1、引言

目前有些空调使用的节能模式都是一种固定模式，用户无法根据的实际使用环境以及温度变化作出适当的选择和调整。而且因变频空调的使用环境和用户设定习惯的不同，变频空调的实际能效还是有一定差异。

也没有一种模式能更好地判断室内温降速率因素，进而控制压缩机运行频率，促使空调按所需制冷量的节能的模式运行。所以研究变频空调的节能控制模式（达到降温效果但不过度除湿）有很大的实用价值及市场。

2、节能原理分析

2.1 房间温降原理

房间温度下降是将室内热空气经过蒸发器后与室内湿热空气混合，使室内的空气不断降温至热辐射稳定传热状态，即房间目标温湿度。根据国标GB 7725能效计算方法[1]，房间建筑负荷Lc（tj），变频空调平均制冷能力φful（tj），以及空调在该能力下的功率Pful（tj）之间的关系如图1，房间理论热负荷为：

式中：

Lc（tj）——温度（tj）时的房间热负荷，W；

φful（35）——空调器在室外温度（35）下的实测制冷量，W。

变频空调平均制冷能力为：

式中：

φful（tj）——温度(tj)时，空调器运行的制冷能力，W。

房间初始状态下，当空调开机，此时φful（tj）＞Lc（tj），即制冷量大于房间热负荷，所以此时制冷量抵消掉房间热负荷后剩下的制冷量就用于房间的温降，根据空气焓差法及能量守恒

定律：

式中：

qvi——空调器室内测点的风量，m3/s；

ha1——空调器室内侧回风空气焓值，J/kg（干）；

ha2——空调器室内侧送风空气焓值，J/kg（干）；

Vn’——测点处湿空气比容，m3/kg；

Wn——测点处空气湿度，kg/kg（干）；

G——房间空气质量；

t——温降时间。

▲ 图1 建筑负荷与制冷能力

那么，对于空调先进行降温的房间空气到达热辐射临界点（墙温）所需要的冷量为进出风空气的单位空气焓差变化减去房间热负荷后，乘以房间实际空气质量[2]，即有：

W=（ha1-ha2）×G=CLQ（X）×t

其中，G为处理空气质量流量，CLQ（X）等于φful（tj）-Lc（tj），即空调用于温降的制冷量，t为温降时间。

2.2 房间温度维持原理

房间温度维持主要由空调提供制冷量克服到达目标温度的房间热负荷[3]，即外界空气与室内空气进行混合组成回风点，经过热交换器进行处理后空气到达送风点S，S点空气吸收房间热负荷使室内空气维持在目标温度点上，此时应该保证CLQ（X）=Lc（tj），

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

其中：

K——围护结构传热系数，W/(m2•K)；

F——围护结构面积，m2；

TN——设计温度，℃；

T1·τ——冷负荷温度遂时值，℃；

tw——空调降至设定温度后直至关闭时的

运行时间。

根据焓湿图2显示，房间温降及维持条件为：HJ-HS≥HO-HS，由图2可知出风温度S不能过低，否则房间降继续温降，当出风温度状态到达S’时，此时HJ-HS’＝HO-HS’，即空调制冷量等于房间热负荷，房间将维持在目标房间温度不变。而当送风S温度越低，比回风J的露点温度要低很多的时候，此时就会造成除湿量过大，空调的制冷量中用于除湿的潜热量占比增大，此部分潜热量属于不必要的耗能，遂将会浪费很多耗电量，造成使用变频空调达不到降低成本的效果。

▲ 图2 房间温度维持含湿图

图2中：

W——墙壁热辐射附近空气状态；

J——回风空气状态；

S——送风空气状态；

S'——房间温度维持送风状态；

O——室内房间目标设定温度空气状态。

参考文献

[1] GB/T 7725-2004《房间空气调节器》.

[2] 吴业正， 韩宝琦. 《制冷原理与设备》第二版. 西安.西安交通大学出版社, 2008.

[3] 赵荣义， 范存养, 薛殿华, 钱以明. 《空气调节》第四版. 中国建筑工业出版社, 2009.

来源：《家电科技》第9期