文章编号：1671-6612（2008）03-107-03
陈秦怡∗ 万金庆 范颖 王国强
（上海水产大学 上海 200090）
【摘 要】 通过计算得出夏季和冬季室内不同设定温度时的空调负荷，再结合制冷剂R134a 和R407C 在理论
循环中不同工况下的制冷系数和供热系数，分别对夏季和冬季室内温度变化时空调的能耗作了定量分析，为节能提供理论基础。
【关键词】 负荷；温度变化；耗功；节能
中图分类号 TU111.19+5；TU 831 文献标识码 A
Effects of the Indoor Temperature Chang on the Air-conditioning Energy Consumption
蒋怡个人资料Chen Qinyi Wan Jinqing Fan Ying Wang Guoqiang
(Shanghai Fisheries University, Shanghai 200090, China)
【Abstract 】 The load of the air-conditioning in different indoor temperatures is calculated respectively in summer and winter, and then combining the coefficient of the performance for cooling and heating in different working conditions of the theoretical cycle for refrigerant of R134a and R407C, the energy consumption for the air-conditioning system is analyzed quantitatively according to the indoor temperature, which provides theoretic foundation for the energy saving. 【Keywords 】 load; energy consumption; indoor temperature; energy saving
收稿日期：2007-07-16 ∗
陈秦怡（1982－），女，硕士研究生，从事制冷与低温技术的研究 基金项目：上海市教委发展基金项目（科04－136）；上海水产大学校长基金项目（科03－18）
苹果手机怎么投屏到电视0 引言
近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活
水平的不断提高，用电需求节节攀升。特别是空调负荷的急剧增长已经成为季节性电力紧张的最主要原因。据统汁，2004年我国华东、华中等电网夏季空调负荷已占尖峰负荷的30％左右，其中北京、上
海等大城市空调负荷已占尖峰负荷的40％～50％[1]。因此，空调能耗问题越来越多引起人们的关注。其中，适当控制室内设定温度是有效节能的途径之一。不管夏季还是冬季，只要把室内温度控制在一定范围内，便能达到人体舒适度的要求。2006年出台的《国务院关于加强节能工作的决定》中规定，所有公共建筑内的单位，包括国家机关、社会团体、企事业组织和个体工商户，除特定用途外，夏季室内空调温度设置不低于26℃，冬季室内空调温度设置不高于20℃。但是, 室内温度变化1℃时，空调能耗的变化程度如何，相关的定量分析文献报道不多，本文就此作定量分析，供空调使用者参考。
1 理论分析
1.1 室内温度变化对各种负荷的影响 1.1.1 夏季建筑物内的冷负荷的计算
为简化计算，假设邻室均为空调房间，内维护结构冷负荷忽略不计。计算空调冷负荷常采用冷负荷系数法，计算见文献[2]。可以看出，当室内空调设计温度t R 变大时，与t R 有关的各项冷负荷都减小，故室内总的冷负荷也减小。
1.1.2 冬季建筑物内的热负荷的计算
计算方法见文献[2]。此外在计算中，冬季空调室内热负荷还包括门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量。在空调建筑室内，通常保持正压，故此项
第22卷第3期 2008年6月 制冷与空调
Refrigeration and Air Conditioning V ol.22 No.3 June 2008.107～109
·108· 制冷与空调 2008年
可省略。由计算可以看出，由于冬季室外计算温度较低，一般均低于t R ，故当t R 减小时，室内热负荷减小。
1.2 理论循环的性能参数
1.2.1 理论制冷循环的制冷系数ε
为简化问题，仅分析理论循环。由ε的定义[3]可知，当冷凝温度t k 不变，ε随着蒸发温度t 0的升高而变大；当蒸发温度t 0不变时，ε随着冷凝温度t k 的降低也变大。
1.2.2 理论供热循环的供热系数µ
由供热系数的定义可知[4]，µ随t 0和t k 变化的规律和ε是一样的。
1.3 空调系统的理论耗功分析 1.3.1 空调制冷[2]
对于一个给定房间，理论上
.R Q ＝..T C Q ＝..
计算器使用.C C o Q Q ∑+ （1）
式中 .
R Q ——所选设备需提供的制冷量，W ； .C Q ∑——室内冷负荷总和，W 。 故制冷循环的耗功量 R
Q W ε
=R （2）
1.3.2 空调供热
类似空调制冷
.
H Q ＝..T H Q ＝..
h .h o Q Q ∑+ （3）
式中 .
H Q ——所选设备需提供的制热量，W ； .h Q ∑——室内热负荷总和，W 。 故供热循环中的耗功量 H
Q W µ
=H （4）
2 计算实例
以北京某饭店西向中间层的一个客房为例[5]，
设计条件等参考文献[6]中的旅馆建筑空调设计参数，新风量定为30m 3/(h·人)，相对湿度均定为50％。
为便于分析，空调制冷和制热均视为理论循环，不考虑压缩机的输气系数，且只计算某一特定时刻（17:00）房间内冷负荷。 2.1 夏季制冷耗功量
2.1.1 不同室内设定温度时的冷负荷
房间空调温度调节范围一般为16～32℃，参照
文献[5]的计算方法，室内不同设计温度的冷负荷计算结果见表1。
表1 不同室温时夏季室内冷负荷 t R ()℃
Q R (W) t R ()℃
Q R (W)
16 2387.4 25 1581.9 17 2303.8 26 1486.1 18 2219.2 27 1390.0 19 2133.2 28 1288.7 20
2039.4
29
1185.4
21 1950.8 30 1082.7 22 1859.7 31 976.4 23
1769.5
32
867.8 24 1676.5
2.1.2不同蒸发温度时的ε
考虑到实际工程应用，现在分别分析R134a 和R407C 理论制冷循环的ε。设制冷循环的回汽过热度为10℃，冷凝液体过冷度为5℃。
本例室内采用直接蒸发式蒸发器。制冷剂蒸发温度和空气的温度之差一般为12～14℃[7]，这里取12℃。室内温度范围为16～32℃时，则蒸发温度范围为4℃～20℃。
本例室外采用风冷式冷凝器，因风冷冷凝器的温差定义为制冷机进口压力下的饱和冷凝温度与空气进口干球温度的差[8]，该温差通常为8～12℃[7]，在此取8℃。北京的夏季室外设计（干球）温度为28.6℃[2]，则夏季制冷时的冷凝温度为37℃。冷凝温度不变，室内温度改变时,ε的计算结果见表2。
表2 不同蒸发温度时的ε
t 0()
℃R134a
R407C
t 0()℃ R134a R407C
4 7.4 7.2 13 10.9 10.6
5 7.7 7.5 14 11.5 11.1
6 8.0 7.8 15 12.1 11.
7 7 8.3 8.1 16 12.7 12.3
8 8.7 8.4 17 13.5 13.0
9 9.1 8.8 18 14.3 13.8 10 9.5 9.2 19 15.2 14.7 11 9.9 9.6 20 16.2 15.7 12 10.4 10.1
2.1.3 空调压缩机的耗功
第22卷第3期陈秦怡，等：室内温度变化对空调能耗的影响·109·
由式（2），R134a和R407C的W
R
随夏季不同
t R所得的变化曲线见图1。
图1 夏季空调耗功随室内温度变化的曲线图
祝福端午节的短句2.2 冬季制热耗功量
2.2.1 不同室内设定温度时的热负荷
计算结果见表3。
表3 不同室温时冬季室内的冷负荷
t R()
℃Q H(W) t R()
℃Q H(W)
16 1459.2 25 1928.2
17 1511.3 26 1980.3
18 1563.4 27 2032.5
19 1615.5 28 2084.6
20 1667.7 29 2136.7
21 1719.8 30 2188.8
22 1771.9 31 2240.9
23 1824.0 32 2293.0
24 1876.1
2.2.2不同冷凝温度时的
计算方法类同 2.1.2, 冷凝温度和空气的温度
之差取8℃[7]，设制冷剂的蒸发温度为0,
℃蒸发温
度不变，室内温度范围为16～32℃，计算冷凝温
度从24℃变化到40℃µ的大小，结果见表4。
表4 不同冷凝温度时的µ
张译妻子t K()
℃ R134a R407C t K()
℃ R134a R407C
24 11.5 11.3 33 8.3 8.1
25 11.1 10.9 34 8.1 7.9
26 10.6 10.4 35 7.8 7.7
27 10.2 10.0 36 7.6 7.4
28 9.9 9.7 37 7.4 7.2 29 9.5 9.3 38 7.2 7.0
30 9.2 9.0 39 7.0 6.8
31 8.9 8.7 40 6.8 6.6
32 8.6 8.4
2.2.3压缩机的耗功
由式（4），可算得冬季不同t R所对应的W
H
，R134a和R407C的W H曲线变化见图2。
图2 冬季空调耗功随室内温度变化的曲线图
3 结束语
（1）在本文的计算条件下，夏季室内温度从16℃到32℃每上升一度，使用R134a和R407C制冷剂的空调器平均能节能10.57％和10.56％；冬季室内温度从32℃下降到16℃，空调器的节能率越来越大，室内温度每下降一度，使用R134a和R407C 制冷剂的空调器平均能节能6.32％和6.37％。
（2）使用R134a和R407C制冷剂的两种空调器，在夏季室内温度上升和冬季室内温度下降时节能率差异不大，从总的能量消耗来看，R134a比R407C略小。
（3）使用R134a和R407C两种制冷剂的空调器，都可以通过夏季室内温度上调和冬季室内温度下降来节能。
（4）以2005年北京空调用电计算，按每天8小时的用电时间，若夏季室内温度由25调为26℃，可省电1.14亿千瓦时，可省钱2394万元（电价按用电低谷0.21元/kWh计）；冬季室内温度由21调为20℃，可省电0.681亿千瓦时，可省钱5448万元（电价按0.8元/kWh计）。
（下转第97页）
第22卷第3期刘立平，等：融入素质培养，优化供热工程课程的教学内容·97·
中国北方才需要的技术，对于将来在上海就业用处并不大，导致学习兴趣并不浓。为此，课程内容中提出一些拓展性的问题，如节能环保技术，以激发学生的信息意识。节能环保已经成为举世瞩目的课题，很多技术措施与供热有着密切的关系，如低能耗围护结构的研究、分户热计量技术的应用、太阳能和地热能等新型能源的开发利用。将这些技术措施引进课程，引导学生借助图书馆及网络资源来进行熟悉、思考和交流，进而使得学生在信息海洋中遨游的同时，变被动学习为主动学习，激发了学生个体的学习热情，增强了学生的信息意识。
2.2 引进新技术、新研究成果，培养学生的信息能力
一般来说，教材总是滞后于学科的发展，为此，作为教师要灵活驾驭教材，不断拓展教材内容，及时将最新的先进技术和研究成果引入课堂。在信息时代，信息本身已经不再重要，重要的是如何获取信息，如何处理评价及如何利用信息，这些信息能力正是当代大学生应该具备的。为此，新技术和新成果的学习以培养学生信息能力为核心进行组织。如随着节能的发展，本课程中增加了节能新技术――低温热水地板辐射采暖系统。首先，教师与学生一起就该技术提出问题（如技术产生的背景、优点、适应性、节能性、计算方法、施工特点、应用实例等），并对问题进行归类整理；接着列举查询的关键词、论文期刊、数据库以及网站等。然后，由学生讨论分组进行信息的搜索，在教师与学生共同讨论下进行信息的取舍和整理。最后，由学生自己利用足够的信息分组来讨论、回答、解决所列举的问题。在这一过程中，不仅使学生拓宽了知识面，提高了信息能力，同时也促进了师生间、学生间的交
流，提高了教学效果。
3 结束语
21世纪人才的竞争将会更加激烈，为培养出适应信息社会和建筑业发展的建筑环境与设备工程专业的工程人才，教师需不断加强自身的工程素养和信息素养，同时不断钻研专业课的教学研究与改革，以提高教学效果。以上是作者在教学中的心得，还望同行给予多多指教。
参考文献：
[1] 肖勇全，张志刚，朱颖心.建环专业平台课程体系构建与
实践[J].暖通空调,2004,34(6):39-42.
[2] 付祥钊.建筑环境与设备工程专业本科教育设置平台
课程的研究[J].高等建筑教育,2004,13(3)：58-62.
[3] 李德英.供热工程[M].北京：中国建筑工业出版社,2004.
[4] 王宇清.供热工程[M].北京：机械工业出版社,2005.
[5] 杨兰兰.关于建环专业英语教学的探讨[J].制冷与空调
（四川）,2006,(3):117－119.
（上接第109页）
参考文献：
[1] 徐文红.国家电网公司启动空调负荷调控措施课题研
究[J].电力需求侧管理,2005,7(3):16.
[2] 陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调[M].北京：中国建筑工徐立个人资料
业出版社,2002,13～371.
[3] 郑贤德.制冷原理与装置[M].北京：机械工业出版
社,2000,10.
[4] 严启森.空气调节用制冷技术[M].北京：中国建筑工业
出版社,1985,4.
[5] 徐湘波，胡益雄.建筑物及汽车空调负荷[M].长沙：国防
科技大学出版社,1997,164.
[6] 尉迟斌，卢士勋，周祖毅.实用制冷与空调工程手册[M].
北京：机械工业出版社,2001,87.
[7] 陈沛霖，岳孝芳.空调与制冷技术手册[M].上海：同济大
学出版社,1990,789～800.
[8] 汪善国.空调与制冷技术手册[M].北京：机械工学出版
社,2006,414～415.
发布评论