BS ISO 16358——风冷式空调与空气-空气热泵季节性能系数测试与计算方法标准系列

Air-cooled air conditioners and air-to-air heat pumps — Testing and calculating methods for seasonal performance factors

📐 BS ISO 16358 是英国标准协会(BSI)采纳国际标准化组织(ISO)标准后发布的系列标准,规定了风冷式空调与空气-空气热泵在制冷、制热及全年运行工况下季节性能系数(Seasonal Performance Factor)的测试与计算方法。该系列由英国技术委员会 RHE/17(空气调节机组试验)负责制定,ICS 分类号为 23.120(通风与空调设备)与 27.080(热泵),2013 年由 BSI 标准有限公司出版,并纳入了 ISO 2013 年 11 月发布的勘误。

随着能效法规在全球范围内的日趋严格,空调与热泵产品的”名义能效”已不足以反映其真实运行能耗。季节性能系数以典型气候与负荷分布为基础,综合了部分负荷运行、启停损失与待机能耗,成为评价产品年度能效的关键指标。BS ISO 16358 正是为统一此类指标的计算边界、试验条件与数据处理方法而制定的基础性系列标准。

💡 季节性能系数相比单一额定工况的能效比(EER/COP)更能反映产品在真实气候下的能耗表现,是各国能效标识与绿色建筑评价中普遍采用的评价基准。

一、标准适用范围与基本框架 📌

BS ISO 16358 系列适用于风冷式空调机与空气-空气热泵(包括分体式与整体式、制冷量在典型商用与家用范围内的产品),规定了在制冷季节、制热季节与全年周期内性能系数的试验与计算方法。标准以”季节”为计算周期,采用典型气象年数据与负荷分布模型,将产品在部分负荷、额定负荷及启停状态下的实测或计算性能综合为一个代表性指标。

⚠️ 本系列标准的适用对象是”风冷式”且”空气-空气”的机组;水冷式机组、地源热泵、多联机(VRF)系统等在计算边界、负荷模型上差异较大,应依据相应的专用标准(如 ISO 15042 等)进行评价。

系列由以下三个部分构成,分别对应制冷、制热与全年三个评价维度:

部分标准名称(英文)评价指标核心内容
BS ISO 16358-1:2013Cooling seasonal performance factorCOPSR制冷季节性能系数的试验与计算方法
BS ISO 16358-2:2013Heating seasonal performance factorCOPSC制热季节性能系数的试验与计算方法
BS ISO 16358-3:2013Annual performance factorCOPA / TAPF全年性能系数与总全年性能系数的计算

二、系列构成与技术要点 🔧

三个部分在逻辑上相互衔接:第 1 部分与第 2 部分分别给出制冷与制热季节性能系数的测定与计算方法,第 3 部分则在两者的基础上给出全年性能系数(APF)与总全年性能系数(TAPF)的计算方法,并规定试验报告的编制要求。

2.1 制冷季节性能系数(COPSR)

第 1 部分规定了制冷季节性能系数 COPSR 的定义、测试工况、计算模型与报告格式。计算基于制冷季节的负荷分布,将机组在部分负荷下的实测性能按运行时间加权,得到季节综合指标。标准对测试的边界条件、试验方法、数据处理与不确定度处理均作出规定,并给出附录用于具体公式的推导。

2.2 制热季节性能系数(COPSC)

第 2 部分规定了制热季节性能系数 COPSC 的测定与计算方法,重点考虑了制热季节内环境温度的变化、机组除霜/化霜运行对性能的影响,以及辅助电加热的计入原则。制热工况的负荷分布与制冷不同,标准据此规定了相应的季节计算边界。

2.3 全年性能系数(COPA / TAPF)

第 3 部分给出全年性能系数(APF)与总全年性能系数(TAPF)的计算方法,综合制冷与制热两个季节的性能,得到以全年为周期的综合能效指标,并规定试验报告应包括的内容、计算步骤与符号说明。

三、关键技术要求 🔥

BS ISO 16358 系列的核心技术逻辑在于”试验 + 计算”两阶段:首先按规定的标准工况对机组进行性能试验,获得名义制冷量/制热量、输入功率等基础数据;其次,将实测性能结合典型气象年数据与部分负荷特性,按季节负荷模型进行加权计算,得到季节性能系数。

  • 🧪 试验工况:规定了制冷与制热试验的额定工况、环境温度条件与测试方法,测试应在稳定的标准环境条件下进行,并保证数据可追溯。
  • 📊 负荷分布模型:以典型气象年数据为基础,将季节划分为若干温度区间,统计各区间内的运行时间,形成负荷分布曲线。
  • 🔁 部分负荷特性:机组在部分负荷下的性能并非线性变化,标准要求按实测或经认可的部分负荷曲线计入,避免高估名义能效。
  • ❄️ 制热修正:制热季节需考虑低温下的能力衰减、除霜损失与辅助加热,修正后得到真实的季节性能。
✅ 计算结果的透明性:三个部分均要求试验报告完整记录试验条件、计算模型、所用数据与结果,便于不同实验室之间比对与复核,这是保证能效数据可信的基础。

四、工程实践应用 🛠️

  • 🔍 能效标识与市场准入:季节性能系数被各国能效标识制度广泛采用,作为产品分级与市场准入的量化依据。
  • 🏢 建筑能耗模拟:COPSR/COPSC/COPA 为建筑全年能耗模拟提供设备性能输入,用于绿色建筑评价与能耗定额核定。
  • 🛒 产品选型:在采购与选型中,应结合项目所在地的气候分区与负荷特性,比较不同产品的季节性能系数,而非仅比较额定能效。
  • 📋 实验室认可:标准对试验方法的规定为检测实验室的能力认可与比对提供了统一依据。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:COPSR 与 EER 有什么区别?
答:EER 是单一额定工况下的能效比,反映的是名义工况性能;COPSR 是制冷季节内的综合性能系数,计入了部分负荷、启停与待机等因素,更能代表实际运行能耗。
❓ 问:BS ISO 16358 适用于多联机(VRF)系统吗?
答:不直接适用。BS ISO 16358 针对风冷式空调与空气-空气热泵,多联机系统在负荷分配、管路损失与部分负荷特性上不同,通常采用专门的标准或产品规范进行评价。
❓ 问:三个部分可以单独使用吗?
答:可以。第 1、2 部分分别给出制冷与制热季节性能系数,可独立用于相应季节的评价;第 3 部分全年性能系数需基于前两者的结果计算。
🔍 问:为什么制热季节性能系数通常低于制冷季节性能系数?
答:主要因为制热季节环境温度更低、机组需频繁除霜且部分负荷下性能衰减更明显,导致综合性能下降,计算时需计及这些修正因素。
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