)、空調(diào)能效測(cè)試方法、新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空調(diào)能效影響。

1 空調(diào)能效標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試方法

1.1 空調(diào)能效新標(biāo)準(zhǔn)

沙特結(jié)合本國(guó)氣候條件，在原有MEPS保持不變的基礎(chǔ)上，引入季節(jié)性制冷性能系數(shù)（SEER）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，衡量進(jìn)入本國(guó)空調(diào)產(chǎn)品能效，進(jìn)一步提高空調(diào)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。在執(zhí)行SEER新標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，原有空調(diào)器最小制冷能效比（MEPS）依舊保持不變，兩者需同時(shí)滿足。如表1所示，T1工況下，空調(diào)器MEPS為11.8，T3工況下空調(diào)器MEPS為8.3[6]。

表1 空調(diào)最低制冷系數(shù)

隨著變頻機(jī)的推廣與市場(chǎng)份額提升[4]，沙特新標(biāo)準(zhǔn)提高了空調(diào)能效等級(jí)，如表2所示，ClassA～ClassC三個(gè)等級(jí)能效較之前有所提升，其中定頻機(jī)能效等級(jí)基本保持不變，市場(chǎng)準(zhǔn)入等級(jí)為Class D，變頻機(jī)未直接規(guī)定市場(chǎng)準(zhǔn)入等級(jí)，考慮到變頻機(jī)可根據(jù)不同室外負(fù)荷與室內(nèi)負(fù)荷，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)頻率，較定頻機(jī)更加節(jié)能，建議后續(xù)開發(fā)產(chǎn)品以Class C為市場(chǎng)準(zhǔn)入等級(jí)，體現(xiàn)定、變頻機(jī)能效的差異化。

表2 空調(diào)能效等級(jí)分級(jí)對(duì)比

1.2 空調(diào)能效測(cè)試方法

根據(jù)沙特空調(diào)室外環(huán)境運(yùn)行條件，新能效標(biāo)準(zhǔn)要求如表3所示，將空調(diào)運(yùn)行測(cè)試時(shí)間由6493小時(shí)修改為8415小時(shí)，如圖1所示，增加空調(diào)高溫部分31℃～46℃的運(yùn)行時(shí)間比例，降低了空調(diào)在20℃～30℃的運(yùn)行時(shí)間比例，提高了T3工況下空調(diào)能效的SEER占比[5]，更加準(zhǔn)確的反映了空調(diào)在沙特本國(guó)的實(shí)際情況，環(huán)境溫度高，增加制冷系統(tǒng)冷凝壓力，壓縮比提高，壓縮機(jī)輸氣系數(shù)降低，增加功耗，制冷量降低，對(duì)能效提出更高的要求；另一方面，壓縮機(jī)排氣溫度高，對(duì)壓縮機(jī)、系統(tǒng)潤(rùn)滑油、電機(jī)相關(guān)材料等提出更高要求，進(jìn)而提高進(jìn)入沙特市場(chǎng)的空調(diào)技術(shù)要求。針對(duì)T3運(yùn)行時(shí)間增加，空調(diào)外機(jī)可采用高效IPM散熱技術(shù)與換熱器柔性可變分流技術(shù)。如海爾的“涼芯橋”技術(shù)，提高IPM散熱能力，防止空調(diào)運(yùn)行時(shí)IPM溫度高帶來(lái)的壓縮機(jī)限頻，影響空調(diào)性能；換熱器柔性可變分流技術(shù)，在換熱器作為冷凝器時(shí)，加大過冷段增加液態(tài)制冷劑管路，適當(dāng)減少分流，降低過熱段與飽和段管路，降低冷凝器總壓降，提高換熱能力；換熱器作為蒸發(fā)器時(shí)，適當(dāng)增加流路，減少壓降調(diào)整分流，提高換熱效果。

圖1 ISO與SASO中空調(diào)在各溫度下的運(yùn)行時(shí)間

表3 空調(diào)能效測(cè)試室外環(huán)境溫度與時(shí)間因數(shù)

隨著變頻空調(diào)市場(chǎng)份額不斷提升，新能效標(biāo)準(zhǔn)中，變頻空調(diào)SEER計(jì)算如公式（1），增加了T3工況下的運(yùn)行時(shí)間，采用ISO 16358-1:2013/A1:2019標(biāo)準(zhǔn)中T3工況的制冷季節(jié)能效的計(jì)算方法，如表4所示，測(cè)試空調(diào)器的T1空調(diào)下的額定制冷、中間制冷、T3工況下的額定制冷，更加注重高溫下的空調(diào)運(yùn)行能效，提高變頻空調(diào)市場(chǎng)準(zhǔn)入能效等級(jí)。其中不同能效占比系數(shù)需進(jìn)行數(shù)據(jù)公式模擬計(jì)算得出。

表4 沙特空調(diào)在T3工況下的SEER計(jì)算

式中：

ET1為T1工況下額定制冷EER；E1/2T1為T1工況下額定中間制冷EER；ET3為T3工況下額定制冷EER；C1為T1工況下額定能效占比系數(shù)；C2為T1工況下額定中間能效占比系數(shù)；C3為T3工況下額定能效占比系數(shù)。

定頻空調(diào)SEER計(jì)算如公式（2）保持不變，采用T1工況下的額定制冷與T3工況下的額定制冷。

式中：

ET1為T1工況下額定制冷EER；ET3為T3工況下額定制冷EER；C1為T1工況下額定能效占比系數(shù)；C3為T3工況下額定能效占比系數(shù)。

2 新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空調(diào)能效影響分析

表5表示SASO 2663計(jì)算方法對(duì)于不同型號(hào)定頻機(jī)SEER及MEPS的影響，以單冷、熱泵為例計(jì)算空調(diào)SEER與MEPS。通過表5不同定頻機(jī)公式模擬計(jì)算可以得出，不同型號(hào)的熱泵或單冷空調(diào)，當(dāng)ET1與ET3滿足最低制冷能效要求時(shí)，則定頻機(jī)的SEER滿足要求。經(jīng)過不同定頻機(jī)公式模擬計(jì)算得出ET1與ET3在SEER中占比系數(shù)分別約為47%與53%，在定頻空調(diào)計(jì)算方法不變的情況下，增加T3工況運(yùn)行占比時(shí)間，增加ET3在能效中的占比，更加貼近沙特本國(guó)空調(diào)運(yùn)行實(shí)際環(huán)境。

表5 新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)定頻空調(diào)機(jī)能效影響

圖2～圖7是針對(duì)變頻機(jī)（12K），由公式模擬計(jì)算出不同影響因素對(duì)于SEER的影響。

考察了空調(diào)不同因素對(duì)整機(jī)SEER的影響，圖2到圖7分別對(duì)應(yīng)T3額定制冷量與制冷功率、T1額定制冷量與制冷功率、T1中間制冷量與制冷功率六個(gè)因素。其中，T1中間制冷功率對(duì)SEER影響最大，依次為T1中間制冷量、T3制冷量、T3制冷功率，T1制冷量與T1制冷功率對(duì)SEER計(jì)算幾乎無(wú)影響。在后續(xù)開發(fā)過程中，滿足T1工況MEPS基本要求，提高E1/2T1與ET3是提高整機(jī)SEER的方向。經(jīng)公式模擬計(jì)算分析得出，T1中間制冷EER占SEER比重約為60%。因此，降低T1中間制冷功率，提高T1的中間制冷能力對(duì)進(jìn)入沙特市場(chǎng)的變頻空調(diào)SEER起到至關(guān)重要的作用。從產(chǎn)品角度，沙特室外溫度較高，可以適當(dāng)增加制冷劑充注量，提高T3工況下的能力，雖然可能會(huì)略微降低T1中間制冷的能效，但更加符合沙特用戶實(shí)際使用場(chǎng)景，空調(diào)實(shí)際運(yùn)行會(huì)更加節(jié)能，同時(shí)也會(huì)提升制熱效果。

圖2 T3制冷量對(duì)SEER影響

圖7 T1中間制冷功率對(duì)SEER影響

圖3 T3制冷功率對(duì)SEER影響

圖4 T1制冷量對(duì)SEER影響

圖5 T1制冷功率對(duì)SEER影響

3 結(jié)論

圖6 T1中間制冷量對(duì)SEER影響

隨著空調(diào)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，不同國(guó)家、不同地區(qū)對(duì)空調(diào)節(jié)能降耗越發(fā)重視，有助于空調(diào)地區(qū)性差異標(biāo)準(zhǔn)逐步完善，推動(dòng)地域性空調(diào)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，健全空調(diào)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。SASO 2663-2021標(biāo)準(zhǔn)的提出，引入SEER新能效標(biāo)準(zhǔn)，提高了空調(diào)在高溫環(huán)境中的運(yùn)行時(shí)間，進(jìn)一步提升了沙特及整個(gè)中東地區(qū)空調(diào)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)空調(diào)廠家提出了更高的技術(shù)要求，促使空調(diào)廠家開發(fā)更多如高效IPM散熱、換熱器柔性可變分流等新技術(shù)，促使空調(diào)行業(yè)朝著綠色、高效、節(jié)能的方向發(fā)展。