实验研究
同济大学楼宇设备工程与管理系 黄治钟 周 辉
关键词：家用空调器 设置温度 耗电量
1 概述
徐若瑄天使三部曲2003年夏天，上海遭受了60年未遇的高温天气，夏季气温超过35℃的高温天数达41天，其中绝大多数在38℃以上，最高达到39.9℃，都已接近历史最高记录。为了抵御热浪的袭击，无论是商业建筑还是居民住宅，大量的空调设备纷纷开启，从而给电网造成了巨大的压力，
上海电网的最高负荷达到了创记录的1362万kW。为了保证人民生活不受影响，有关部门不得已采取了限电、拉电措施。与此同时，市政府号召居民将空调器的设置温度适当调高，以节约电力。究竟将空调器的设置温度调高能不能节约电力？在什么条件下能够节约电力？能节约多少电力？笔者以回答这些问题为目的，进行了下述测试。
2 测试过程好看的电视剧古装
测试在2003年8月21日至24日进行，地点为一间普通办公室，位于六层教学楼的第五层，面积为14.78m2 (2.82m×5.24m)，南偏西朝向，室内挂有浅塑料百叶窗帘。其平面布置见图1。
室内装有KFR-22GWA型分体壁挂式家用空调器一台，1997年2月生产，额定输出功率2200W。温度控制方式为带死区的压缩机启、停控制（死区宽度约为±0.5℃），无变频装置。
根据空调器额定输出功率和房间面积计算，每平方米的空调设备容量约为150W，接近目前居民住宅和一般办公室的平均水平。
由于这台空调器已经使用了七年，因此除了
在测试前进行了清洗滤网等日常维护工作外，在测试过程中还测量了它的EER值，以确定制冷量衰减的情况。测试表明，这台空调器在实际运行条件下的EER值约为2.05。
测试期间的天气为晴到多云，最高气温35℃～37℃。空调器运行时间为每天8:30～19:30，共11小时，四天的设置温度分别为26℃、27℃、28℃和29℃。
由于测试期间室内基本无人，因此为了模拟室内负荷，在室内开启了两台计算机和台灯，加上照明灯具和测试仪器，室内热负荷约为400W。
为了连续记录室内外温湿度的变化，分别在室内安放了RHLOG-II型温度自记仪两只，室外一只（加简单遮阳以防止太阳直接照射和雨淋），采样间隔为15分钟；同时，在室内和另一间办公室的北窗外（图1中未示出）分别安放了RHLOG-H型湿度自记仪两只，采样间隔同样为15分钟。
电能的测量和记录采用了一台DZFC-1型电能综合分析仪，除了即时显示电压、电流、功率因数、电源频率、瞬时功率和电能积算值以外，还以30分钟的间隔打印输出测试结果。
3 测试数据
四天的测试数据汇总见图2～图5，其中包括每一天的室外温度、室内温度，以及60分钟平均输入功率。
由于四天中的室内外相对湿度变化规律极为相似，因此仅给出设置温度为28℃时的相对湿度数据作为代表，见图6。
在这些数据中有两点需要说明：(1) 记录到的室外最高温度与气象部门报告的当天实际最高温度不符，笔者认为这是由于测试条件不同造成的；(2) 当设置温度为26℃时，室温并没有保持在26℃附近，大部分时间都是在26.1℃～27.5℃之间波动，其原因见以下数据分析部分。
根据电能综合分析仪的电能积算记录，可得到设置温度与每天总耗电量及每小时平均耗电量的关系，如表1。
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表1 设置温度与耗电量的关系
设置温度 (℃) | 11小时总耗电量 (kWh) | 每小时平均耗电量 (kWh) |
26 | 7.86047朴寒星整容 | 0.71459 |
27 | 7.59626 | 0.69057 |
28 | 6.32146 | 0.57468 |
29 | 5.98682 | 0.54426 |
4 数据分析
4.1 采用简单的带死区压缩机启、停控制能够较好地保持室内温度。在绝大部分时间内，控温误差均小于±0.6℃，接近死区的宽度，这对于家用空调器来说是一个可以接受的结果。但是，当设置温度为26℃时，在一天的大部分时间内，室温在26.1℃～27.5℃之间波动，日平均温度为26.54℃，这与其它几天的室内日平均温度均低于设置温度0.4℃～0.6℃形成了鲜明的对照。之所以出现这种情况，笔者认为可以从图2中得到解释：测试日当天室
广州美食外温度有超过10℃的变化，但空调器的60分钟平均输入功率仅变化70W。这表明由于负荷很大，启、停控制已经基本不起作用，压缩机处于连续运行状态，空调器的输出功率已接近最大值。在这样的运行状态下，室温不能保持在设置温度附近也就可以理解了。当然，如果进一步降低设置温度，室温更不可能保持在设置温度附近。另外，尽管没有单独的湿度控制功能，但是从图6可以看出，室内相对湿度仍然能够保持在50%～70%的舒适范围内。
4.2 由于在四天的测试期间中，每天的气象条件不尽相同，为了尽量减少由于气象条件不同对耗电量的影响，笔者在每一天中选取了平均温度为34℃和37℃的时段各一小时，读取与之相对应的60分钟平均输入功率，可以得到如图7所示的关系。
从图3～图5中可以知道，当设置温度在27℃至29℃的范围内时，室温基本上保持不变，而且压缩机不是处于连续运行状态下，因此无论是设置温度在此范围内变化，抑或室外气温发生变化，实际上都是
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