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空调说明书里的低温制冷是什么神仙玩意儿?为什么这个状态下空调能效比如此之高?
点击次数:45 更新时间:2024-02-18

  大家好,我是 @微醺的工程狗

  微醺这几天在翻阅空调说明书时看到一条神奇的记录:海尔洗空气柜机说明书

  低温制热大伙都熟悉,制冷怎么还低温呢?能效比等于制冷量除以制冷功率,微醺掐指一算,好家伙,2780除以370等于7.51,这能效比杂还那么高呢?这是什么神仙玩意儿啊,对我们使用空调时省电有没有实际意义呢?让我来一探究竟~

  茫茫互联网,信息多如牛毛,哪里能找到低温制热的定义呢?微醺首先想到了传说中史上*严的空调能效标准的《GB/T-2019 房间空气调节器能效限定值及能效等级》,果不其然在第8页就找到了相关内容~

  根据上表可知,常规制冷就是室外温度35°C的情况下制冷,而低温制冷是将室外温度标准降低到了29°C,因为实际上,我国大部分地区,即使是三伏天,很多时候也是正午时分才会达到35°C以上的高温,其他多数时候温度都在30°C以下,完全以35°C为室外标准温度,会有些偏离实际,因此新标准里就有了这个低温制冷工况,测试室外29°C时空调的性能。

  热力学大佬卡诺小哥哥曾经曰过:热泵效率与两器温差相关,两器温差越小热泵能效比越高。室内外温差是两器温差的组成部分之一,低温制冷工况下,室内外温差缩小了,能效比就提高了。

  那么能效比可以提高多少呢?我们来看看两器温差都由什么组成:室内外温差蒸发器与空气换热的换热温差冷凝器与空气换热的换热温差

  由我们在小学就学过的总传热速率方程可知:

  Q=K.S.δT

  Q是换热量,K是换热系数,S是换热面积,δT是温差

  为简化计算,设S无限大,此时δT为0,蒸发器和冷凝器的温度等于空气离开换热器时的温度,两器之间的温差就被简化成了:室内外温差蒸发侧空气下降的温度冷凝侧空气上升的温度

  三者相加就可以得到两器之间的温度了~ 于是我们来算一下不同工况下空调两端换热器的温差吧额定制冷:室内外温差8°C,蒸发侧风量1300方制冷量5200w易得空气降温约12.5°C,冷凝侧风量3900方(假设)制热量6430w易得空气升温约5.3°C,总温差25.8°C,实得制冷能效比4.23。中间制热:室内外温差13°C,蒸发侧降温3.7°C,冷凝侧升温9.3°C,总温差26°C,实得制热能效比5.43,换算成制冷就是4.43,与同温差的额定制冷非常接近。中间制冷:室内外温差8°C,蒸发侧风量1300方制冷量2700w易得空气降温约6.7°C,冷凝侧风量3900方制热量3150w易得空气升温约2.6°C,总温差17.3°C,实得制冷能效比6,换算成制热能效比的话就是7了。低温中间制冷:室内外温差2°C,蒸发侧风量1300方制冷量2780w易得空气降温约6.9°C,冷凝侧风量3900方制热量3150w易得空气升温约2.6°C,总温差11.5°C,实得制冷能效比7.51。

  低温中间制冷状态下,总温差不到额定制冷状态的50%,根据逆卡诺循环效率公式:

  温差降低50%,理论能效比可提高约1倍,因此低温中间制冷的实际能效比比额定工况下大幅提高了近80%就是理所当然的了~

  你们以为这就完了吗?微醺作为一个负责任的工程狗,当然要再发散一下思维啦~ 冬季制热在空调进入维持温度阶段后,对热量的需求可能只有额定制热量的25%,但这个数据在说明书上通常查不到,查到了也不甚准确,因为严格按照标准执行的话,25%制热需要将风量调至*低进行测试,因此我们可以利用温差来推算一下,高风量下,低频维持温度阶段空调的实际能效比~

  25%制热:室内外温差13°C,蒸发侧降温1.2°C,冷凝侧升温4.5°C,总温差18.7°C,与中间制冷工况的温差非常接近,所以可以合理推测,此时它的能效比与中间制冷工况接近,可达到7左右。

  也就是说,这台空调在制热时进入长时间维持温度阶段后,输入一份电能,可以产生七份热量,妈妈再也不用担心我开空调的电费了,妥妥的省电小王子啊~

  那么问题来了,这台空调是哪个**的空调呢?它就是海尔洗空气空调~

  这台空调不仅仅有极高的省电潜力,还有一项非常有特色的洗空气功能,也就是集成了一台湿式除尘器到空调里。

  湿式除尘器在工业上应用十分广泛

  例如这家工厂利用湿式除尘塔,对多种不同性质的粉尘进行捕获,*小可捕获3微米的小颗粒,同时还能利用水的溶剂性质吸收一部分有害气体,可谓一举多得。

  海尔洗空气则是**将湿式除湿应用到家庭环境的空调产品,非常有创意。水流首先经过有变径喷口的圆柱形分水器,根据小学就学过的伯努利效应:

  直径变小,流速增加,压力降低,形成负压后,空气就会被吸入水流,将水流打散成细小的颗粒,水流变成细小颗粒后,其比表面积大幅提高,又根据我们小学就学过的菲克定律

  物质传递速度与接触表面积A成正比,因此表面积增大后,水流吸收有害气体和空气中颗粒物的速度会明显加快,以便在有限的体积里处理更多的空气。

  为了避免湿润的除尘室滋生细菌微生物,海尔还加入了3D除菌舱抑制微生物生长。

  该湿式除尘方案可去除毛絮,异味,PM2.5,细菌等7种空气中的污染物,每小时净化风量为120m3,同时还附带了300ml/h的无雾加湿效果,粗略估算,可以在干燥的冬季,室外5°C90%,室外输入的新鲜空气为110m3/h的情况下,维持室内20°C52%的湿度,妈妈再也不用担心冬天用空调制热太干燥了~

  除了省电和湿式净化以外,搭载了双风机双风口系统的海尔洗空气送风控风能力在柜机中相当出色。

  毫米波雷达可以感知人与空调的距离,实时调整风速

  双风口可实现*大135°环绕送风,高速风可贴墙运动,尽量避开有人活动的区域,双风机也将风量顶到1600m3/h的行业**水平,空气循环速度更快,制冷制热速度也更快了,根据逆卡诺循环,能效比还能提高。

  海尔洗空气3P也达到了4.55的行业**水平~

  除了常用的环绕风以外,洗空气还支持13种定制风向,左右两个风口的风向和风速都可以自由控制,满足不同人群的需求,考虑得相当**了~

  讲了那么多功能,来看看它的基础参数是个什么水平

  上图是3P机的参数表,划重点:能效比4.55行业**水平,循环风量1600方行业**水平,*大制热量12.5kw行业**水平

  从参数上看,洗空气的表现也很不错没有什么硬伤,*后来看看硬件配置:外机双排换热器30对换热管单根930mm长,总长约56米电子膨胀阀三菱压缩机

  硬件配置上一款高能效3P该有的都有了,无缩水现象,海尔空调工厂自动化程度颇高,大量焊接工作已经由机器人替代人工,焊接质量稳定大幅减少因工人手艺水平参差不平出现的虚焊漏焊等错误。

  总的说来,虽然这台空调微醺全程都在云观察,只能从公开数据和信息中窥探它的实际性能,但研究了一圈后越发的喜欢,奈何机缘巧合下,*终没从海尔那里蹭到实机测试,只能望着电脑云一云了.

  *后来云一个总结~有特色的湿式除尘洗空气系统,配合3D除菌舱,提供洁净湿润的空气,但净化风量有点偏小,希望下一代能加强。独立双风机双风口,风口风向风速均可独立控制,气流组织多样,还可形成环抱风,尽可能避免冷风热风直吹人体造成不适。**的参数,能效比达4.55,循环风量更达到了惊人的1600m3/h。扎实的硬件配置。售价1w+有一些小贵,但它在空调基础的制热制冷除湿的功能上提供了不错的净化除菌效果,**的无雾加湿,集成在空调里还节省了一点空间,机器本身的配置不差,支持的气流形态也比较多,对于喜欢尝试新事物且预算充裕的小伙伴可以考虑考虑。

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