焓差法空调器性能测试实验指导书

空调焓差实验室原理一、教学内容本节课的教学内容来自于初中物理教材第十章第二节“空调焓差实验室原理”。

该章节主要介绍了空调的工作原理，以及焓差实验室的设备组成和操作方法。

具体内容包括：空调的制冷原理、制热原理、压缩机的工作原理、膨胀阀的作用、焓差的计算方法以及实验室的安全操作规程等。

二、教学目标1. 让学生了解空调的工作原理，理解制冷和制热的过程。

2. 使学生掌握焓差的计算方法，能够运用到实际问题中。

3. 培养学生遵守实验室规程，安全操作的意识。

三、教学难点与重点重点：空调的工作原理，焓差的计算方法。

难点：压缩机的工作原理，膨胀阀的作用。

四、教具与学具准备教具：空调焓差实验室设备一套，PPT课件。

学具：笔记本，笔。

五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察家里的空调，思考空调是如何制冷和制热的。

2. 讲解空调的工作原理：通过PPT展示空调的制冷和制热过程，讲解压缩机、膨胀阀等部件的作用。

3. 焓差的计算方法：引导学生理解焓差的含义，教授焓差的计算公式，并通过实例进行讲解。

4. 实验室操作演示：演示如何进行焓差实验，讲解实验步骤和安全操作规程。

5. 随堂练习：让学生根据所学内容，完成课后练习题。

6. 答案讲解：讲解课后练习题的答案，巩固所学知识。

六、板书设计板书内容主要包括空调的工作原理、焓差的计算方法以及实验室的操作步骤。

七、作业设计1. 作业题目：请根据所学内容，绘制空调的工作原理图。

答案：学生根据课堂所学，绘制出空调的工作原理图。

2. 作业题目：请运用焓差的计算方法，解决实际问题。

答案：学生根据实际问题，计算出焓差，并给出解释。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入，使学生对空调的工作原理有了直观的认识。

通过讲解和实验，使学生掌握了焓差的计算方法，能够运用到实际问题中。

但在实验室操作环节，要注意安全操作，避免发生意外。

拓展延伸：可以让学生进一步了解空调的节能原理，探索如何提高空调的制冷和制热效率。

焓差I室测量空调器制冷量不确定度1.测试原理焓差法实验室是通过测试间环境工况调节系统使放置被测空调器的测试间的温度和湿度达到相关标准规定的稳定值，然后对空调器的送风参数、回风参数以及循环风量进行测量，用测出的风量与送风、回风焓差的乘积确定空调器的制冷能力。

2.测试对象本公司的分体式空调器ZE36H.以该机的某次抽检测量结果为例进行不确定度计算。

该次测试结果的数据另见附页。

3.数学模型式中：Φ—空调器室内侧总制冷量，Wq —空调器室内测点的风量，m3／sh a1 -空调器室内回风空气焓值，J／kgh a2 —空调器室内送风空气焓值，J／kgV n —喷嘴处空气比容，m3/kgW n—喷嘴处的含湿量，kg／kg(a）Φl—受风室漏热量，Wb、c—为校正系数,其中b＝1.0249,c＝135.86考虑到环境条件波动、不同试验人员包纱布等其它因素对制冷量的影响,所以将模型转化为: 式中：Φe-—环境条件波动、不同试验人员包纱布等其它因素影响的影响量，W。

4.传播系数（灵敏系数）C1＝4。

19×103C2＝26。

6416×103C3＝3。

388×103C4＝0。

158C5＝0.158C6＝＝C7＝＝15.6.1)喷嘴处空气比容引起的不确定度分量u1由热力学公式,PV=mRT可以推出：其中，t n：表示喷嘴前的风温，℃;P n：表示喷嘴前的压力，Pa＝0.0029 ＝－0.000008根据校准证书，喷嘴前测风温的铂电阻其测量结果的扩展不确定度为U＝0.04℃,其中k ＝2。

所以其标准不确定度℃。

喷嘴前的压力测量仪器的扩展不确定度为U＝20，其中k＝2，所以u pa=20/2=10Pa所以u1＝0。

098×10—3m3/kg2)风量引起的不确定度分量u2风量的计算公式为：＝其中，A：表示喷嘴的面积，m2Dn:表示喷嘴的直径，mPv:表示喷嘴前后的静压差,Pa由公式知，造成风量误差的主要来源是喷嘴前后的静压差Pv和喷嘴处的空气比容Vn。

空调能力测试焓差法制冷量和制热量的手工测量计算Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998七、焓差法制冷量和制热量的手工测量与计算说明用本节所介绍的方法进行测量记录与计算是一种简化的方法，在实际操作中非常实用。

它可以用来对制冷量和制热量进行初步计算，也可对电脑输出的结果进行大致上的校核。

制冷量、制热量试验数据记录表试验系统在额定制冷工况条件下或额定制热工况条件下运行稳定后，应每隔5分钟记录一次数据，整个试验过程应记录七次。

原始数据记录表格推荐如附表1。

循环风量测量与计算试验系统运行稳定后开始进行循环风量测量，首先校正测量装置静压。

调节测量装置辅助风机转速（通过给定变频器频率调节），使静压箱与环境大气压压差为0。

然后测量喷嘴前后静压差，（每5分钟测量一次，如果某次测量结果与上一次有较大差别，应重新校正静压），并做好记录。

风量计算如下：采用1个Φ100喷嘴＊：qA=×10-3√hp （M3/s）(1)采用1个Φ150喷嘴＊：qA=×10-3 √hp （M3/S）（2）式中：hp—喷嘴前后静压差Pa.多个喷嘴测量，风量为每个喷嘴计算风量之和。

制冷量的计算1.4.1 焓差计算△h=hi-ho (KJ/Kg)（3）式中：△h—被试空调器（机）室内侧进出风焓差hi—被试空调器（机）室内侧进风焓值（KJ/Kg），由测试所得七次进风的平均湿球温度查下图得。

ho—被试空间调器（机）室内侧出风焓值（KJ/kg），由测试所得七次出风的平均湿球温度查下图得。

1.4.2 制冷量计算制冷量按公式（4）计算：Qr= QA.△h+QL (W) （4）式中：Qr—实测额定制冷量（W）QA—实测循环风量值（M3/S），由式⑴～（2）得。

△h—实测进出风焓差值（KJ/Kg），由式（3）得。

QL—风量测量装置的漏热量（W），由式⑿得。

1.4.3 性能系数（COP值）性能系数按公式（3）计算：P=Qr/Pi（5）式中：P—性能系数Qr—制冷量（W），由公式（4）得Pi—实测额定制冷量时被试机的总输入功率（W）。

实验二 空调换热器换热量实验实验地点：热动大楼163房间（大金实验室） 一、 实验目的与要求1. 观察并熟悉温度、湿度、压力等传感器或测量装置。

2. 了解测量、数据采集、控制的系统与过程。

3. 掌握差压式风量测量的方法。

4. 掌握焓差法测换热器空气侧换热量的方法。

5.掌握换热器水侧换热量的方法。

二、 实验主要设备1. PT100干湿球温度传感器2套；2. 差压传感器2个；3. 电磁流量计一台；4. 风洞及喷嘴一套；5. 引风机一台；6. 空调换热器一台；7. 冷热水箱及电加热器两套； 8. 压缩冷凝机组一套；9. KEITHLEY 数据采集器一台； 10. 计算机及控制柜一套；三、 实验说明实验需要分别测量空气侧与水侧的空调器换热量。

空气侧空调换热器的换热量采用间接测量：焓差法。

水侧换热量的测量采用间接测量法。

四、 实验方法与步骤z 实验方法通过测量风量、换热器进口焓、换热器出口焓，计算出换热量。

()air air in out Q m i i =−1）风量的测量风量的测量采用间接测量法。

通过喷嘴这一节流装置前后的压差，计算风量（体积流量）：q 3600i i C A =式中，i 表示喷嘴号。

经过换热器的总风量（体积流量）为：q=q i ∑因此，质量流量为：air m q ρ=2）焓的测量 空气侧焓值的测量采用间接测量法。

通过测干球温度、湿球温度，查焓湿图或计算出焓值。

3）水侧换热量的测量通过测量水的质量流量、换热器进口水温、出口水温，计算换热量：()w w p out in Q m c T T =−z 实验步骤1） 实验准备；2） 喷嘴的选择；3） 换热器进口参数的控制:温度、湿度； 根据室内实际工况，选择性开启相应设备：I） 控制器设定参数的设定值：干球温度、湿球温度；II）开启压缩冷凝机组；III）开启空调箱：风机及其电加热；IV）开启加湿器；4）启动水泵；5）启动冷热水箱中的电加热，PID控制水温至稳定；6）步骤3）的设备开停控制与PID自动控制相结合，控制房间温湿度至稳定。

烘干机实验方案烘干机热量的测取需要恒温恒湿的环境，焓差实验可提供这样的环境。

可测试不同工况下的机组性能。

焓差法：它对机组的送风参数、回风参数以及循环风量进行测量，用测出的风量与送风、回风焓差的乘积确定空调器的能量。

本试验室包括二个房间（室内侧和室外侧），每个房间内安装一套空气处理机组，用于控制每个房间内的空气状态。

另外，室内侧含有一套风量测定装置，用于测量被测机的风量和出口焓，风量测定装置包含静压箱、接收室、喷嘴和引风机等。

其测量方法是将被测机组按实际方式安装，通过控制被试机室内侧和室外侧的干湿球温度，测量室内机进出口空气的温湿度及风量，从而计算出制冷制热能力。

该试验室是以焓差法作为制热量的基本测量手段，可以准确测定热量、风量以及电参数等技术数据。

同时还可以用于其他标准工况相关试验及扩展试验，为工厂提供了一套较完整的型式试验手段，满足产品抽检及产品开发（制冷系统匹配）使用。

一、测试方法：热量测量采用单侧（室内侧）空气焓差法，通过测量机组冷凝器进出风焓差（温差）及循环风量进行图1.熔差法空调器性能测试平台原理图①室内蒸发器②室内加熱器囱室内加湿器室内送凤机⑤室外送忸机⑥室外加溟器⑦室外加熱器⑧室处蒸岌器⑥室外机室空气取样及测量器⑩祯测空调室畀机幅被测空调室内机劇室内机室空气取样及测量器血静差压变送器闽被测空调出凤空气取样及测重器.⑸凤量测量装置接收室⑯升降支架呵喷嘴差压变送器⑧喷嘴㈣均流板如凰壘测量装墨引风机C2.1）引凤机曲动电机二、实验室所需设备焓差实验平台设备包括：A、空气处理柜：内含空气处理风机、加热器、加湿器、制冷系统等组成。

其作用是对焓差试验室的室内的空气状态进行调节，达到测试时所需的工况条件。

冷机系统B、风量测量装置：风量测量装置由进风室、喷嘴、排风室、排风机、压力变送器、变频器、静压控制仪表、连接软管及计算机测量系统等组成。

其作用是测量被试机组的空气流量，同样是焓差法测试的基本参量。

空调器焓差法测试空调器焓差法试验室使用说明书机电工程系制冷专业目录一、设备概要 (1)二、软件简介 (2)三、软件触摸屏介绍 (3)四、能力计算公式 (4)五、工作原理 (6)六、操作步骤 (6)七、电脑程序的运行 (9)八、关闭测试台 (13)九、运行故障及处理 (13)十、注意事项 (14)十一、仪器、电器基本配置 (15)一、设备概要本测试台是根据国家空调器检测标准（GB/T 7725-1996）中的相关要求和规定而设计制造。

不仅可用于测量国标规定的各类模拟工况条件下空调器的制冷量、制热量、风量、电量等参数，而且可根据用户之需设定不同类型的工况条件进行测试，并依据测量之数值判别被测空调器合格与否。

本测试台由电脑软件程序自动控制，控制及测量精度均很高。

不仅适合产品开发中的匹配试验，而且可用于批量生产的抽检。

1.适用范围a.测试标准：国家标准GB/T 7725-1996、GB/T4706.32-32-1996b.空调类型：窗式、分体式、柜式空调器c.允许负荷：1~5匹空冷型房间空调器风量：200~2500 m3/min制冷量：1400~15000W制热量：1800~18000 Wd.供电电源：3φ45 KV A变频电源e.测试精度：与样机比对≤2.0%（目标值1%），重复性≤1.5%f.过渡时间：从室温到常规测试工况稳定过渡时间＜1.5小时2.设备构成a.恒温室房间室内侧试验室1个约6500×5000×4000 mm （长×宽×高）室外侧试验室1个约5000×5000×4000 mm （长×宽×高）b.风量测试装置空调器5匹室内机用1套c.空气处理设备室内侧1套配置BIZER制冷机3台室外侧1套配置BIZER制冷机3台3.设备使用条件a.操作室温度15~30℃湿度≤85% 不结露b.电器室及机房温度5~25℃湿度≤85% 不结露用户应根据设备现场安装环境，在相应房间安装空气调节器。

Ｒ2９０三匹焓差室技术规格书建设单位(发包方）：广东美的制冷设备有限公司（以下简称甲方）承包单位（承包方):广州擎天实业有限公司（（以下简称乙方）一.总体说明:本试验室主要用来测试3HP以下家用空调。

测试标准符合GＢ/T 7７2５-200４、EN14５11、ＥN14512、ＡNＳI／AHAM RAＣ－1-2０02、ＩSＯ５１51，并参照日本JIS 86１5标准。

本试验室主要由可以调节工况的室内／外侧房间、控制室、工况调节用压缩冷凝机组/加湿器、冷却水塔及管路、控制柜及测控系统组成。

可测试样机制冷能力范围:1２00W-- 8８００W。

可测试样机制热能力范围：1２00W－－970０W。

可测试样机风量范围：2~28 m3／mｉn。

可测试样机型式:窗式、分体式、柜式、抽湿机、移动空调、变频空调、双速或双压缩机。

可测试项目:能满足表1-表5中所有测试工况和AＲI 2１0/240标准要求的EＥR／SEER/ＨＳPF等项目测试、变工况能力和能效测试（C、D工况除外)。

R2９0防爆功能：安全保护系统采取多重保护。

在3HP高精度焓差室结构的基础上增加防爆功能，设计时尽可能的把试验室内设备的主体或接线移至室外,室内改用防爆设备并增加保护停机报警功能；为防止风机损坏时，加热管等设备仍在工作,在原有报警的基础上增加风压保护。

室内所有超温保护采用高精度温控器。

为防止静电和漏电所带来的电荷危险,地面采取不锈钢另加设备下置绝缘橡胶板,并在试验室门外设置静电触摸球,为进入试验室人员排除静电。

进口高精度可燃气体探测器空调外侧4个，内侧2个，接管处1个，共７个。

全方位检测室内空气。

并采取二级保护：一级保护为报警；二级保护停机。

在测试机附近的一级危险区域设置排风系统。

排风系统可手动和自动开启。

排风直接引至厂房外部。

甲方需为本试验室单独提供2个接地，仪表接地和静电接地。

设备接地可用厂房共用接地。

当危险发生时最大限度保护设备:R２90比空气重，在空调附近积聚,当探测器失灵时也可能达到爆炸浓度。

中小型冷库制冷设备使用焓差法进行性能测试的实验研究发布时间：2021-10-18T05:22:39.297Z 来源：《科学与技术》2021年19期作者：杨虹[导读] 本文主要介绍了中小型冷库制冷设备常用的几种性能测试方案杨虹珠海格力电器股份有限公司，广东珠海 519070摘要：本文主要介绍了中小型冷库制冷设备常用的几种性能测试方案，并对采用空气焓差法测试冷凝机组和冷风机的性能进行了实验研究，结果表明采用空气焓差法测试冷凝机组搭配冷风机在冷库中使用的性能，更能反映制冷设备系统运行的真实状态。

关键词：冷凝机组；冷风机；焓差法；实验研究1、引言容积式制冷压缩冷凝机组（下文统称为冷凝机组）和制冷用空气冷却器（下文统称为冷风机）搭配使用，具有降温速度快，可维护性高等优点，广泛应用于中小型冷库等场合。

冷凝机组作为外机可以根据用户需求搭配不同的末端进行制冷，比如搭配冷风机用于农副产品的加工、预冷，搭配排管用于肉类的快速冻结，搭配销售陈列柜用于商超、便利店等场合；冷风机作为其中的一种末端形式得到广泛应用。

冷凝机组和冷风机执行不同的测试标准（冷凝机组执行国标GB/T 21363，冷风机执行国标GB/T 25129），性能测试采用不同的方法，控制工况也不一致。

这就导致冷凝机组、冷风机搭配使用时，很难准确选型，并且实际使用过程中由于匹配度低，经常存在各种各样的问题。

2、冷凝机组性能测试方法冷凝机组性能测试包括名义工况和最大负荷运行工况的测试，按照GB/T 21363，采用第二制冷剂量热器法、二次流体量热器法、干式制冷剂量热器法、吸入制冷剂蒸气流量计法、水冷冷凝器法和制冷剂液体流量计法等其中的任意一种试验方法进行试验。

以第二制冷剂量热器法为例：3、冷风机性能测试方法冷风机测试分为以下几种情况：（1）以制冷剂为介质，供液方式采用直接蒸发式的冷却器，主侧采用校准箱量热计法，辅侧采用制冷剂流量计法进行校核试验。

（2）以液体载冷剂为介质，无相变的冷却器，主侧采用校准箱量热计法，辅侧采用液体载冷剂法进行校核试验。

空调能⼒测试焓差法制冷量和制热量的⼿⼯测量计算七、焓差法制冷量和制热量的⼿⼯测量与计算1.1 说明⽤本节所介绍的⽅法进⾏测量记录与计算是⼀种简化的⽅法，在实际操作中⾮常实⽤。

它可以⽤来对制冷量和制热量进⾏初步计算，也可对电脑输出的结果进⾏⼤致上的校核。

1.2 制冷量、制热量试验数据记录表试验系统在额定制冷⼯况条件下或额定制热⼯况条件下运⾏稳定后，应每隔5分钟记录⼀次数据，整个试验过程应记录七次。

原始数据记录表格推荐如附表1。

1.3 循环风量测量与计算试验系统运⾏稳定后开始进⾏循环风量测量，⾸先校正测量装置静压。

调节测量装置辅助风机转速（通过给定变频器频率调节），使静压箱与环境⼤⽓压压差为0。

然后测量喷嘴前后静压差，（每5分钟测量⼀次，如果某次测量结果与上⼀次有较⼤差别，应重新校正静压），并做好记录。

风量计算如下：采⽤1个Φ100喷嘴＊：qA=9.767×10-3√hp （M3/s）(1)采⽤1个Φ150喷嘴＊：qA=21.97×10-3 √hp （M3/S）（2）式中：hp—喷嘴前后静压差Pa.多个喷嘴测量，风量为每个喷嘴计算风量之和。

1.4 制冷量的计算1.4.1 焓差计算△h=hi-ho (KJ/Kg) （3）式中：△h—被试空调器（机）室内侧进出风焓差hi—被试空调器（机）室内侧进风焓值（KJ/Kg），由测试所得七次进风的平均湿球温度查下图得。

ho—被试空间调器（机）室内侧出风焓值（KJ/kg），由测试所得七次出风的平均湿球温度查下图得。

1.4.2 制冷量计算制冷量按公式（4）计算：Qr=1234.5 QA.△h+QL (W) （4）式中：Qr—实测额定制冷量（W）QA—实测循环风量值（M3/S），由式⑴～（2）得。

△h—实测进出风焓差值（KJ/Kg），由式（3）得。

QL—风量测量装置的漏热量（W），由式⑿得。

1.4.3 性能系数（COP值）性能系数按公式（3）计算：P=Qr/Pi （5）式中：P—性能系数Qr—制冷量（W），由公式（4）得Pi—实测额定制冷量时被试机的总输⼊功率（W）。

附件：热泵热水机性能实验室技术要求一、一般说明1．概要试验机种：空气源热泵热水机水源热泵机组在原有5HP焓差实验室基础上增项要求以水量热计法作为空气源热泵热水机及水源热泵机组的基本测量手段,可以准确测量空气源热泵热水机及水源热泵机组的水侧换热量,以及电参数等技术数据。

空气源热泵热水机分为直出式,容积式两种方式。

水源热泵分为直出式本实验室增加分为两路水系统(提供水温及流量)，空气环境工况由原有焓差室提供增项主要设备要求全部（除部分水管件，保温管，电线电缆等易损件外）可用于别的实验室里（各供应商在设计时要充分考虑的各设备的尺寸，接口及容量），该实验室容量范围为（1-30HP：包括空气源热泵，水源热泵，风冷冷媒机组，风冷冷热水机组，单元式空气调节机，风机盘管等）如原有实验设备空气处理侧能力为：5HP；若做空气源热泵热水机则选择水泵较小，但此时该水泵要选择大的须满足1-30HP机组水流量的要求；其他依此类推热泵热水器及水源热泵要测试内容如下:环境干球温度环境湿球温度环境相对湿度热水水流量电参数（包括能耗）热水进水温度,热水出水温度，热水水阻力热水水流量或热水水容积冷水进水温度，冷水出水温度，冷水水阻力冷水水流量8路辅助温度点（用于标准水箱：容积式）2．依据标准● GB/T 21362-2008<<商业或工业用及类似用途的热泵热水机>>● GB/T 18430-2007<<蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组工商业用及类似用途的冷水(热泵)机组>>● GB/T XXXX-XXXX<<家用和类似用途的热泵热水器>>讨论稿● GB/T 18409-2003<<水源热泵机组》●施工规则依据：GB50243-1997<<通风及空调工程施工及验收规范>>3．测试方法●换热量采用水量热计法，通过测量空调机(热泵)水换热器的进出水温及水流量来测量进行，循环加热式用标准水箱测量4．控制温度范围环境干球温度: -15℃～55℃环境湿球温度: 2℃～45℃水温度:7℃～60℃5．适用被试机规格试验机种：空气源热泵热水机水源热泵机组●试验范围：空气环境工况:1—5HP空气源热泵热水机热水水流量须满足: 1-5HP空气源热泵热水机，水源热泵的水流量 (水流量测量精度时高于等于:0.5级)冷水水流量须满足:水源热泵的水流量●供电：三相四线～380V 50A 50Hz6．基本条件●电源：三相五线～380V 50Hz（另外加独立信号接地）二、技术条件●环境干球温度：测量精度为±0.15℃（-15～55℃范围内）。