自攜冷凝機組商用冷柜能源效率檢測分析

于彤娟

（冰山松洋冷鏈（大連）股份有限公司 大連 116600）

引言

自攜冷凝機組是一種常用于商用冷柜的冷卻系統(tǒng)，用于提供制冷效果。能源效率檢測技術(shù)可以用于評估和優(yōu)化自攜冷凝機組的能源利用效率。依據(jù)我國頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不同類型的冷柜在能效檢測劃分中的標(biāo)準(zhǔn)不同，能源利用效率通常以制冷量與能耗之間的比值來表示。

1 能效檢測技術(shù)應(yīng)用原理

本文僅對常規(guī)能效檢測技術(shù)原理進行闡述，具體能效檢測內(nèi)容如圖1所示。

圖1 商用冷柜能效檢測內(nèi)容

1.1 制冷劑流量檢測

流量檢測技術(shù)使用流量傳感器來監(jiān)測制冷劑流量。流量傳感器可采用熱式流量計、渦街流量計或超聲波流量計等，分別可用于測量制冷劑在管道中的流動速度或質(zhì)量流量。檢測期間，技術(shù)人員將流量傳感器安裝在自攜冷凝機組的制冷回路上，以便準(zhǔn)確地測量制冷劑的流量。它可以安裝在進口管道或出口管道上，具體位置根據(jù)實際情況而定。流量傳感器會輸出與制冷劑流量相關(guān)的電信號。這些信號可以通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行收集，并進行進一步的數(shù)據(jù)分析和處理。通過分析制冷劑流量的變化和趨勢，可以評估自攜冷凝機組的能源利用效率[1]。

1.2 溫度檢測

溫度檢測技術(shù)是用于監(jiān)測自攜冷凝機組和商用冷柜的溫度，以評估和優(yōu)化能源利用效率的方法。溫度檢測技術(shù)使用溫度傳感器來測量自攜冷凝機組和商用冷柜的溫度。可配置溫度傳感器包括熱電偶、熱敏電阻和紅外線傳感器等，不同傳感器可用于測量物體的表面溫度或環(huán)境溫度。溫度傳感器通常安裝在自攜冷凝機組和商用冷柜的關(guān)鍵位置上，以便準(zhǔn)確地測量溫度。例如，本項目將傳感器安裝在冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻風(fēng)扇或商用冷柜內(nèi)部等位置。在溫度測量中，熱電偶通過兩種不同金屬接觸處的熱電效應(yīng)來測量溫度。熱敏電阻則通過材料電阻隨溫度變化來測量溫度。紅外線傳感器則通過檢測物體發(fā)出的紅外輻射來測量溫度。

1.3 耗電量檢測

耗電量檢測技術(shù)是用于監(jiān)測自攜冷凝機組和商用冷柜的電能消耗，以評估和優(yōu)化能源利用效率的方法。耗電量檢測過程中，通過采集電流信息和電壓信息，完成功率計算的過程。前端配置電流傳感器，可應(yīng)用傳感器類型包括電流互感器，用于測量電路中的電流大小，而電壓傳感器可直接測量電路中的電壓值。測量人員根據(jù)采集的電壓值和電流值，可計算出實際功率消耗，具體公式如下：

式中：

P—功率；

S—電壓值；

I—電流值。

通過耗電量檢測技術(shù)，可以實時監(jiān)測自攜冷凝機組和商用冷柜的電能消耗情況。根據(jù)耗電量數(shù)據(jù)，可以評估能源利用效率。

2 能效檢測要點

2.1 總面積測量

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在進行能效檢測過程中，冷柜的類型會影響到基準(zhǔn)能耗，為確保能效檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)依據(jù)總面積測量結(jié)果，進行能效檢測。商用冷柜的總面積計算方式為可見食品總展示面積，按照水平、垂直兩個方面進行投影面積計算，并不考慮開口面積的影響。在面積測量過程中，由于冷柜內(nèi)存在玻璃等可視材料，則應(yīng)采用系數(shù)修正的方法。能效檢測標(biāo)準(zhǔn)中，僅對幾種玻璃的修正系數(shù)進行計算，但由于目前市場中的商用冷柜玻璃類型、玻璃數(shù)量逐步增多，修正系數(shù)測定應(yīng)結(jié)合實際情況劃分。商用冷柜能效檢測中，保持冷柜處于正常使用的狀態(tài)，且柜門等處于閉合的狀態(tài)，柜體如果處于開啟的狀態(tài)，則冷柜內(nèi)溫度受外界環(huán)境因素影響，將處于能源消耗的狀態(tài)。同時，考慮到柜體結(jié)構(gòu)內(nèi)包括邊框、扶手等結(jié)構(gòu)，在總面積測量和計算期間，應(yīng)將該部分內(nèi)容扣除，隨后進行總面積測量，避免出現(xiàn)功率計算誤差。在兩側(cè)裝有玻璃材料的情況下，也應(yīng)將投影面積納入總面積測量之中，以確保最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在進行能源效率檢測時，需要準(zhǔn)確測量商用冷柜的總面積。這是因為能源效率通常以單位面積的能耗來表示。確保測量過程中準(zhǔn)確記錄商用冷柜的尺寸和面積，以便后續(xù)的能源效率計算[2]。

2.2 溫度試驗

溫度試驗是評估商用冷柜制冷效果的重要環(huán)節(jié)。在進行溫度試驗時，需要確保溫度傳感器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。同時，要注意將溫度傳感器放置在合適的位置，以準(zhǔn)確測量商用冷柜內(nèi)部的溫度。但由于冷柜產(chǎn)品具有獨立性，其在不同的環(huán)境溫度下，能源效率檢測結(jié)果也存在一定的差異。在對冷柜安裝監(jiān)測傳感器獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的同時，應(yīng)在恒溫、恒濕的條件下進行，且對環(huán)境內(nèi)的氣流素質(zhì)進行控制。且對于敞開式的冷柜，試驗期間，應(yīng)采取反復(fù)開關(guān)的操作方法，以確保溫度數(shù)據(jù)采集結(jié)果的準(zhǔn)確性。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行溫度試驗時，應(yīng)確保冷柜產(chǎn)品的擺放符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。即控制環(huán)境的氣流方向與冷柜開口平面平行，對于存在鉸鏈門的冷柜，則應(yīng)控制環(huán)境氣流方向與柜體平行，并確保冷柜處于開門狀態(tài)時，空氣能正常流入。冷柜中的冷凝機，則應(yīng)保持與氣流方向呈現(xiàn)出相同的狀態(tài)。

如果冷柜或者環(huán)境的溫度具有可調(diào)性，產(chǎn)品滿足多溫度類型運轉(zhuǎn)的基本要求。在能效檢測期間，則應(yīng)將環(huán)境調(diào)整到最大閾值狀態(tài)，在此環(huán)境下開展檢測工作，進行能源效率的綜合評價。需要注意的是，在溫度驗證時，應(yīng)以產(chǎn)品合格為前提，考慮氣候類型差異對能效的影響，氣候類型條件應(yīng)該滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

2.3 試驗包填充

在進行能源效率試驗時，商用冷柜內(nèi)部的試驗包裝物需要正確填充。試驗包裝物應(yīng)符合實際使用情況，包括大小、形狀和熱負(fù)荷等。正確填充試驗包裝物可以更準(zhǔn)確地模擬實際使用條件，以便評估商用冷柜的能源利用效率。且由于在冷柜能效檢測階段，用于儲存食物時，冷柜的制冷系統(tǒng)會采用預(yù)冷的方式，制冷需要經(jīng)過較長的時間，常規(guī)時間應(yīng)滿足2 h的基本要求。將試驗包放入到冷柜中開展能源效率檢測試驗期間，標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度在-2 ℃，當(dāng)試驗包、M包的載量過大時，則無法準(zhǔn)確判斷能效等級。因此，在試驗包填充階段，應(yīng)將其降溫到標(biāo)準(zhǔn)溫度后，方可進行，但該方法同樣存在耗時長、檢測效率低下的問題。因此，在長期運行無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度時，也要重點考慮是否因冷柜屬于預(yù)冷類型，機組配置少的原因。在具體試驗中，將試驗包預(yù)冷至-5 ℃左右，隨后進行裝載試驗，即可滿足標(biāo)準(zhǔn)測試的要求。

2.4 耗電量限定值確定

確定耗電量的限定值是評估商用冷柜能源效率的關(guān)鍵。這通常涉及制定能源效率標(biāo)準(zhǔn)或參考值，基于不同國家或地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)存在差異，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的生產(chǎn)地和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定商用冷柜的耗電量限定值，并將其與實際測量的耗電量進行比較，以評估能源效率。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，柜體耗電量限定值計算公式如下：

式中：

TEC—耗電量限定值；

M—室內(nèi)調(diào)整稀釋；

C—環(huán)境修正系數(shù)；

S—凝露修正面積；

K—溫度修正系數(shù)；

F—融霜調(diào)整系數(shù)。

該公式計算綜合了柜體結(jié)構(gòu)、凝露狀態(tài)、霜控等多方面的因素，進行能耗限定的綜合評價。不同類型的冷柜F數(shù)值存在一定的差異[4]。

在獨立間室內(nèi)進行M數(shù)值的確定，其數(shù)值取值為0.9，該空間內(nèi)具有獨立的溫度結(jié)構(gòu)，且溫度類型存在一定供電差異。由于本文研究的能效對象屬于商用冷柜，則表明柜體經(jīng)過統(tǒng)一的氣候測試，氣候與機組之間的配置相關(guān)性比較高，且呈現(xiàn)出正相關(guān)，引入修正系數(shù)能夠?qū)β蔬M一步明確。在凝露面積修正過程中，冷柜如果存在玻璃門等，則引入修正系數(shù)，進行計算，凝露面積超過面積5 %，則取值0.9計算、溫度則根據(jù)實際應(yīng)用條件調(diào)整，其中包括冷藏、冷凍等，引入修正系數(shù)后進行實際能耗狀態(tài)的判斷。融霜調(diào)整系數(shù)則從除霜功能角度出發(fā)，未配置自動加熱除霜裝置，則取值0.75，配置裝置后且柜體屬于封閉狀態(tài)，則取值1，敞開型的冷柜則與之相同。在能效評價過程中，也應(yīng)考慮廠家對產(chǎn)品的設(shè)置規(guī)格、設(shè)置宮內(nèi)膜，以確定具體的產(chǎn)品能效情況。

3 能效檢測結(jié)果劃分

3.1 冷柜基本信息顯示

冷柜基本信息是指描述冷柜的一些基本屬性和特征的信息，在實際冷柜能效檢測之中，應(yīng)結(jié)合冷柜的基本信息，評定具體的能效等級。技術(shù)人員在產(chǎn)品測試階段，進行能效等級評定，應(yīng)設(shè)置基本的冷柜信息表，其包括冷柜的型號和品牌、外觀尺寸、冷藏容量、制冷方式、溫度范圍、功率消耗、能效等級標(biāo)識、額定功率等。型號和品牌是冷柜的唯一標(biāo)識，可以用于區(qū)分不同型號和品牌之間的差異。冷柜的高度、寬度和深度等尺寸參數(shù)。外觀尺寸是冷柜在使用和安裝時需要考慮的重要因素。冷柜基本信息中也會提及冷柜的溫度范圍。溫度范圍指的是冷柜可以達(dá)到的最低和最高溫度。冷柜基本信息中還會包括冷柜的能效等級。能效等級是根據(jù)冷柜的能源消耗和能源利用效率進行評估的，通常以字母標(biāo)識，如A+、A++等。能效等級可以幫助用戶選擇更節(jié)能的冷柜產(chǎn)品。技術(shù)人員在完成檢測之后，會依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定具體的冷柜參數(shù)，其基本信息由檢測人員和廠家填寫，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 自攜冷凝器商用冷柜信息表（部分）

按照上述表格內(nèi)容填寫完成之后，進行試驗檢測報告的填寫，并對直接電能消耗，年耗電量等參數(shù)進行明確。

3.2 能效等級評定

自攜冷凝機組商用冷柜的能效等級評定是根據(jù)其能源消耗和能源利用效率來進行的。根據(jù)不同國家或地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，能效等級通常以字母標(biāo)識，如A+、A++、A+++等。字母等級越高，表示能效越好，能源消耗越低。但依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，檢測結(jié)果中，需使用數(shù)字表示能效，即表示能效指數(shù)和能效的等級。能效等級評定通常基于冷柜的能源消耗指標(biāo)，如每年的電能消耗量或每年的能源消耗指數(shù)。這些指標(biāo)用于衡量冷柜在實際使用中的能源利用效率，具體能效指數(shù)和能效等級劃分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 冷柜能效等級評定

能效等級評定基于冷柜的能源消耗指標(biāo)，如每年的電能消耗量或每年的能源消耗指數(shù)。這些指標(biāo)用于衡量冷柜在實際使用中的能源利用效率。能效等級評定結(jié)果會在冷柜上貼上相應(yīng)的能效標(biāo)簽，以便消費者在購買時能夠清楚地了解冷柜的能源利用情況。本項目中，能效等級評定依據(jù)特定的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)進行。通常會進行實驗室測試或模擬測試，以測量冷柜在不同工作模式下的能源消耗。

4 結(jié)論

綜上所述，能效檢測是確定產(chǎn)品等級，劃分產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的核心關(guān)鍵，能效檢測的方法比較簡單，僅僅通過運行參數(shù)測試即可獲得。但為了確保最終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、真實性，能夠準(zhǔn)確劃分產(chǎn)品的能效等級，則應(yīng)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注能效檢測中應(yīng)注意的問題，做好基本信息表的繪制，并根據(jù)能效等級評定結(jié)果，進行能效標(biāo)識的設(shè)計，以確保最終能效檢測結(jié)果的真實性、準(zhǔn)確性。