GB 21455-2019 中 CSTL和CSTE 的算法
本文梳理了GB 21455-2019中空调器季节制冷量 \({\rm{CSTL}}\) 和制冷季节耗电量 \({\rm{CSTE}}\) 的计算方法。
\({\rm{CSTL}}\) 和 \({\rm{CSTE}}\) 计算方法的总体步骤是，基于35℃和29℃温度下的ful、haf和min三项试验实测或用近似算法获得的参数，依照空调（定频或变频）的工作特性，选用三项试验（或近似算法）中的贴近空调器实际工作状态的试验获得的参数作为插值基点，进行线性插值，得到未能进行试验的环境温度下的参量，用于与发生时间相乘后逐项求和得到最终结果。
本文分为以下各部分：
- 算法概述
- 中间量说明：
表1: \(t_j\)、\(n_j\)、\(t_a\)、\(t_b\)、\(t_c\)、\(t_p\)
表2: \(\phi_{\rm{ful}}(35)\)、\(P_{\rm{ful}}(35)\)、\(\phi_{\rm{haf}}(35)\)、\(P_{\rm{haf}}(35)\)、\(\phi_{\rm{min}}(35)\)、\(P_{\rm{min}}(35)\)
表3: \(\phi_{\rm{ful}}(29)\)、\(P_{\rm{ful}}(29)\)、\(\phi_{\rm{haf}}(29)\)、\(P_{\rm{haf}}(29)\)、\(\phi_{\rm{min}}(29)\)、\(P_{\rm{min}}(29)\)
表4: \(L_c(t_j)\)、\(\phi_{\rm{ful}}(t_j)\)、\(P_{\rm{ful}}(t_j)\)、\(\phi_{\rm{haf}}(t_j)\)、\(P_{\rm{haf}}(t_j)\)、\(\phi_{\rm{min}}(t_j)\)、\(P_{\rm{min}}(t_j)\)
表5: \(X(t_j)\)、\({\rm{PLF}}(t_j)\)、\({\rm{EER}}(t)\)
表6: \({P_{{\rm{hf}}}}({t_j})\)、\({P_{{\rm{mh}}}}({t_j})\)、\({\rm{EE}}{{\rm{R}}_{{\rm{hf}}}}({t_j})\)、\({\rm{EE}}{{\rm{R}}_{{\rm{mh}}}}({t_j})\) - 总结：
概述
计算房间空气调节器全年能源消耗效率APF(annual performance factor)需要用到 \({\rm{CSTL}}\) 和 \({\rm{CSTE}}\) ：
\({\rm{CSTL}}\) 和 \({\rm{CSTE}}\) 的计算式如下：
式（2）适用于定频型和变频型空调，式（3）仅适用于定频型空调，式（4）适用于变频型空调未进行25%额定制冷量试验的情况，式（5）适用于变频型空调进行了25%额定制冷量试验的情况。上述计算式中有很多量需要进一步说明，将所需或者涉及的这些量简要划分优先级后分列表1至表6，以便逐次说明。
表1 Order 0
| tj | nj | ta | tb | tc | tp |
表1中的这些量中，发生温度 \(t_j\) 和 （全国平均）工作时间 \(n_j\) 由国标附录B中表B.1给出。其余的量须满足下列的等式，换言之，温度 \(t_a\)~\(t_p\) 由下列方程解出：
上述各式中各函数，\(L_c\)、\({\phi _{{\rm{ful}}}}\)、\({\phi _{{\rm{haf}}}}\)、\({\phi _{{\rm{min}}}}\) 的表达式，后续进一步说明。
表2 Order 1
| Φful (35) | Pful (35) | Φhaf (35) | Phaf (35) | Φmin (35) | Pmin (35) |
\(\phi\) 表示制冷量（W），\(P\) 表示制冷消耗功率。
表2中的这些量“必须的”或者“可选的”通过试验测得（姑且把这些试验称为“35工况试验”），具体测试的规范和仪器的相关说明见GB/T 7725-2004。脚标 ful、haf 和 min 分别指代三个试验，这三个试验分别对应压缩机工作在额定转速、中间转速和25%转速下。需要说明的是，定频空调只能进行ful试验，即额定转速试验，而不能进行haf和min试验。ful试验和haf试验须进行，而min试验是否进行是可选的，同时有些变频空调的压缩机最小转速大于额定转速的25%，此时以其最小转速进行试验，测得的参数作为min试验的参数。
表3 Order 11/2
| Φful (29) | Pful (29) | Φhaf (29) | Phaf (29) | Φmin (29) | Pmin (29) |
表3中的这些量“可选的”通过试验测得（“29工况试验”），具体测试的规范和仪器的相关说明见GB/T 7725-2004。脚标 ful、haf 和 min 和前述相同，只是此时的工况不同（“29”和“35”的区别）。区别于“35工况试验”，“29工况试验”可以不做，而是使用“35工况”的试验值进行近似换算。
表4 Order 2
| Lc ( tj ) | Φful ( tj ) | Pful ( tj ) | Φhaf ( tj ) | Phaf ( tj ) | Φmin ( tj ) | Pmin ( tj ) |
\({L_c}(t_j)\) 表示温度为 \(t_j\) 制冷工况下的房间热负荷，表中其他量的含义以此类推。
表4中的这些量都是通过线性插值获得的
\({L_c}(t_j)\)计算表达式如下：
通过式（10），可以解出方程式（6），得到 \(t_a=23\)。
定义插值函数如下：
将式（11）中的记号 \(f\) 换成 记号 \({\phi _{{\rm{ful}}}}\) ... \(P_{min}\)，将记号 \(t\) 换成 \(t_j\) ，即获得表4中各个量的计算式，结合表2和表3的实测值就能进行计算。
至此，方程式（7）（8）（9）均可解出，从而得到 \(t_b\)~\(t_p\) 的计算式，\(t_b=35\)，其余详见国标。
表5 Order 3
| X ( tj ) | PLF ( tj ) | EER ( t ) |
\(X\left( {{t_j}} \right)\) 表示温度为 \(t_j\) 时制冷工况房间热负荷与空调制冷量的比值：
注意到，式中，\({\phi \left( {{t_j}} \right)}\) 中 \(\phi\) 没带脚标。
用式（3）计算 \({\rm{CSTE}}\)时，\({\phi \left( {{t_j}} \right)}\) 取 \({\phi _{{\rm{ful}}}}\left( {{t_j}} \right)\) ；
用式（4）计算 \({\rm{CSTE}}\)时，\({\phi \left( {{t_j}} \right)}\) 取 \({\phi _{{\rm{haf}}}}\left( {{t_j}} \right)\) ；
用式（4）计算 \({\rm{CSTE}}\)时，\({\phi \left( {{t_j}} \right)}\) 取 \({\phi _{{\rm{min}}}}\left( {{t_j}} \right)\) ；
\({\rm{PLF}}({t_j})\) 表示空调器的部分负荷率，由下式计算：
式中，\(C_D\) 为效率降低系数，由试验测得，或者直接取0.25。
\({\rm{EER}}\) 表示能效比，计算式如式（14），脚标"..."可以换成ful、haf或者min，分别对应“额定”、“中间”和“25%额定”三个工况的能效比
表6 Order 4
| Phf ( tj ) | Pmh ( tj ) | EERhf ( tj ) | EERmh ( tj ) |
脚标hf表示空调器压缩机运行转速处于haf与ful之间，同理脚标mh表示空调器压缩机运行转速处于min和haf之间。以环境发生温度来区分就是，hf对应 \(t_c\)~\(t_b\)，mh对应 \(t_p\)~\(t_c\)，表6中EER的计算式如下：
- 当式（15）等号左边的 # 位置处 是 m、 @ 位置处是 h 时，等号右边记号 ### 即替换为 min、记号 @@@ 替换为 haf 、记号 # 替换为 p 、记号 @ 替换为c
- 当式（15）等号左边的 # 位置处 是 h、 @ 位置处是 f 时，等号右边记号 ### 即替换为 haf、记号 @@@ 替换为 ful 、记号 # 替换为 c 、记号 @ 替换为b
表6中的制冷消耗功率由下式进行计算：
浙公网安备 33010602011771号