空调用水冷式表冷器试验方法的研究
- 格式:doc
- 大小:119.50 KB
- 文档页数:8
水冷列间空调表冷器设计方案水冷列间空调表冷器设计方案1. 引言水冷列间空调表冷器设计方案旨在提供一种高效、可靠的冷却方案,以满足列间空调系统对冷却效果的要求。
本方案将详细介绍冷却系统的设计原理、要点和技术细节。
2. 设计原理水冷列间空调表冷器的设计基于以下原理: - 利用冷水循环进行热量的能量交换,实现空调系统的制冷效果; - 冷水通过循环泵送至空调系统的冷却设备,冷却空气,进而降低室内温度; - 热交换器的设计和布置对于提高冷却效果至关重要。
3. 设计要点在设计水冷列间空调表冷器时,需要注意以下要点: - 热交换器的选型:根据列间空调系统的需求确定热交换器的类型和规格; - 冷水循环系统的设计:包括冷水泵、水箱、水管路等的设计和安装; - 冷却设备的布局:合理安排冷却设备的位置和数量,以实现最佳的冷却效果; - 控制系统的设计:实现冷却系统的自动化控制,包括温度控制、泵启停等功能。
4. 技术细节下面是水冷列间空调表冷器设计方案的一些技术细节: - 冷却设备选用高效节能的制冷剂和压缩机,以提高整体能效比; - 热交换器采用先进的换热技术,如管翅片式热交换器; - 冷水循环系统采用闭式循环方式,避免水系统污染; - 控制系统可采用智能化控制,通过温度传感器和控制器实现自动调节。
5. 总结水冷列间空调表冷器设计方案旨在满足列间空调系统对冷却效果的要求,通过合理的设计和选择,可以实现高效、可靠的冷却效果,并提高列间空调系统的运行效率。
设计者需要考虑热交换器的选型、冷水循环系统的设计、冷却设备的布局和控制系统的设计等方面,以实现最佳的冷却效果。
以上是水冷列间空调表冷器设计方案的简要概述,更详细的技术细节和设计方案可在实际项目中进行进一步研究和实施。
6. 设计步骤实施水冷列间空调表冷器设计方案的步骤如下:确定设计要求根据列间空调系统的需求,确定设计的冷却效果、能效比以及其他技术指标的要求。
选择合适的热交换器根据设计要求和列间空调系统的规模,选择适合的热交换器类型和规格,包括管翅片式、冷凝器型等。
第1篇一、实验目的1. 了解空调冷冻水系统的组成及工作原理。
2. 掌握空调冷冻水系统的主要性能指标及测试方法。
3. 分析空调冷冻水系统的运行特性及影响因素。
4. 提高对空调冷冻水系统调试和维护能力的认识。
二、实验设备1. 实验室空调冷冻水系统一套(包括冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、膨胀水箱、管路、阀门等)。
2. 测温仪、压力表、流量计、风速仪等测试仪器。
3. 计算机及实验数据分析软件。
三、实验原理空调冷冻水系统是中央空调系统的重要组成部分,其主要功能是将冷水机组产生的冷量通过冷冻水管道输送到空调末端装置,实现室内温度的调节。
实验过程中,通过测试不同工况下冷冻水系统的各项性能指标,分析其运行特性及影响因素。
四、实验步骤1. 系统准备:检查实验设备是否完好,连接好测试仪器,确保实验环境符合要求。
2. 系统调试:启动冷水机组、冷却水泵和冷冻水泵,观察系统运行状态,确保系统运行正常。
3. 数据采集:- 测量冷水机组进出口温度、冷却水泵进出口压力和流量。
- 测量冷冻水泵进出口压力和流量。
- 测量膨胀水箱水位及温度。
- 测量空调末端装置的出风温度、风量和风速。
4. 数据分析:- 计算冷水机组制冷量、冷却水泵和冷冻水泵的效率。
- 分析系统运行特性,如冷冻水流量、温差、压力等。
- 分析系统运行中存在的问题,如系统不平衡、水流量过大或过小等。
五、实验结果与分析1. 冷水机组制冷量:实验测得冷水机组制冷量为XX kW,与设计值XX kW基本相符。
2. 冷却水泵和冷冻水泵效率:实验测得冷却水泵效率为XX%,冷冻水泵效率为XX%,均达到设计要求。
3. 系统运行特性:- 冷冻水流量:实验测得冷冻水流量为XX m³/h,与设计值XX m³/h基本相符。
- 温差:实验测得冷水机组进出口温差为XX℃,冷却水泵进出口温差为XX℃,均满足设计要求。
- 压力:实验测得冷却水泵进出口压力为XX kPa,冷冻水泵进出口压力为XX kPa,系统压力稳定。
表冷器性能测试实验一、实验目的1、演示表冷器处理空气过程,熟悉空气参数的调节方法2、掌握表冷器冷却能力的测定方法3、进行表冷器性能测试过程热工测量及计算的训练。
二、实验装置空调制冷换热综合实验台是热泵型直流空调及制冷换热实验装置,它由制冷循环,水循环和空气换热系统所组成。
下图1是空调制冷换热综合实验台结构示意图。
本次实验主要用该试验台完成表冷器性能测试实验。
图1 空调制冷换热综合实验台结构示意图本实验台右下侧为一个小型热泵系统,进行表冷器性能测试实验时:板式换热器1为热泵系统制冷循环的蒸发器,板式换热器2为热泵系统制冷循环的冷凝器。
热泵制冷循环作为该实验的冷源,水作为冷媒通过水循环系统在板式换热器1被降温后进入到表冷器内用于冷却空气。
三、实验原理表冷器属于表面式热湿交换设备,其特点是与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触,空气与介质间的热湿交换是通过设备金属表面进行的。
在实验中,小型热泵系统的制冷循环为实验的冷源,板式换热器1为热泵系统制冷循环的蒸发器,将水循环系统中由水箱1流入板式换热器1的水冷却至低温,低温冷水进入表冷器用于空气的冷却处理。
待系统运行稳定后进行实验测定,读取记录显示器上的数据,监测数据主要有表冷器进出口水温、流量、表冷器进出水阻力、表冷器前后空气干湿球温度、孔板压差、表冷器前后阻力等参数,然后计算表冷器换热量、阻力、换热效能等参数分析表冷器的性能。
四、 实验理论依据表冷器性能测定计算: 1.系统风量:G=αA √2ρ△P式中:ΔP-------------------前后压差,Pa ;α--------------------孔板流量系数,取0.7056A-------------------孔板截面积,m 2;A=0.00785m 2ρ----------------------空气密度,kg / m 3;根据实测环境的干湿球温度查空气密度表得到。
2.空气通过表冷器放出的热量:12()Q G h h =-式中:G --------------------经过表冷器的实测风量,kg/s ;h1-------------------表冷器前空气焓,kcal/kg ,由表冷器前的干湿球温度确定; h2-------------------表冷器后空气焓,kcal/kg ,由表冷器后的干湿球温度确定。
表冷器综合效果检验与测定一、实验目的1.通过实验掌握表冷器冷却能力的测定2.通过实验对表冷器的综合效果有更深入的认识。
3.通过实验掌握表冷器热交换率和接触系数的测定二、实验原理1.表冷器冷却能力的测定(1)空气经过表冷器放出的热量为:12()Q G h h =−式中:Q —空气经过表冷器说散失的热量G —经过表冷器的实测风量(kg/s )1h —经过表冷器前的空气焓(kj/kg )2h —经过表冷器后的空气焓(kj/kg )(2) 经过表冷器冷水吸收的热量21()Q W t t ′=−式中:Q ′—经过表冷器冷说所吸收的热量W —经过表冷器的实测水量(kg/s )2t —经过表冷器后的冷水温度(℃)1t —经过表冷器前的冷水温度(℃)空气通过表冷器失去的热量Q 与冷水经过表冷器所吸收的热量Q ′应该相等,实验时允许有误差。
2.表冷器热交换率和接触系数的测定(1)表冷器热交换率系数的测定:1211ct t t t ε−=− (2)表冷器接触系数测定 222111s s t t t t ε−=−− 式中:1t 、2t —经处理前后的空气干球温度1s t 、2s t —经处理前后的空气湿球温度c t —表冷器冷水初始温度三、实验装置空调机组、楼宇自动化综合实验台、水管温度传感器VF20、水管流量变送器DWM2000、电加热分级控制器15KW、系统软件License for EBI with a 24 reader/500 point database.includes 2 Stations,Display Builder,Quick Builder and one interface.四、实验步骤1、实验前准备工作(1)熟悉实验系统,了解实验台的各个设备、部件以及测量系统的作用和功能;(2)确定表冷器进水温度。
夏季处理时,表冷器需要降温、除湿,其进水温度要比经过表冷器的空气露点温度要低,调节制冷压缩机的温度继电器的温度要比测得的露点温度低1—1.5℃。
表面冷却器热工性能实验表面冷却器具有构造简单、占地少、水质要求不高、水质系统阻力小等优点,因此,它已成为空调工程中常用的空气处理设备。
一、实验目的:1.通过本实验,让学生深刻认识表冷器可以实现两种空气处理过程。
即等湿冷却过程(干冷过程)和减湿冷却过程(湿冷过程)。
2.通过本实验,让学生深刻掌握表面式冷却器的热交换效率。
即全热交换效率。
即全热交换效率E g和通用热交换效率Eˊ。
3通过本实验,让学生了解空气放出的热量应等于冷水吸收的热量的平衡关系。
二、实验装置图1表面冷却器的热工性能实验台实验装置如图1所示。
它是由简易风洞、冷冻水制备系统和测量与控制系统三大部分组成。
简易风洞由变速风机、空气电加热器、空气加湿装置、表冷器和风筒5组成,其断面尺寸为260×260mm。
冷冻水制备系统由制冷压缩机、风冷冷凝器、节流装置、水箱式蒸发器、循环泵组成。
测量与控制系统分为空气参数测试、冷冻水参数测量。
通过三速风量分为高、中、低三挡调节风量,通过调解阀调节冷冻水量。
三、实验方法及实验数据整理1.启动实验装置之前先确定实验工况。
例如:空气进口参数;干球温度30℃,湿球温度20.5℃.冷冻水温度7℃(或16.5℃)即湿冷过程(或干冷过程)。
在上述条件下任选下表中某一工况(或多个工况)进行实验。
表12.启动实验装置,通过调整空气点加热器和加湿装置,使空气进口参数达到选定值。
通过调节冷冻水制备系统使冷冻水温度达到选定值,并使风量和冷量达到工况。
经一段运行后,各参数基本不变,实验装置达到稳定运行状态。
3.实验装置达到稳定运行后,开始正式实验。
实验1小时,每格15分钟记录一次。
其实验数据列入记录表内(如表1)四、实验数据整理:1.根据实验数据,在空气焓湿图上画出空气处理过程。
表面式冷却器热工实验记录表:实验内容:湿冷却过程(干冷却过程)实验人员:实验日期:年月日2.根据1点查出)/(1kg kJ h , 根据2点查出)/(2kg kJ h3.计算出风量)/(s kg GVF G =式中V :风速s m /F :风管断面面积2m 计算出空气放出的热量1Q)(211h h G Q = )(kw4.计算出吸水吸收的热量)(122t t wc Q -= )(kw式中:w 冷冻水流量,s kg /C 水的比热,s kg / ℃5.计算表冷器热交换效率EG1121w t t t t EG --=6.计算表冷器通用热交换效率'E31323121'1t t t t t t t t E ---=--=7.实验结果与分析,并提交出实验报告。
第19卷第3期2 0 1 9年3月REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING 43-45收稿日期:2018-01-02,修回日期:2019-01-31作者简介:陈新强,本科,工程师,主要从事制冷产品检测工作。
水冷式机房空调全年能效比试验方法探讨陈新强 李春阳 刘晨曦 赵晨 姚亮 董安乐(合肥通用机械研究院有限公司)摘 要 目前水冷式机房空调产品全年能效比的测试是将实测制冷量的3%作为冷水循环泵和冷却塔风机的消耗功率,这与机组的实际运行情况具有明显差异。
本文根据GB/T19413—2010中的计算方法计算各工况点的冷水循环泵和冷却塔风机的消耗功率,并与实际的冷水循环泵和冷却塔风机的消耗功率进行比较。
结果表明,进行全年能效比测试时,使用工况点A的实测制冷量的3%作为各工况点的冷水循环泵和冷却塔风机的消耗功率相对更符合实际情况。
关键词 机房空调;水冷式;全年能效比;冷水循环泵;冷却塔;风机Discussion on test method of AEERof water-cooled air-conditioning for computer roomChen Xinqiang Li Chunyang Liu Chenxi Zhao Chen Yao Liang Dong Anle(Hefei General Machinery Research Institute Co.,Ltd.)ABSTRACT At present,3%of the cooling capacity is used as the power consumption ofthe chilled water circulating pump and the cooling tower fan when testing the AEERofwater-cooled air-conditioning for computer room,which has big difference from the actualoperating unit.Based on the calculation methods stated in GB/T19413-2010,the powerconsumptions of chilled water circulating pump and cooling tower fan at different operat-ing points are obtained and compared with actual power consumptions of chilled water cir-culating pump and cooling tower fan.The results show that when testing the AEER,u-sing 3%of the measured cooling capacity of the operating point A as the power consump-tion of the chilled water circulating pump and the cooling tower fan for each operatingpoint,is more consistent with the actual situation.KEY WORDS air-conditioning for computer room;water-cooled;AEER;chilled water cir-culating pump;cooling tower;fan 如今,人类已经大踏步迈入大数据时代,数据处理中心的建设数量和规模正在急剧膨胀。
空调用水冷式表冷器试验方法的研究提要本文以正交试验设计的理论为基础,介绍空调用水冷式表冷器的热工性能试验方法,回归出另一种形式的传热系数经验公式。
该公式较原有经验公式概念清楚、使用方便、精度较高。
该实验方法较常规试验方法完整性更强,目的性明确,且实验次数较少。
一、传热系数经验公式的数学模型目前,水冷式表冷器的传热系数K多整理成以下形式的经验公式:(1)式中:v y为迎面风速,ω为水流速,ξ为析湿系数,A、B、m、n为实验系数和指数。
这个公式物理概念比较明确,但应用起来不太方便,而且对于校核性计算,析湿系数ξ事先也不确立。
经过对各种形式的水冷式表冷器的试验数据进行整理分析,发现传热系数K值可以分别回归成表冷器进口湿球温度t s1,迎面风速v y,进水温度t w1,和通过表冷器的水流速ω的指数形式的经验公式,且线性相关很好。
例如,对于YD75型诱导器所用水冷式表冷器的试验数据进行分析,发现K值的经验公式可整理如下:(1)变风量试验工况:(进风干球温度t l=25℃,进风湿球温度t s1=17.9℃,水初温t w1=10℃,水量W=400kg/h)v y 1.04 1.41 1.96 2.54 3.10 3.63 4.15 K测14.971 17.259 18.470 20.263 21.715 25.535 24.35相关系数R=0.995(2)变水量试验工况:(t1=25℃,t s1=17.9℃,t w1=10℃,风量G a=779.39kg/h)ω0.388 0.582 0.776 0.970 1.164 1.552 1.941 K测15.519 17.253 19.100 19.491 20.727 22.620 22.950K=19.8665ω0.2512相关系数R=0.993(3)变t s1试验工况:(t1=25℃,W=400 kg/h, G a=779.39kg/h)t s118 18.47 19.61 20.11 21.04 21.76 K测18.64 19.77 23.32 25.13 28.56 31.21相关系数R=0.9997(4)变进水温度试验工况:(t1=25℃,t s1=18℃,G a=779.39kg/h,W=400 kg/h)相关系数R= - 0.9994根据这一情况,笔者认为可将水冷式表冷器的传热系数K值经验公式的数学模型确定为:(2)式中Ct0,Ct1,Ct2,Ct3,Ct4是回归出的系数或指数。
由于t s1,v y,t w1,ω都是影响水冷式表冷器的外部参数,如果将被测试的表冷器看成一个黑匣子,则t l,t s1,t w1,v y,和ω是其输入参数,而K或冷量Q为其输出参数,如图1表示。
图1输入参数是影响水冷式表冷器K值的外部参数,而影响K值的其它诸因素,即表冷器的片型、片材、管材、肋管的结构型式、片间距以及加工工艺等则表现在黑匣子的内部。
而这些影响因素的存在,正好说明通过实验确定水冷式表冷器K值经验公式的必要性。
外部参数t1,t s1是表冷器进口的空气参数,用它们可以确定表冷器进口空气状态的焓值i1。
由于在空调应用范围t s1与i1间有一定的关系,所以可用t s1代替进口空气参数。
这样不仅可减少试验工作量,且消除了交互作用的影响。
因而有可能用K=f(t s1,v y,t w1,ω)代替原来的K=f(v y,ξ,ω)函数关系,作为传热系数K的数学模型。
与原来的模型比较,该模型有以下几个优点:(1)t s1,v y,t w1,ω四个参数都是水冷式表冷器的直观输入变量,而析湿系数ξ是不易确定的间接参数,确切地说,它也是黑匣子的输出结果,而不是输入参数。
(2)上述四个变量都是独立的,而ξ是v y,ω,t s1,t w1的相关变量。
(3)从使用角度看公式(2)比公式(1)要方便得多。
二、正交试验设计如果对方程式(2)进行对数变换则有:lnK=lnC0+ C1lnt s1+ C2lnv y+C3lnt w1+ C4lnω (3)令y= lnK,x1= lnt s1,x2=lnv y,x3=lnt w1,x4=lnω,b0= lnC0,b i= c i,(i=1,2,3,4)则公式(3)可写成:(4)上式为一个四元线性方程,因而水冷式表冷器的试验设计就变成了多元线性回归问题。
依据正交试验回归理论,多元线性回归可采用二水平的正交表安排试验工况点。
由于这里有四个因子(输入参数),因此,若进行全面试验,可选用L16(215)正交表,若采用1/2实施试验,可选用L8(27)正交表,也可选用最优饱和型设计L5(24)表。
由于四因子的正交表的试验工况点分布在四维空间上,难以用图形表示,我们将采用三因子全面试验设计和饱和型设计实施方案来说明正交试验设计的合理性。
假定试验因子为x1,x2,x3,试验因子的区间上限定"1"水平,下限定为"-1"水平,中间为"0"水平则按L8(27)正交表,全面试验工况点安排如表1:表1试验工况因子x1x2x31 2 3 4 5 6 7 8 1111-1-1-1-111-1-111-1-11-11-11-11-1按L4(23)正交表饱和型设计试验工况点安排如表2:试验工况因子x1x2x31 2 3 4 11-1-11-11-11-1-11若将试验工况表示在一个六面体上,如图2所示。
则全面试验的工况点是六面体的八个顶点,而饱和型实施试验工况点是不相邻的四个顶点⊙,从图2可以看到,正交试验设计较常规实验设计的试验点具有强的代表性。
充分反映了实验区域的完整性,而且每个实验点的目的性也非常明确,就是饱和型试验也一样。
图2上面分析只说明了正交试验设计实验工况点的合理性,还需进一步用正交试验设计理论分析回归方程与试验结果的拟合程度和回归方程的适用范围。
方差分析是将由因子水平的变化所引起的试验结果的差异与实验过程中误差造成实验结果的差异区分开来的数学工具。
方差分析是用计算的F比(因子水平的改变引起平均偏差平方和与误差的平均偏差平方和的比值)和数理统计学中的F分布表进行比较,判断出信度α显著性,就是F检验问题。
一般F比> F0.01说明该因子水平的改变,对试验结果有高度的显著性,记作"**";F0.01< F比< F0.1说明该因子水平的改变对实验结果有一定的影响,记作"#"。
上面的F0.01,F0.05,F0.1分别是信度为0.01,0.05和0.1的F值。
F检验的结果虽然能判断回归方程在实验工况点上与实验结果的拟合程度,但是既使拟合得很好,也还不能证实在被研究的区域内部矛盾回归方程与实验值同样拟合得好,既不能证实这个回归方程与实验植同样拟合得好,既不能证实这个回归模型是好的。
因此有必要在零水平(0,0,0)处,安排重复实验,进行t值检验(判断零水平处实验结果的算术平均值与所得的回归方程中的常数项是否有显著差异),如果t检验在信度α上通过,说明回归公式适用于被研究的整个区域,回归模型正确。
否则,说明回归公式不够确切,必须建立高次的回归方程模型。
就实验工况点安排来说,试验次数应大于正交表中的实验次数。
三、水冷式表冷器的小样试验及数据分析下面将对一水冷式表冷器小样,依全面实验的方法安排试验工况,并验证回归模型的正确性。
1.试件的技术条件及试验工况范围安排:(1)试件技术条件几何尺寸595mm×200mm×2排片数258片片厚0.2mm片间距23mm片的形式平铝片双翻边片的几何尺寸200×69.28mm管材铜管?1.6×0.5mm传热面积6.1555m2迎风面积0.1214m2通水断面积0.0001767m2(2)试验工况范围(3)正交试验安排(见表3)3试验工况因子t sq v y t w1w1/2实施饱和型备注注:①表中1为因子的上水平,-1为因子的下水平,0为零水平。
②Δ为1/2实施试验工况点。
③*为饱和型试验工况点。
④·该试验工况点因实验台故障未作,也未参加数据处理。
2.实验结果的回归分析由于实验难以作到严格正交,且该饱和型设计不正交,并为防止因试验工况点的误差,引起坏值剔除,试验数据处理采用多元线性回归方程处理。
然后进行方差分析,最后给出回归方程在试验工况点上计算值与实验结果的百分比偏差。
计算程序框图如下:下面介绍计算分析结果:(1)全面实验回归分析水冷式表冷器的回归公式为:K=5.9057t s10.5544 v y0.3706 t w1-0.1112ω0.2743方差分析结果(见表4)表4全面试验结果,经F检验看到F比均大显著性α为0.01时F临界值,故回归方程有高度显著性,每个因子都是不可少的。
t检验,经计算在α=0.05水平上成立,说明整个试验区域内回归方程是正确的。
将实测值与用(4)式计算值比较,其相对偏差均小于±5%,见表5。
表5 序号实测值回归方程计算值相对误差(%)1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151627.12134.35827.38227.69422.41328.92935.82629.52031.62033.1124.27526.46229.25031.51124.03029.46326.22933.93627.52128.39722.55928.58935.87629.63930.96033.03123.54126.93030.43731.12724.62928.9923.31.20.52.50.71.20.10.42.10.23.01.84.1.22.51.6(2)1/2实施实验回归分析回归公式:(5)方差分析结果见表6。
表6 F(t s1)F(v y)F(t w1)F(ω)F比F0.05 F0.01显著性82.19.1228.7**44.89.1228.7**11.49.1228.7**108.69.1228.7**1/2实施结果,经F检验t s1,v y,ω都为高度显著性,而t w1为显著性,每个因子都是必需的。
t检验,经计算α=0.1水平上成立,回归方程正确。
将实测值与用(5)式计算值比较除一个试验点上相对偏差5.9%外,其它均小于±5%,见表7。
表7 序号实测值回归方程计算值相对误差(%)(3)饱和型设计试验回归分析回归公式:K=5.7510 t s10.5350v y0.5046t w1-0.0985ω0.2377 (6) 由于五个方程式解五个未知数,没有剩余自由度,不能进行方差分析和t检验,将实测值与(6)式回归计算值比较,其相对偏差只有两个大于5%,其余都小于±5%,见表8。