干貨：長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及衰減測(cè)試技術(shù)

干貨：長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及衰減測(cè)試技術(shù)

現(xiàn)在我們來(lái)探討下長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展進(jìn)程。

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1、政策和標(biāo)準(zhǔn)

目前在這方面的研究中，國(guó)外還沒(méi)有發(fā)布有關(guān)的空調(diào)器長(zhǎng)效性能的政策和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于我國(guó)是世界非常大的空調(diào)器生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，為了能夠推廣節(jié)能、效能高的空調(diào)并提高空調(diào)產(chǎn)品的能源利用效率，我國(guó)陸續(xù)制定并發(fā)布了有關(guān)的空調(diào)器長(zhǎng)效性能的政策和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)對(duì)空調(diào)器在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中因積灰而導(dǎo)致的長(zhǎng)效性能衰減情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。
  2012年5月，中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心（CQC）發(fā)布了我國(guó)一部關(guān)于空調(diào)器長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)《空調(diào)器長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)技術(shù)要求》[6]。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于空調(diào)器的長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)選取了“換熱器積灰”這一相當(dāng)關(guān)鍵的因素來(lái)進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，提出了基于噴粉的一代空調(diào)器長(zhǎng)效性能測(cè)試方法，通過(guò)人工模擬加速換熱器性能老化來(lái)測(cè)量空調(diào)器整機(jī)制冷能力和能效衰減的測(cè)試流程。
  2014年底，國(guó)家發(fā)改委等七部委聯(lián)合發(fā)布了《能效“領(lǐng)跑者”制度實(shí)施方案》[24]，對(duì)空調(diào)器所有生命周期能效提出了要求。
  2017年底，上海市頒布了空調(diào)器地方標(biāo)準(zhǔn)，也將“節(jié)能領(lǐng)跑者”空調(diào)長(zhǎng)效衰減率納入強(qiáng)制限定范疇[25,26]；其測(cè)試方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)則參照CQC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的內(nèi)容來(lái)執(zhí)行。
  2018年4月，上海市科委正式立項(xiàng)2018年度“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目《房間空調(diào)器長(zhǎng)效性能測(cè)試方法研究與團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定》，圍繞著現(xiàn)有空調(diào)器長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)試結(jié)果可重復(fù)性差、測(cè)試耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，擬開(kāi)發(fā)可重復(fù)性好、測(cè)試耗時(shí)少的房間空調(diào)器長(zhǎng)期運(yùn)行性能衰減測(cè)試方法，使得房間空調(diào)器的加速積塵測(cè)試方法進(jìn)一步規(guī)劃化、精細(xì)化。

2、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)

  目前在長(zhǎng)效節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法方面的研究中，國(guó)外針對(duì)空調(diào)器長(zhǎng)效性能衰減目前只開(kāi)展了一些換熱器積灰后性能衰減的學(xué)術(shù)研究，還沒(méi)有形成針對(duì)性的空調(diào)器長(zhǎng)效性能衰減測(cè)試方法。由于我國(guó)是能源消耗較大的國(guó)家，隨著相關(guān)節(jié)能政策的出臺(tái)，我國(guó)陸續(xù)制定并發(fā)布了有關(guān)的空調(diào)器長(zhǎng)效性能測(cè)試方法，用于規(guī)范我國(guó)空調(diào)行業(yè)在長(zhǎng)效性能方面的測(cè)試方法。

  中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心出臺(tái)的《空調(diào)器長(zhǎng)效節(jié)能評(píng)價(jià)技術(shù)要求》給出了基于噴粉的一代空調(diào)器長(zhǎng)效性能測(cè)試方法。該方法的測(cè)試流程包括噴粉、淋雨循環(huán)試驗(yàn)，如圖4（a）和（b）所示。對(duì)于淋雨的測(cè)試流程是：空調(diào)器連續(xù)運(yùn)行72h后，用符合GB 4208-2008標(biāo)準(zhǔn)要求的淋水噴頭，在室外機(jī)冷凝器上方500～600mm處，在冷凝器垂直表面成15±5°角，在與冷凝器表面成水平方向來(lái)回移動(dòng)，以100±10L/h的流量進(jìn)行淋水。對(duì)于噴粉的測(cè)試流程是：采用粉塵發(fā)出裝置向冷凝器均勻發(fā)出模擬大氣塵（符合GB 13270-91)，大氣塵發(fā)出總量為每平方米冷凝器表面面積200g。所采用的人工測(cè)試粉塵的成分是由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 13270-91所規(guī)定的模擬大氣塵成分，包括72%的黃土塵、25%的炭黑以及3%的短纖維。

圖 CQC標(biāo)準(zhǔn)中的人工模擬換熱器性能衰減裝置圖 

  該標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)空調(diào)的基本性能提出了規(guī)定，要求空調(diào)器經(jīng)過(guò)上述噴粉和淋雨循環(huán)試驗(yàn)后，制冷量長(zhǎng)運(yùn)衰減率不應(yīng)超過(guò)10%，能效比長(zhǎng)運(yùn)衰減率不應(yīng)超過(guò)15%。

3、換熱器長(zhǎng)效性能衰減測(cè)試技術(shù)的研究進(jìn)展

3.1 加速積塵測(cè)試與換熱量測(cè)試分開(kāi)的測(cè)試技術(shù)

  早期研究中對(duì)于換熱器長(zhǎng)效性能衰減的測(cè)試是將換熱器加速積塵測(cè)試過(guò)程與換熱量測(cè)試過(guò)程分開(kāi)，即先將對(duì)換熱器進(jìn)行加速積塵前換熱量測(cè)試，再將換熱器移機(jī)至積灰實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行加速積塵，然后再將積塵后換熱器搬出并進(jìn)行換熱量測(cè)試，從而得到換熱量衰減情況。這種加速積塵測(cè)試過(guò)程與換熱量測(cè)試過(guò)程分開(kāi)的測(cè)試技術(shù)，會(huì)因換熱器移機(jī)導(dǎo)致翅片表面粉塵掉落，使測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性降低；因此需要開(kāi)發(fā)一套能夠充分保證測(cè)試結(jié)果具有可重復(fù)性的測(cè)試技術(shù)

3.2 加速積塵測(cè)試與換熱量測(cè)試一體化的測(cè)試技術(shù)

  為了解決換熱器加速積塵過(guò)程與換熱量測(cè)試過(guò)程分開(kāi)造成的可重復(fù)性降低的問(wèn)題，可通過(guò)開(kāi)發(fā)換熱器加速積塵過(guò)程與換熱量測(cè)試過(guò)程一體化的測(cè)試技術(shù)來(lái)提高可重復(fù)性。
  基于該技術(shù)所搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)如圖5所示，構(gòu)建兩個(gè)相互之間既可封閉又可連通的粉塵混合空間和測(cè)熱空間。圖中1為粉塵箱，2為粉塵給料機(jī)，3為測(cè)熱風(fēng)道，4為粉塵箱風(fēng)扇，5為風(fēng)道翻板，6為電機(jī)，7為風(fēng)道風(fēng)扇，8為空調(diào)換熱器樣件，9為壓力傳感器，10為熱電偶，11為粉塵濃度儀，12為電加熱棒，13為恒溫水箱，14為數(shù)據(jù)采集儀。首先將這兩個(gè)空間進(jìn)行封閉，并在粉塵混合空間中預(yù)先營(yíng)造一個(gè)粉塵濃度千倍于自然環(huán)境的穩(wěn)定含塵環(huán)境；然后將這兩個(gè)空間進(jìn)行連通，引導(dǎo)粉塵混合空間中的含塵氣流進(jìn)入性能測(cè)試空間并吹向換熱器表面，使含塵氣流在兩個(gè)空間內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)換熱器迎風(fēng)面的粉塵濃度來(lái)反饋調(diào)節(jié)給粉量和風(fēng)速，保證換熱器迎風(fēng)面的粉塵濃度均勻穩(wěn)定；然后將這兩個(gè)空間封閉，引導(dǎo)外界空氣進(jìn)入性能測(cè)試空間并吹向積塵后的換熱器表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器性能衰減程度的測(cè)量。

圖 測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理及流程示意圖

  該實(shí)驗(yàn)裝置使用效果有：通過(guò)將含塵氣流在粉塵箱和測(cè)熱風(fēng)道之間進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，避免了粉塵顆粒物因重力作用下沉而導(dǎo)致出現(xiàn)粉塵濃度不均勻的問(wèn)題；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)Q熱器迎風(fēng)面的粉塵濃度來(lái)反饋調(diào)節(jié)給料量，避免了因粉塵不斷沉積在換熱器表面而導(dǎo)致粉塵濃度降低的問(wèn)題；換熱器在加速積塵及性能測(cè)試過(guò)程中不需要移機(jī)，避免了因移機(jī)過(guò)程中換熱器表面積塵掉落而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果可重復(fù)性降低的問(wèn)題。

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