假设外部电源输入功率为P1,变频器输出功率为P2,电机输出功率为P3,制冷功率为P4
变频空调的能效与一般电器不同,一般电器采用输出功率与输入功率的比值衡量效率,基于能量守恒定律,效率永远小于1。
而变频空调的能效是输出制冷量与输入电量的比值,其比值大于1。提高能效比的途径主要是,一方面,加大压缩机输出机械功率与制冷量的转换率,另一方面,提高所有耗能设备的运行效率。
就提高耗能设备运行效率而言,仍可采用输出功率与输入功率比值判断耗能设备(主要是变频器和电机)的能效。根据能量守恒定律,转换过程中损耗越小,效率越高,但损耗必然存在,能效必然小于1。
如图2所示,测量出P1和P2,即可计算出变频器的能效,而计算电机的能效,还需要测量P3,P3为机械功率,通常做法是采用扭矩仪测量出扭矩和转速,再依据下式(1)计算出功率。
P=πTn/30000 (1)
注:P为机械功率,单位变为kW;T为扭矩,单位为N.m;n为转速,单位为r/min。
图2 变频空调各部件及整机能效计量示意图
变频空调的电机与压缩机之间采用固定连接,无法接入扭矩仪,因此,通常变频空调厂家都不对该项参数进行测试。
事实上,由于变频器和电机及压缩机通常由不同的厂家提供,由于匹配不当或控制方式没有最优化等原因,上述设备的实际运行能效往往与厂家出具的参数存在较大的差异。尤其是变频空调的实际运行频率范围宽,而厂家提供的数据一般都是额定频率或有限几个工作点的参数,不能准确反映全频段的运行效率。因此,对电机和压缩机的实际效率进行评定是非常有必要的。