焓差法测试空调器性能性能实验指导书
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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。
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)。
焓差法测试汽车空调系统制冷量*摘要:通过介绍焓差法进行空调系统制冷量测试的工作原理、技术要求、试验工况等内容,使读者能够对焓差法测试制冷量有大致的了解;另外通过一个实例进行计算分析,旨在对专业技术人员作抛砖引玉之用。
[关键词]制冷量;焓差法制冷量是空调系统最重要的参数之一,指单位时间内蒸发器从空气中吸收的能量。
对于空调系统制冷量的测试方法有空气焓差法,风管热平衡法、房间热平衡法和房间型量热计等多种形式。
其中风管热平衡法和房间热平衡法只能进行静态实验,而采用房间型量热计时,空调器凝结水的温度(即焓值)不能实现测试(凝结水在空调器内部发生),所以一般在设备验收时都不采用以上三种方法。
空气焓差法不仅能进行静态实验来测试汽车空调的制冷能力和制热能力,同时能进行非稳态(动态)性能的实验(包括风机性能测试),并且由于汽车空调器实际工作情况的需要测定间歇启/停状态下空调器的制冷量和输入功率,因此必须采用空气焓差法进行测试。
而且应用了空气焓差法试验装置后,可以对空气干、湿球温度、风量以及汽车空调器的输入功率等参数进行连续、频繁的采样测量,因而可以确定空调器制冷量或供热量以及输入功率等随时间变化曲线,满足动态工况的测试要求。
空气焓差法可作为汽车空调和房间空调的检测装置和设计开发的重要手段。
空气焓差法实验需要两个相邻的房间,一个作为室内侧小室,一个作为室外侧小室,两个试验小室的空气状态在试验机组和空气再调节机组的共同作用下,应该能保持在试验条件规定的范围内,通过空气取样装置分别测量汽车空调蒸发器送、回风口空气的干球及湿球温度以计算相对湿度,即可得到取样截面处的空气状态,求出送、回风空气间的焓值和焓差。
同时测量蒸发器进出风空气的压力和绝对湿度,即可得到测点处湿空气的比容,另一方面,测量了经过蒸发器的风量。
最后由蒸发器进出风口空气的焓差、通过蒸发器的风量、蒸发器进风口的比容和蒸发器进风口的绝对湿度,通过国家标准GB/T 7725-1996给出的制冷量计算公式即可得到汽车空调器的制冷量。
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。
A2房间空调器性能测试(焓值法空调试验装置) A2.1检测方法说明1)根据GB/T7725-1996房间空调器性能测试要求,选择焓值法空调试验装置。
2)测试原理:焓值法空调试验台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。
3)按照焓差法的测试原理,将空调器送风口与空调测量装置相接,空调器的安装要象正常安装情况一样,使空调器正常运行。
4)测试对象:标准空调样机型号为KC -50。
5)检测设备:焓值法空调试验台。
6)数学模型()()n na a W Vh h q +-=1'21φ式中:φ―空调器室内侧总制冷量,W ;q―空调器室内测点的风量,m 3/s ;1a h ―空调器室内回风空气焓值,J/kg ; 2a h ―空调器室内送风空气焓值,J/kg ; nV'―喷嘴处空气比容,m 3/kg ;n W ―喷嘴处的绝对湿度,kg/kg 。
考虑到条件波动对制冷量的影响较大,所以将模型转化为:()()e n n a a W Vh h q φφ++-=1'21 式中:e φ—环境波动的影响量,W 。
7)灵敏系数:()()32'21'11096.51⨯-=+--=∂∂=n na a nW Vh h q V c φ()()3'212107.241⨯=+-=∂∂=n n a a W V h h qc φ()()32'21310833.41⨯-=+--=∂∂=n na a n W Vh h q W c φ()24.01'14=+=∂∂=n na W Vq h c φ()24.01'25-=+-=∂∂=n n a W Vq h c φ16=∂∂=ec φφA2.3标准不确定度1)喷嘴处空气比容引起的不确定度分量1u 喷嘴处空气比容nV',由热力学公式,mRT pV =可以推出:()nn np t V15.273055.287'+=其中n t :表示喷嘴前的风温,℃;n p :表示喷嘴前的压力,Pa 。
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。
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)。
焓差法测试空调器性能实验指导书
实验项目名称:焓差法测试空调器性能
开出实验类别:综合性
所属课程:制冷原理与设备、空调用制冷技术
本项目实验学时数:2(要求必做)
编制人:李改莲
一、实验目的
通过实验了解焓差实验室结构组成(室内侧、室外侧模拟环境),空气再处理设备的制冷系统,计算机测试系统、各种控制方法等。
掌握制冷原理的应用。
提高运用所学知识的能力、分析和解决问题的能力。
二、实验场地
焓差实验室
三、主要实验设备及说明
图1 焓差实验系统原理图
图2 操作界面
图3 整体风洞示意图
图4 分体风洞示意图
四、空调器焓差试验方法
1 室内侧、室外侧空气干湿球温度调节和测量
室内侧、室外侧空气干湿球温度调节和测量是通过TR1,TR2,TR3,TR4仪表进行的,并通过485通讯总线与计算机连接,将数据送至计算机进行处理。
当开启被试机及隔室内的冷机后,系统达到一个恒定的冷量和除湿量,此时通过仪表控制相应的固态继电器(SSR)调节电加热管的功率输出,达到自动调节的目的。
2 循环风量测量和静压控制
空调机室内侧循环风量测量通过1个微差压变送器TR5调节仪表及变频调速风机在风量测量装置上进行。
为了模拟空调器正常使用时的状态,必须使用风量测量装置上的出风接收箱静压调整为零(此时模拟空调向内空间直接送风),然后测量喷嘴两端的静压差,并通过计算机自动计算出风量。
调节测量过程如下:用风斗将被试空调出风口和风量测量装置接收箱相连并密封。
当开启被试验机后,静压变送器(范围-50~450Pa)将按接收箱静压值送到仪表TR5(室内侧风量),TR5根据设定值与测量值的偏差自动控制风量测量装置变频辅助风机的转速,使静压达到设定值。
此时,通过差压变送器和数据采集器、将表压值送到计算机进行风量的计算。
3 出风干湿球测量
被试机出风干湿球温度由风量测量装置内的专用测量器进行,通过A级铂电阻,HP34970数据采集器送到计算机进行数据计算和处理。
五、基本内容与步骤、要求
(一)基本内容
1、实验开始之前,熟悉实验装置各个部分,测试仪表装置及要调节的部件,做好其它准备工作。
仔细研读实验装置图,了解各个部件的作用。
2、熟悉室内、外侧模拟空间制冷系统、空气再处理器、送、回风口布置、风洞箱原理等。
3、熟悉制冷主机及冷却水、冷冻水系统等。
(二)开机前的检查准备工作
1、查看制冷组电源是否接通,电压是否正常。
2、查看加湿器、冷冻、冷却两个水系统等是否满水,若未充满水时需补水到满水状态。
3、检查压缩机润滑油、加热等各种情况;
(三)开、停机及运行操作
1-1.送电:在控制室配电柜中合上本试验装置的供电空气开关。
1-2.开机准备:在控制柜柜中合上所有设备的空气开关(备用回路空气开关除外),再打开计算机;右旋钥匙开关,顺时针旋转控制急停旋钮,再按下运行按钮,整个系统控制回路
通电。
1-3.开机:首先检查系统状态是否达到系统说明书中规定的允许开机状态;然后依次
开启各试验设备,在计算机中进入系统试验数据采集分析软件,按软件阐述的步骤进行试验。
1-4.运行:系统正常运行时,触摸屏上正在运行的设备的按钮显为绿色,表明相应的
设备正处于正常运行状态。
1-5开始试验,打开计算机,进入测试软件,根据提示设置“铭牌”“工况”等参数。
1-6在软件的流程监控页面或触摸屏上点击室内侧总开关可以自动开启室内侧循环风机、室内侧电加热、室内侧电加湿和冷却塔,然后根据实际情况手动开启室内侧冷机、喷嘴和排风机;
1-7在软件的流程监控页面或触摸屏上点击室外侧总开关可以自动开启室外侧循环风机、室外侧电加热(做低温时可以开启前置加热)、室外侧电加湿,然后根据实际情况开启室外侧冷机;
1-8检查好被试机接线,再打开稳压电源输出空气开关供电,开启被试机
1-9 试验完成后先关闭冷机,然后点击室内外侧总开关,软件将会自动依次关闭各个设备。
1-10.停机:试验结束后,按一定的次序停止各试验设备。
停机结束后,按下急停旋钮,关闭整个控制回路,关闭计算机,分断主供电开关。
1-11.清理现场
图示:从左至右依次为“总电源开关”、“启动开关”、“急停开关”(注意)停机操作
A、每天常规停机:
(a)将机组总开关“ON —OFF”开关扳到“OFF”;
(b)约10分钟后停水泵;
(c)不关闭吸排气阀门,不切断220V电源。
B、长期停机:
(a)关闭供液阀,降低吸气压力;
(b)开关扳到“OFF”;
(c)10分钟后停水泵;
(d)放掉蒸发器、冷凝器内存水;
(f)切断380V与220V电源。
六、作好机组运行记录
本实验采用软件编程记录数据、输出方式
图1 室内机接管
图2 室外机接管
七、实验成果要求
1、认识各系统设备
2、描述中央空调系统的组成
3、描述中央空调系统流程
4、测定压缩机系吸、排气压力;
5、测定冷却水进、出口温度
6、测定风道内空气干、湿球温度。
7、将结果制成表格、分析影响空调机组的主要因素。
六、考核内容与方式
(一)考核内容
1、实验期间的考勤;
2、综合运用理论知识分析解决实际问题的能力等;
3、实验成果:实验报告等。
(二)考核方式
1、课堂成绩(考核内容中1、2项);
2、实验报告成绩;
3、考核成绩计入课程期末成绩中。
七、主要参考书目
《制冷技术》——时阳、中国轻工业业出版社
《空气调节用制冷技术》——彦启森、中国建筑工业出版社《制冷原理与装置》——郑贤德。
机械工业出版社
《制冷压缩机》——中国建筑工业出版社
《制冷原理与设备》——吴业正、西安交通大学出版社《实用制冷工程设计手册》——中国建筑工业出版社。