压缩机低温工况对冰箱耗电量影响

　　1 引言

　　目前能源紧缺成为严重制约我国经济社会发展的关键问题，制冷设备节能作为国家能源战略的一个重要组成部分，受到了越来越多的关注。2009年哥本哈根会议后“节能、环保、低碳”已成为制冷行业致力环保、崇尚节能的追逐目标。

　　作为冰箱产品的核心零部件，冰箱压缩机是推动冰箱产品降低能耗的最重要部分。冰箱的低耗导致各大压缩机公司对压缩机设计更精益求精，不仅考虑压缩机在GB/T 9098-2008工况下的名义COP值，而是更加关注压缩机在冰箱实际运行工况下的运行效率(即压缩机低温工况)。

　　2 标准工况与冰箱实际运行工况差异

　　GB/T 9098-2008《电冰箱用全封闭型电动机——压缩机》第6.2条的制冷量试验中规定的冰箱压缩机制冷量试验条件如表1所示。

　　从表1可以看出：国标GB/T 9098-2008完全采用美国ASHRAE工况作为我国的冰箱压缩机标准的测试工况。因此，正常情况下我们所说的压缩机制冷量、COP值都是指在该测试工况下的测试值。

　　但美国的家用电冰箱性能测试标准ANSI/AHAM HRF-2004与我国的冰箱性能测试标准GB/T 8059有较大差异。而且随着我国冰箱产业的快速发展，冰箱的制冷系统运行工况得到大幅度改善。如果完全按照GB/T 9098-2008工况设计压缩机，在实际与冰箱匹配过程中将导致压缩机效率得不到有效发挥，冰箱耗电量增加。

　　3 低温工况下压缩机理论设计计算

　　目前普通家用冰箱蒸发温度一般设计在-26～-30℃，冷凝温度一般设计在35～40℃。针对目前市场上出现的一款R600a制冷工质标称耗电量0.25kWh/24h冰箱进行了摸底测试，在蒸发器、冷凝器上各布置一定的热电偶感温探头，实测蒸发温度-26.2℃，冷凝温度35.6℃。考虑管内外传热温差，该冰箱设计蒸发温度、冷凝温度应为蒸发温度-28℃、冷凝温度38℃。

　　以R600a制冷工质在蒸发温度温度38℃为例，理论计算如表2.

　　从设计计算中我们可以得出，工沉介28/38)相比ASHRAE工况:

　　(1)理论COP提高：(3.15-2.90)/2.90×100%=8.6%

　　(2) 理论单位容积制冷量下降：(487.47-394.38)/487.47×100%=19.1%

　　(3)压缩机蒸发温度下降，COP因压缩机压缩耗功加大而快速下降;但冷凝温度下调，则COP因压缩功降低而大大提高，如图1所示。例如：将ASHRAE工况仅修正压缩机蒸发温度，由-23.3℃下降到-28℃，COP将下降到2.64即降低8.97%。若仅将冷凝温度下降到38℃，则COP将大大上升到3.5。可见，优化压缩机制冷工况对冰箱节能是十分重要的。