近日，從2011年制冷學會年會上的專家講座中了解到，來自天津大學的馬一太教授就制冷與熱泵產品的能效標準和循環熱力學完善度作了詳細分析，據了解，我國冰箱能效標準頒布之后，市場上很快以1級和2級的冰箱為主導產品，基本見不到4級以下的電冰箱。房間空調器的形勢也很快以節能型為主，據相關專家統計預測，電冰箱新標準后的十年間，可以累計節電260億KWh，節省104億元人民幣，減排二氧化碳0.32億噸;而房間空調器能效指標若提高20%，未來十年間，可累計節電288KWh，約合129億元，累計減排二氧化碳0.88億噸。通過這些標準的實施，2015全年的總節電量將為2000億KWh，2020年達到2540億KWh，可以分別減少排放二氧化碳1.91億噸和2.42億噸，分別減少二氧化硫排放1058和1352萬噸。

　　回顧我國制冷空調的能效標準，2003年國家頒布了GB12021.2-2003電冰箱能效標準，2007年對其進行了修訂，比03年標準平均節能約10%;2005年頒布了《房間空調器能源效率限定值及能效等級》，2009年修訂提高20%，《單元空氣調節機能源效率限定值及能效等級》兩項能效國家標準;2005年9月開始實施《冷水(熱泵)機組能效限定值及能源效率等級》;2008年《多聯式空調(熱泵)機組能效限定值及能源效率等級》，《轉速可控型房間空氣調節器能源效率限定值及能效等級》;當前正在報批中的2010年《水源熱泵機組能效限定值及能源效率等級》、《熱泵熱水機能效限定值及能源效率等級》。

　　能效標識制度的實施在一定程度上提高了用電能效水平，我國無論從小到電冰箱、房間空調器，大到冷水機組;無論是EER、SEER還是IPLV的思路，基本都是5級能效，第5級是限定值，2級、3級是節能值，這樣的標準體系在世界上還是唯一的。

　　一、當前我國冷水機組的能效水平決定權在于熱力學完善度

　　據馬教授介紹，目前我國冷水機組大多數處于國家能效標準的3級、4級，個別的勉強達到5級，還有很大的節能潛力。關于影響熱力學完善度的構成因素主要有：壓縮機的不可逆損失，表現在壓縮機和動機的效率;換熱器的不可逆損失，表現在傳熱溫差;節流閥的不可逆損失;各管道產生的流動損失;冷熱量的無效損失等。

　　而通過循環完善度分析可見，冷水機組的能源效率中，循環完善度隨著等效等級的升高而增加，循環的完善度在0.3~0.5之間，據制冷快報記者了解，實際上現在工程上可實現的熱力學正循環如熱電廠、內燃機等動力設備，其熱力學第二定律效率一般也在0.3~0.5之間，正逆循環的完善度相當吻合，不是一種巧合，而是體現目前在機械制造和換熱器制造方面的水平。

　　二、水源熱泵機組的熱力完善度

　　當前水源熱泵機組的熱力完善度也主要集中在0.3~0.5之間，有部分高端產品的熱力完善度可以達到0.6。這與冷水機組的熱力完善度分布情況一樣。據馬教授研究表示，雖然水源熱泵的工況條件和冷水機組不同，但其循環的完善度基本在0.34~0.62之間，這比冷水機組的完善度范圍略高。在不同的熱源條件下和工作狀態下，完善度也體現了機組的性能好壞，因此，循環完善度可作為比較機組性能的參考指標。

　　據制冷快報記者了解，同樣一臺水源熱泵機組在炙熱工況下循環完善度要明顯高于其制冷工況，這是目前在螺桿機和離心機難于實現“雙高效”的結果。離心機理論上需要改變壓縮機的轉速，或改變壓縮機的級數;螺桿機理論上改變螺桿的有效長度，即改變內容積比，以達到壓縮比的目的。據空調制冷大市場調查數據顯示，目前我國的冷水機組或水源熱泵機組在0~1500KW范圍內，EER或COP隨制冷量的增加而增加。

　　三、房間空調器與空氣源熱泵熱水機的熱力學完善度分析

　　據介紹，因風冷傳熱溫差較大，并考慮風機的功率，房間空調器熱力學完善度η范圍為0.185~0.229。而以熱泵熱水機的名義工況條件，計算得出空氣源普通型熱泵熱水機的COPc(W/W)為14.51，據我國目前技術條件，可得出空氣源熱泵熱水機的合理的熱力學完善度為0.25~0.33，COP為3.6~4.8之間。

　　四、如何利用熱力完善度分析產品的能效等級

　　利用熱力完善度分析產品的能效等級，可從五個方面著手分析：第一，穩定性;第二，可比性，可比較同一產品不同工況下其熱力學完善度，也可比較不同產品有相似的運行方式，如冷水機組和水源熱泵之間;第三，相對性，可以給不同的理想循環，如可用無限大熱源的卡諾循環，也可以用有限熱源的勞倫茲循環，這樣得到的熱力學完善度的排列次序是不會變的;第四，統計性，熱力學完善度所以能從理論分析走向實際應用，也在于通過大量產品的數據分析，其數據符合統計統計學規律;第五，合理性，熱力學完善度的數值，并不是憑空想象或純理論計算的，它在大量統計規律的基礎上，可以經過技術經濟分析或生命周期分析而得出最優值。

　　在評定能效等級時運用熱力學完善度分析一方面可以大大減少能效標準制定的工作量，例如原理相似、容量相近的制冷熱泵產品，應該具有的熱力學完善度，房間空調器與單元式空調機之間、冷水機組與水源熱泵之間、變頻式空調器與多聯機之間的完善度應該相近或持平;而且可以發現當前技術的薄弱環節，大眾型水源熱泵供熱的完善度一般比制冷的完善度高，兩者的比值約為1.4,。這是由于螺桿壓縮機也好，離心壓縮機也好，都是定壓縮比設計的。通過螺桿機變內容積比、離心機變頻調速等技術，可以解決“雙高效”的難題;另一方面還可在產品偏離工況時估算裝置的能效等級，可以比較不同制冷熱泵設備的能效等級。

　　報告上馬教授認為：分析可見熱力學完善度表征著當前產品設計制造的綜合水平，是評價產品能效水平的“公平秤”，是制定相關產品能效標準的限定值、節能值及能效等級的依據。

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本文標題：制冷空調能效標準升級 熱力學完善度給力

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