第19卷第6期圖用卒窒词2019年6月REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING47-48厂—I—花i试验研究与分析i本栏目投稿邮箱：|zldt@-1—1—1—1—静态加热式热泵热水器输入功率测试分析姜继周孙令群张伟（合肥通用机械研究院有限公司）摘要国家标准GB4706.1-2005中有关输入功率的测试方法不能合理地反映静态加热式热泵热水器的特性。
本文针对静态加热式热泵热水器的运行特性，结合具体案例分析IEC60335-1：2016中提出的测试方法的适用性。
关键词热泵热水器;静态加热式;输入功率Analysis on power input test for static heat pump water heaterJiang Jizhou Sun Lingqun Zhang Wei(Hefei General Machinery Research Institute Co.,Ltd.)ABSTRACT The test method for the power input stated in GB4706.1-2005is not suitable for the static heat pump water heater.Based on the operation characteristics of the static heat pump water heater,the applicability of the test method stated in IEC60335-1:2016is analyzed combined with a concrete example.KEY WORDS heat pump water heater；static heating；input power静态加热式热泵热水器指通过换热器与水直接或间接接触，被加热水侧以自然对流形式使水温逐渐达到设定温度的热泵热水器。
CCC范围内的静态加热式热泵热水器须满足标准GB4706. 1—2005《家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求》①及GB4706.32-2012（（家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求》⑵的要求。
在标准GB4706.1—2005和IEC60335-1：2016Household and similar electrical appliances-Safety-Part1General requirements^中，输入功率或电流的测试是一个重要的项目，其测试结果是考核机组元器件配置是否合理的依据之一，也是保证机组在正常使用中不发生危险的重要指标。
但 由于静态加热式热泵热水器运行状态的特殊性，标准GB4706.1—2005和GB4706.32—2012规定的考核方法对其适用性不佳。
IEC60335-1：2016提出的测试方法可以适用该机型的特性。
笔者将根据该测试方法（新测试方法）对静态加热式热泵热水器的测试进行分析。
静态加热式热泵热水器工作时，其负荷发生周期性变化，功率与电流的变化规律一致,笔者将选用功率进行分析。
1现行测试方法在设定好水箱加热温度后，静态加热式热泵热水器持续加热水箱中的水，水温逐渐升高，机组负荷逐渐增加，机组功率持续变大，当水温到达设定温度时，机组停机。
标准GE4706.1—2005中10.1条提出：如果输入功率在整个工作周期是变化的，则按一个具有代表性期间出现的输入功率的平均值作为输入功率，因此，机组的输入功率应为其运行周期的算术平均值。
按照标准GB4706.32—2012中5.7条的要求，测试机组功率时应“在制造厂规定的最严酷工作条件下运行的状态”进行。
在整个加热过程中，选取算术平均值不能代表机组在最严酷工作条件下运行的状态，因此笔者认为选取该值作为考核值不合理。
在实际测试中，测试人员往往直接选取水温收稿日期：2018-12-11,修回日期：2019-02-26作者简介:姜继周，本科，工程师,家用电器检测所所长，主要从事制冷空调、家用电器产品检测工作。
・48・调金常窒制第19卷达到设定温度停机时的极值功率作为测试结果。
从安全角度考虑,选取此方案是可行的，但是增加了机组的成本，存在一定的弊端。
2新测试方法IEC60335-1：2016中10.1条要求：如果输入功率在整个工作周期是变化的，并且在一个具有代表性期间，输入功率的最大值超过输入功率算术平均值的2倍，则功率值被超过的时间大于10%代表性期间的那些功率值中最大值被认定为输入功率，否则输入功率为算术平均值。
采用这种方案测试机组输入功率，分为以下几个步骤：①当机组功率呈周期性变化时，选取一个合理的代表性区间；②在这个区间内，如果最大功率超过算术平均值的2倍，则进行步骤③，否则算术平均值作为这个区间的输入功率；③功率值被超过的时间大于10%代表性区间的那些功率值中最大值被认定为输入功率，否则输入功率为算术平均值。
测试中关键的部分是如何确定代表性区间和大于10%的代表性区间。
代表性区间需要根据标准的要求、机组的实际工作状态确认，不同类型机组的代表性区间不同。
对于大于10%的代表性区间则有一个共同的要求。
假设测试软件每1s记录一个功率数值，在周期为咒（s）的代表性区间内共记录〃个数据，将测得的〃个数值按照从大到小进行排列后，当最大值大于2倍的整个区间的算术平均值时，从最大值开始，选择前10%的区间，如果前10%的区间的最小值仍大于2倍算术平均值，则剩余数据中的最大值作为整个区间的输入功率，否则算术平均值为输入功率。
对于静态加热式热泵热水器产品，其代表性区间应是首次加热停机后，机组再次运行时的周期。
在这个过程中，机组加热水至设定温度，机组停机，用户使用热水，同时补充冷水直至机组重新启动，再加热水至设定温度，停机，如此循环。
在这个过程中，机组始终在较大负荷状态下运行。
在这个过程中，热水的使用量和补水的温度将直接影响机组的运行状态。
在试验中，应按照企业说明书的使用要求确定热水使用量和补水。
如果企业说明书中没有相关内容，可以按照标准GB/T23137-2008（（家用和类似用途热泵热水器》⑷中6.5条的要求进行补水，即“按照等同于制热水能力的流量放水，同时注入等流量的29°C冷水，直至热泵再次启动”。
3试验验证以某型号空气源静态加热式热泵热水器为例，按照上述方案进行测试，在没有厂家提供资料的情况下按照GB/T23137—2008的要求进行输入功率试验。
GE/T23137—2008规定的空气源热泵热水器的最大运行工况见表1,机组功率测试结果见图1和表2。
表1空气源热泵热水器最大运行工况⑴°C~ZlcS29（进水温度）55（出水温度）最大运行工况时间-功率曲线表2某型号空气源静态加热式热泵热水器最大运行工况测试数据时间/s阶段环境温度/°c功率/w472A43.04813494A43.031069582A42.8912771294A43.0514322460A43.1314583630A43.0615503666B43.0753680B43.0256554C43.0056558C43.00106562C43.008206616C42.9913886698C42.7815637894C43.0615337936C43.085A阶段为首次加热阶段，仅在首次注水加热时出现，并不属于代表性区间。
B阶段属于水温达到目标值后停机的过程，待水温降低到运行设定值（下转第55页）第6期姜继周等：电动汽车热泵空调系统在严寒地区的试验研究•55•耗电量的比值，本文忽略两车的细微差异，认为达到相同的设定温度所需的制热量相同)约为PTC 的2.55倍，节省电量60.8%。
在整个试验过程中，热泵空调系统连续运行，在达到预设温度后压缩机降频运行,PTC系统为断续运行，即达到预设温度后停止工作。
由表2可知，在车外平均温度为-10.0°C左右时(实测温度区间-5.9〜-15.1°C),热泵空调系统的制热效率约为PTC系统的2.58倍,节省电量61.2%。
结合表1和表2可以看出，随着环境温度由-1.5°C降低至-10°C,热泵空调系统的耗电量增加了0.47kW•h,PTC系统的耗电量增加了1.24kW•h,PTC的耗电量增长远大于热泵空调系统的耗电量的增长。
本次试验中热泵空调系统采用的压缩机为补气增焙压缩机，当车外温度低于-5.0°C时，系统开启补气功能，在车外平均温度-1.5〜-10.0°C 范围内，热泵空调系统的制热效果保持良好。
3结论笔者对电动汽车制热系统进行道路行驶测试，结果表明，热泵空调系统可以在低环境温度下稳定运行，相比PTC系统，节能优势明显，电动汽车热泵空调系统对于提高电动汽车冬季续航里程及其产业化具有重要意义。
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因此，一个完整的B阶段和C阶段为代表性区间。
按照不同的测试方法进行计算,得到的结果如表3所示。
表3某型号空气源静态加热式热泵热水器输入功率计算结果计算依据470W GB4706.1—2005 1488W(总运行时间：4298s)IEC60335-1：2016按照标准GB4706.1—2005的规定，输入功率应为其代表性区间的算术平均值，即470W,该值明显低于真正运行时的功率，不能作为合理的结果。
而当选取最大值时，即1563W(见表2),高于按照IEC60335-1:2016的要求计算得到的结果(1488W),如果选取更大额定功率的样机进行测试时，其差距将进一步扩大。
由于该种机型的运行特点，其最大值点的运行时间较短，负荷积累量小,并不需要提高机组的配置进行匹配，从而增大机组的成本。
因此,IEC60335-1：2016提出的方法是一个较合理的方法，可以在不增大机组成本的情况下确保机组的安全运行。