下面以采用单级压缩机、普通双级压缩机和双级压缩变容积比压缩机三种类型的分体式热泵型房间空调器为例，进行性能对比分析。

对比分析的对象为1.5HP、2HP和3HP各三种机型，在匹数相同时，这三种机型除了压缩机以及热泵循环方式不同之外，其他参数，如室内、外机的换热器（面积、换热管尺寸、翅片等）、循环风量等完全一样。

1.压缩机参数

三种类型的分体式热泵型房间空调器均采用滚动转子式制冷压缩机，压缩机气缸容积、容积比等参数的性能对比分析分别见表6.6、表6.7和表6.8。

表6.6 1.5HP压缩机参数表

表6.7 2HP压缩机参数表

表6.8 3HP压缩机参数表

2.制热量及性能系数的对比分析

对比测试的工况见表6.9。

表6.9　低温环境下热泵制热量以及制热性能系数测试的工况 （单位：℃）

（1）最大低温制热量对比

试验结果表明，相对于单级压缩的热泵型空调器和普通双级压缩的热泵型空调器，采用双级压缩变容积比压缩机的热泵型空调器的最大低温制热量在室外温度变化范围内均有较大幅度的提升。

图6.3所示为1.5HP热泵型空调器最大低温制热量试验结果随室外环境温度的变化曲线。在室外环境温度为-20℃时，相对于单级压缩系统和普通双级压缩系统，双级压缩变容积比热泵系统的制热量分别提升62%和37%。

图6.3　1.5HP机型制热量随环境温度的变化曲线

图6.4所示为2HP热泵型空调器最大低温制热量实验结果随室外环境温度的变化曲线。在室外环境温度为-20℃时，相对于单级压缩系统和普通双级压缩系统，双级压缩变容积比系统的制热量分别提升67%和44%。

图6.4　2HP机型制热量随环境温度的变化曲线

图6.5所示为3HP热泵型空调器最大低温制热量实验结果随室外环境温度的变化曲线。在室外环境温度为-20℃时，相对于单级压缩系统和普通双级压缩系统，双级压缩变容积比系统的制热量分别提升54%和20%。

图6.5　3HP机型制热量随环境温度的变化曲线

从图6.3～图6.5中可以看出，空气源热泵型空调器工作时，随着室外环境温度的降低，最大低温制热量均呈现出衰减趋势。当室外环境温度从2℃降低至-20℃时，采用双级压缩变容积比压缩机的空气源热泵型空调器最大低温制热量的衰减率为18.3%～19.7%，采用普通双级压缩机的空气源热泵型空调器的最大低温制热量的衰减率为22.9%～30.0%，采用单级压缩机的空气源热泵型空调器的最大低温制热量的衰减率为33.4%～35.7%。由此可见，在室外环境温度下降时，采用双级压缩变容积比压缩机的空气源热泵型空调器的最大低温制热量的衰减率最小。

（2）最大低温制热量时制热性能系数对比

图6.6、图6.7和图6.8所示分别为1.5HP、2HP和3HP空气源热泵型空调器最大低温制热量时制热性能系数随室外环境温度的变化情况。

从图6.6～图6.8中可以看出，当按照最大低温制热量工作时，采用双级压缩变容积比压缩机的空气源热泵型空调器的制热性能系数略低于普通双级压缩热泵型空调器，与单级压缩热泵型空调器制热性能系数基本相同或稍低。其原因是在最大低温制热量工作时，采用双级压缩变容积比压缩机的空气源热泵型空调器最大低温制热量显著高于其他两种系统的最大低温制热量，在室内、外换热器和循环风量相同的情况下，其蒸发温度下降，冷凝温度上升，压力比增大，导致压缩机功耗上升，使得制热COP下降。

图6.6　1.5HP机型制热COP随室外环境温度的变化曲线

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图6.7　2HP机型制热COP随室外环境温度的变化曲线

图6.8　3HP机型制热COP随室外环境温度的变化曲线

（3）相同制热量时的制热性能系数对比

下面以单级压缩热泵型空调器的最大低温制热量为基准，对比制热量相同时三种系统的制热COP。

图6.9所示为1.5HP双级压缩变容积比热泵型空调器与单级压缩和普通双级压缩热泵型空调器制热量相同时的制热COP对比。与单级压缩系统相比，制热COP的提升幅度为9.9%～20.4%；与普通双级压缩系统相比，制热COP的提升幅度为1.4%～4.4%。

图6.9　1.5HP机型相同制热量时的制热COP对比

图6.10所示为2HP双级压缩变容积比热泵型空调器与单级压缩和普通双级压缩热泵型空调器制热量相同时的制热COP对比。与单级压缩热泵型空调器相比，制热COP的提升幅度为12.7%～21.5%；与普通双级压缩热泵型空调器相比，制热COP的提升幅度为3.8%～7.4%。

图6.11所示为3HP双级压缩变容积比热泵型空调器与单级压缩和普通双级压缩热泵型空调器制热量相同时的制热COP对比。与单级压缩系统相比，制热COP提升的幅度为14.3%～18.1%；与普通双级压缩热泵系统相比，制热COP提升的幅度为1.6%～8.2%。

图6.10　2HP机型相同制热量时的制热COP对比

图6.11　3HP机型相同制热量时的制热COP对比

（4）能力率与制热性能系数的关系

以3HP机型为例，采用双级压缩变容积比压缩机的分体式热泵型房间空调器，在三缸工作模式运行时能力率与制热COP的关系如图6.12所示。

从图6.12中可以看出，在各种室外环境温度的工况条件下，随着热泵型空调器能力率的增加，制热COP均呈现先上升后下降的变化趋势，也就是说，在某一制热量下制热COP将达到最高。在制热COP达到最高点后，如果制热量继续增大，则冷凝器和蒸发器的换热量均增加，冷凝温度上升而蒸发温度下降，制热COP下降；当降低制热量时，压缩机的运行频率降低，压缩机电机效率和等熵效率下降，同时，系统循环的制冷剂质量流量减小，冷凝器和蒸发器的制冷剂侧换热系数下降，也导致制热COP下降；另一方面，制热COP随着室外环境温度的降低呈下降趋势。在制热量相同的情况下，与其他两种系统相比，采用双级压缩变容积比压缩机的热泵型空调器制热COP较高，具有节能优势。

图6.12　三缸工作模式运行时能力率与制热COP的关系

（5）全年性能系数（APF）对比

全年性能系数（Annual Performance Factor，APF），是变频分体式热泵型房间空调器全年的能效评价指标。依据GB/T 7725—2004《房间空气调节器》规定的测试方法和计算方法，对上述三种机型进行APF的对比。

表6.10所示为GB/T 7725—2004规定的APF测试工况条件。

表6.10 APF测试的工况 （单位：℃）

表6.11、表6.12和表6.13分别为1.5HP、2HP和3HP空气源热泵型空调器的性能测试数据和APF计算结果。从表中可以看出，按照GB/T 7725—2004《房间空气调节器》标准规定工况和APF计算方法，采用双级压缩变容积比压缩机的空气源热泵型空调器的APF分别为4.73、4.31和4.05，均略优于普通双级压缩热泵系统和单级压缩热泵系统。

表6.11 1.5HP变频空调器性能测试结果

表6.12 2HP变频空调器性能测试结果

表6.13 3HP变频空调器性能测试结果