户用冷水机组国标修订解读

　　为降低户用中央空调机组的能耗并缓解其使用引发的环境问题，中国于2007年修订了GB/T18430.2-2001《蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组 户用和类似用途的冷水（热泵）机组》国家标准，实现与世界先进水平的美国标准接轨。目前，该标准已经完成修订并报批国家标准化管理委员会，有望在2008年正式出台。

　　美国标准现状

　　就中央空调产品而言，美国ARI（Air－Conditioning and Refrigeration Institute）和ASHRAE（American Society of Heating, Refrigerating and Air－Conditioning Engineers）制定的有关标准具有相当的权威性和先进性，被很多国家借鉴参照。鉴于此，本文以美国标准为基准来分析中国户用冷水（热泵）机组国家标准的水平。美国中央空调标准应用了部分负荷工况值、名义工况、污垢系数等参数。

　　（1）综合部分负荷工况值的引入

　　在衡量机组的主要性能——效率时，不应只比较名义工况下的性能，还应比较部分负荷时的性能，因为对于空调系统来说，机组在绝大部分运行时间内是处于部分负荷工况中，因此部分负荷时的性能才是影响机组运行费用的关键。根据美国空调与制冷学会标准ARI550/590－2003，采用IPLV（综合部分负荷工况值）或NPLV（非标准部分负荷工况值）更能反映机组运行的经济性，因此名义工况下的性能系数不是决定机组性能的惟一标准。

　　（2）名义工况

　　美国ARI550/590标准规定了蒸发器的出水温度和流量，冷凝器的进水温度和流量，蒸发器的流量以进出水温差5℃确定，冷凝器的流量以蒸发器流量的1.25倍确定。

　　（3）污垢系数

　　美国ARI550/590标准认为新蒸发器和冷凝器的水侧是清洁的，测试时污垢系数考虑为0.0 m2·℃/kW。

　　GB/T18430.2-2001需要修改

　　GB/T18430.2-2001在推动行业技术进步、提高冷水机组产品质量、提升制冷空调装备制造业水平、支撑市场规范管理等方面发挥了重要作用。但随着国内外产品技术的发展，GB/T 18430.2-2001标准中规定的部分技术要求和指标已明显不能代表目前国内产品的技术水平，况且国家先后出版了GB 19557-2004《冷水机组能效限定值及能源效率等级》和GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》，因此GB/T 18430.2-2001标准出现明显的不足，列举如下：

　　（1）GB/T 18430.2-2001只考虑了机组在100%负荷下的性能要求和机组的性能系数COP，由于空调冷水机组在运行过程中室外气象条件是变化的，对应的房间制冷量也在变化，因此COP值不能客观全面地反映空调机组的性能。

　　（2）GB/T 18430.2-2001中污垢系数虚高，标准中规定冷凝器和蒸发器水侧污垢系数为0.086m2·℃/kW，而实际测试时并未考虑污垢系数的影响。实际运用中蒸发器的水路循环是封闭系统，污垢水平应相对较低。本次修订适当降低污垢系数，性能试验时必须按规定的模拟污垢系数进行温差修正。

　　（3）GB/T 18430.2-2001中的性能系数与GB19577－2004中规定限定值有差异，需要进行修正。

　　（4）GB/T 18430.2-2001引用的部分标准已经修订，需要调整。

　　标准主要修订内容

　　（1）机组的制冷性能系数的规定

　　户用和类似用途机组属冷水机组单元，其部分负荷考核评价参考美国标准ARI550/590按IPLV进行考核。

　　此外，由于GB/T 18430.2-2001对性能系数的规定已经与GB19577－2004《冷水机组能源效率限定值及能效等级》中规定最低能效值2.40矛盾，所以本次标准修订着重对产品的制冷性能系数进行了修改，见表1。考虑到小于50kW机组冷量分布本身比较狭窄，故性能系数的要求不做冷量区间划分，满负荷性能系数（COP）对应GB19577标准IPLV数据限定值，并满足能效最低要求。

　　（2）名义工况性能

　　GB/T 18430.2-2001名义工况的温度条件规定蒸发器和冷凝器的进出水温度不尽合理，改为规定蒸发器的出水温度和水流量、冷凝器的进水温度和水流量更接近实际的运用，同时也给制造厂商的试验带来极大的方便。

　　修订标准对机组在制冷和热泵制热名义工况下进行试验时的性能要求作了调整。名义工况性能系数COP应符合表1的要求，并应不低于明示值的92％（当机组明示值的92％高于表1规定值时）；而带有电加热的热泵（或非热泵）制热机组的电加热消耗功率应满足机组名义电加热消耗电功率的90%～105%；机组消耗总电功率不应大于机组名义消耗电功率的110％（热泵制热消耗总电功率不包括辅助电加热消耗功率）。

　　（3）噪声调整

　　针对目前市场上分体户用中央空调的广泛使用，标准增加了分体机的归类和相关噪声和连接管要求。修订标准对机组的噪声提出了较严格的要求。修订标准规定，在额定电压和额定频率以及接近制冷名义工况下，带循环水泵的机组，水泵应在接近铭牌标明的流量和扬程条件下进行运转时，测量机组的噪声，机组平均表面声压级应符合表2要求，并不高于机组明示值＋2dB（A）（ 当机组明示值+2dB（A）小于表2规定值时）。

　　（4）机组的设计和使用条件调整

　　综合考虑参照美国ARI550/590和国内GB18430.1修订版，对考核工况作相应调整；机组在表3规定的温度/流量条件下应能正常工作。

　　（5）运转要求

　　GB/T 18430.2-2001标准要求机组应在接近名义制冷或制热工况的条件下连续运行，并测量机组的各种参数，增加厂家运转试验成本。所以修订标准提出，只要求机组进行运转试验，检查机组运行是否正常即可。

　　（6）变工况性能温度范围

　　机组变工况性能温度条件如表4所示。机组按下表规定的某一条件改变时，其他条件按名义工况时的流量和温度条件进行试验，测定其制冷量、制热量以及对应的消耗总电功率。

　　（7）增加多个系统融霜时间的要求

　　在最初融霜结束后的连续运行中，融霜所需时间总和不应超过运行周期时间的20％；两个以上独立制冷循环的机组，各自循环融霜时间的总和不应超过各独立循环总运转时间的20%（如共用一个翅片式换热器，则融霜时间总和不超过循环总运转时间的20%）。

　　（8）对机组安全要求提高

　　取消原标准中的制冷系统安全，机械安全，电气安全三部分内容，而改为要求符合最新制定的国家标准《蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组 安全要求》，要求更全更严格。

　　修订标准推进行业节能

　　修订后的国家标准为各户用机组制造厂家提供了检验产品性能的尺码，同时也为用户选购机组、评价机组的能力提供了参考。适应中国“节能优先”的能源战略和环保的发展。

　　户用中央空调一般根据峰值负荷设计系统容量，但事实上系统却常常工作在部分负荷状态下，定频单机头机组就需要依靠启停控制来进行容量调节，这种间歇调节的能量消耗大于连续运行系统。因为，一方面由于启停后，系统压力很快平衡，这样在启动阶段一方面要重新建立运行冷凝压力；另一方面要克服换热热阻，需要数分钟的时间才能达到稳态制冷运行，但系统的耗功却比稳态时大而能力却小于稳态时。这种与外界负荷不匹配的变工况调节方式，使系统的部分负荷性能低下，造成启停损失。

　　在室内侧，制冷负荷会随着房间冷负荷而变化；在室外侧，同时随着环境温湿度的变化，空调机组的冷凝温度经常随之改变，这样的话，用35℃环境温度作为能效比测试的工况点就存在着明显的不合理，如果用时间积分来衡量压缩机运行时环境温度的累积，可以发现空调机组大部分运行时间都偏离了35℃环境温度这一标准工况点。据统计, 在制冷季节中，只有少于5%的时间，室外环境温度高于35℃，而有75%的时间低于28℃。同时，传统能效比测试方法也没有考虑到压缩机启停造成的系统损失。因此就产生考核空调机组能耗的新项目——部分符合性能系数。针对目前这种状况，各个空调厂家均加大了节能产品的开发力度，出现了变频空调、定频加变频空调、双定频压缩机空调、数码涡旋空调等在部分负荷时节能性比较突出的产品。