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气候对气源热泵加热季节的传递因素和能效比的影响
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摘要：住宅用的气源热泵是逐渐地流行的供热系统，在室外的不同温度下和各种外在因素的影响下运行操作决定着加热季节性的性能传递因素。（参考《建筑中文网》）
关键词：热泵 传递因素 能效比
供热在US能源机构部建立的检定程序里面，其中热泵和空调性能的比较已经建立。加热的季节性能传递因数（HSPF）和季节性的能量效率比，分别用加热和冷却指标来表示，尽管这程序引起很多令人想要的公制标准，但是与气候相关的行为准则已经被限量出版，特别是当扩充到性能预言区域时，在程序里描叙的热泵和空调性能与气候相关的变动评估，操作季节的效率统计与冬天和夏天的设计温度和生产设备效率有关，这种可能性现在被讨论之中。
1.热泵
在美国南部，住宅用的气源热泵是逐渐地流行的供热系统，目前超过100万人使用这种气源热泵，气源热泵的实际效率达到2.0~3.0的能效比，达到这种效率是一种标准方式，在室外的不同温度下和各种外在因素的影响下运行操作决定着加热季节性的性能传递因素，当这种操作被提出以传统的性能传递因素表示是在6.8COP=1.99的最小的性能传递因素之上）。性能传递因素被定义依照测试程序如在10CFE中，ASHR标准1%和母鹿试验程序，零件430，输气管M（AIR2003）
性能传递因素是在IV区域的气候温度和最小加热设备下测定的，即加热机器的加热能力基础下形成的，这种选择有利于限定抵抗加热，因为它具有这种是特性，造成在17℃到25℃之间有个平衡点，虽然性能传递因素是与气候特别是2080加热加载小时有关已经知道，但是它绝没有考虑到这单一的特性普遍为所有的气候预知措施，考虑到美国大部分陆地冬天气候的严寒以及热泵对户外温度的敏感性，特别是其性能因气候上的区域（区域在A6.2.4和A6.2.5标准中）不同而不同，已经出版的数据有效地为所有热泵和空调部件在IV气候区域计算其性能，因此，尽管这种方法有利于计算机性能传递因素和能效比在其它区域的计算，但是也有不在这IV气候区域里，消费者和其他人没有从指定机器的测试点出入口获得信息
ARI程序已经被证实气源热泵为所有六个区域提供初步关于加热措施的信息，这程序包含了“供暖成本传递因素”的一个表，这表提供的信息通常用来调整每年的能量成本基于联邦贸易委员会为IV区域和其他五个区域列出每年的能量成本，不幸的是，就如论文所说的那样，气候分类在ARI程序里离地球纬度越远与能准确扑捉到冬天的严寒成比例的，而且，这种方法过去常用来估算在程序里面加热系统的性能，相对于传统的操作状态它倾向于乐观的
然而，在AIR210/240里面获得六个气候区域的规律，粗略地与气候相关，例如：ARI气候二区域包括变化广阔的凤凰城气候（1125天供暖日—度，4189冷却天数，99%设计温度为37℃，1%设计温度为108℃
尽管它从没想到四区域性能传递因素和能效比，过去常用跨越区域估计能量的方法，为了实现这些目标已经使用软件和计算程序进行计算（例如：看见ACCA[1986]）特别是热泵在横过更迭与无压热泵在功效上的比较导致错误的结论，由于这些限制，它已经成为令人渴望有方法去解释热泵和空调在相同地方的季节性性能比。
由于其他原因，超过气候变化，采用传统的措施也达不到ARI提议的在210/240程序里面的标准，一个修正后的传递因素C用数值0.77表示，它常用来减少供暖系统中气源热泵的负载， C-传递因数的这种用途已得到证明，它是在接近地测量建筑物加载当中使用度日或天数的数据基于65℃建立的，一个最好的解释方法是使用一个低平衡点而不是一个增殖平衡点，因为低自效应在改变户外温度与C=0.77的缺省值是非常不同的，例如：在1970年电气动力研究组织测试发现在现实的住宅中C能从1.2变化到0.4，但是，这种估计的方法已经没人使用，1985年后，来自ASHRAE手册基本原理的证据已经消失了。
使这ARI程序的另一个问题是假定在65℃的加热点上，使用传递因数C和加热点65℃去减少加载，在我们的分析中，我们更倾向于使用68℃内部加热设定点，这将加重围护结构的效率，将倾向于减少性能传递因素的摸板，就如在ARI210/240标准里与假定的65℃比较一样，后缓抵抗力使用也将会增加，在户外温度为45℃时，这个差别和顶层都将被考虑。
2. 冷却模型和能效比
中央空调采纳季节的能效比作为检定是在1979年后发展起来的，最后一次修改是在1994年，能效比是由一个国家限定的，它不能为夏季不同气候区域的叁数不同解释， 除此之外，能效比检定强调高温措施，的确，由于简单的设备，实验是基于措施82℃下完全的，如此设计很难成为温、湿度最佳的优化设计，因此、调整设备，重量分配到高温度措施都非常低，因为高温度措施在相同的能效比的设计之中有很大的改变，而且高温度措施是公用设备达到顶峰负荷的一个主要行列，除此之外，这ARI标准是在静态压力下，就如来自外界研究平均一半高静态压力将意味着降低横穿蒸发器螺圈的气流，造成相对冷却线圈导线，在各处的烘干机气候和较低的热泵措施中使用冷却能量的增加，同样地在ARI程序暗示那样，如在这项研究中被假定的78℃设定点与冷却承担一个80℃内部设定点相反，这更趋向于现实中，但是较低的设定点也将造成这里计算运行操作效率“很大的负荷”，因此，较低的可预知的冷却措施，这些限度在能效比程序中被其他人所证明，当在冷却光模型中使用的时候，由于在户内和户外状态下温度的差值是比较小的，因此、泵的动力性能是比较好的，事实上，这动力是从室内而不是来自寒冷的外界得来的，因此，传统的冷却系统能效比是在10-17级别，目前的现代设备，对于目前的分析，有的与能效比系统等同，有的甚至超过13.5级别很多，被假定在户内的鼓风机里面使电动机方向转换的功能与性能传热系数等同、或者极大地超过8.5级别
3. 热泵性能测试的研究
在1970年代早期内出现的动力泵技术后，许多的丈量是在供热系统措施上制定的，许多实验室研究都是在稳定状态下运行对除霜周率影响的评估，曲桥箱加热和其他的影响力，被长期使用不变的恒温器凝结设备，当建筑物负荷超载，热泵的倾斜容量的时候，由于存在差异，它影响着总效率（芦苇从生的和单呢尔1992）
许多存在的早期研究表明热泵性能通常是比ARI程序所期待的还低，在一项为路易期安那（美国南部一州）公用设备，研究中，两个1976年的古典热泵中在交换使用中发现季节的性能系统（SCOP）测量为1.75而检定的性能系数SCOP为2.25
在新泽西州的比较寒冷的气候中，尼克季期（1977年）估计单台热泵的性能系数为1.65是基于预先和测量后的，在加拿大的安大略省比较寒冷的气候中，40多台热泵被详细地检测，检测出来的成绩平均性能系数为1.43在1975-1977年中的供暖季节性能系数，同样地，一项大的研究表明在波士顿和明尼斯州气候中性能系数SCOP值为1.61到1.2
然而，甚至在适度的气候中，性能系数可能比预期的低，在墨西哥的四个住宅中，他们热泵的供暖系统性能评估通过交互日子的加热热阻实施，表现出来的性能系数SCOP平均仅为1.39，正如性能传热系数与计算相反的指示被引导的恒温器的一个被估计的那个有住宅者实施比在田纳西州中预节约另外的一项研究低，用两个热泵产生测量的性能系数SCOP分别为1.58和1.99
众所周知，上述的研究是用早期的热泵而不是最新的现代设备，然而，在过去的调查中最接近的数据隐含着相同的趋势，从超过160个佛罗里达家来的最新数据表明运行中的热泵性能是受恒温器挤压的影响，这种相同的现象在早期关于热泵性能检测的研究中早已发现，由于这种设备每年在佛罗里达都有系统设备泄漏，因此，对于热泵系统性能的控制要求是很重要的，然而当在这种有利的条件下热泵得到普遍的运行时，数据分析显示，来自辅助的电子板条带热对热泵效率是个很大的影响。
作者：非力普 布鲁斯 丹尼帕克 马太
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200607/5009.htm
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