焓差法试验室制冷系统的控制策略
焓差法试验室制冷系统的控制策略
1 引言
目前测试空调器制冷量的方法有两种 :即空 气焓差法和房间型量热计法 ,其中后者又有标定 型和平衡环境型两种形式 。焓差法试验室是由室 内侧室和室外侧室组成 ,通过测定试验室温湿度 、 风量 、压力以及电气性能等参数 ,进行空调器制冷 量 、制热量及其它各种性能的测试 。该装置可对 各种窗式 、分体式 、移动式 、普通静压及高静压风 管机空调器性能进行试验 ,还可以用于其它标准 工况相关试验及扩展试验 ,能满足企业新产品的 开发和生产抽检使用 。
3 PLC控制冷系统策略
焓差法试验室是采用平衡调温调湿方式进行 空气干球 、湿球温度的调节 ,即制冷系统持续运转 降温除湿 ,干球 、湿球温度控制仪表分别控制加热 器和加湿器功率输出 (图 2) ,来调节投入空气中 的热量和水份 ,从而获得所需要的空气温湿度 。
加热系统由电脑 PC、可编程控制器 PLC、电 流开关 、交流接触器 、固态继电器 、温控仪表 、温度 探头及加电热管组成 。当 PC发出指令打开加热
·72· 制冷技术 Refrigeration 第 8期
开关后 , PLC相应的 Y输出端输出 ,驱动接触器 的线圈使接触器吸合 ,接通电到固态继电器 SSR。 温控仪表在系统中起接受温度信号和发出脉冲信 号两方面的作用 。当温控仪表感应到系统中的温 度比设定的温度低时 ,便发出信号驱动固态继电 器 SSR ,使固态继电器到加热管的电源接通 ,让加
表 2 输出继电器 Y分配表 Tab. 2 Y distribution of output relay
DO 号
驱动对象
DO 号
驱动对象
DO 号
驱动对象
Y0
蜂鸣器
Y1
内侧风机
Y2
内侧冷机 1
某焓差实验室控制系统的优化
工业自
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某焓差 实验 室控制 系统 的优化
林 运 龄 ，黄 汉 华 ，蔡 晓 东 ，赵 薰
（ 东吉荣空调有 限公 司， 广 东揭 阳 ５ ２ ０ ） 广 ２ ０ ０
ｎ
柠＝ ，对数 字 凋节表 的输 出信 号和控 制 参数 进 行 实
时 修改等 功能
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构 ，专 门用于计 算机 与输 入输 出设 备 的通讯 。 上 位机 通 过 安装 Ｇ Ｉ ＰＢ接 口板 具 备 Ｇ Ｉ ＰＢ接
口 ，相 当增 加 了一 个 Ｉ ／ 。通 过 接 口板 提 供 的 Ｏ板 Ｄ Ｊ可 以方 便 的实 现与 Ｇ Ｉ 备进 行 通讯 『 Ｌ ＰＢ设 、以功
率计 为例 ：
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Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｏｐ ｉ ｚ ｔｏ ｆ ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｎ ａｐ ｒｏ ｍａ ｃ ａ ｔ ｊ ｅ ｔ ａ ｐ ｉ ｅ ｅ ｃ ｔ ｏ ｓｉ ｔｏ ｕ ｄ ｔ ｏ ｔ ｏ ｕ ｅ ｔａ ｔ ｔｍｉ ａ ｉｎ ０ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｓｅ ｂａ ｅ ｏ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｌ ｂ ｗｉｈ ａ ｒ ｎ ｈ ｌ ｙ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅｍｅ ｈ ｄ ｉ ｎ ｒ ｄ ｅ ｈ ｓ ｍｐ ｔ ｒ ｔ ｓ ｆ ｈｅ ｃ
空气焓差法试验台技术难点和应对策略
空气焓差法试验台技术难点和应对策略xx年xx月xx日contents •引言•空气焓差法原理及试验台系统构成•试验台技术难点及分析•应对策略及实施效果•结论与展望目录01引言空气焓差法试验台是一种用于测试空调机组和空气处理机组性能的设备，可模拟不同温度和湿度的环境条件，评估设备的能效和热舒适性等指标。
试验台主要由空气处理箱、冷热源系统、测量与控制系统等组成，具有较高的精度和可靠性。
试验台介绍1试验台技术难点23空气焓差法试验需要控制温度、湿度、风速等参数，精度要求较高，需要采用先进的传感器和控制器。
高精度控制试验过程中需要对设备的热平衡进行计算，即计算设备输出的热量与输入的热量之差，以评估设备的能效。
热平衡计算为了模拟不同的环境条件，需要采用大容量水箱和制冷剂循环系统，同时需要保证水温和水流量的稳定性和准确性。
模拟环境条件采用高精度传感器和控制器采用高精度传感器和控制器可以提高参数控制的精度，从而更好地模拟出不同环境条件下的性能测试。
应对策略概述优化热平衡计算方法可以采用更精确的热平衡计算方法，如采用能量平衡法等，以提高设备的能效测试精度。
增加模拟环境条件的稳定性可以采用大容量水箱和制冷剂循环系统，同时通过控制算法保证水温和水流量的稳定性，以更好地模拟不同环境条件下的性能测试。
02空气焓差法原理及试验台系统构成基本概念空气焓差法是利用空气的焓值差来测定制冷量的一种方法。
空气焓差法的基本原理是测量空气在两个状态点（室内侧和室外侧）的焓值，并计算其焓差。
焓值定义焓值是指空气在一定压力和温度下的能量，包括显热和潜热。
制冷量测定通过测量室内侧和室外侧空气的焓值差，可以计算出制冷量，从而评估制冷设备的性能。
空气焓差法原理试验台系统构成试验台主体包括试验台壳体、制冷机组、空气处理装置、测量装置等。
控制系统包括传感器、控制器和执行器等，用于测量和控制试验台各部件的工作状态。
数据采集与处理系统用于采集试验数据并进行处理、分析和存储。
2024版空调焓差实验室原理
安全操作规范
制定详细的安全操作流程，包括设备 使用、化学品管理、电气安全等方面。
设备日常检查与维护保养方法
设备日常检查
01
每日对实验室内的重要设备进行检查，确保其正常运行，及时
发现并处理设备故障。
维护保养计划
02
制定设备的维护保养计划，定期对设备进行保养，延长设备使
用寿命。
维修与更换
03
Байду номын сангаас
对损坏严重或无法修复的设备，及时进行维修或更换，确保实
空调焓差实验室原理
contents
目录
• 空调系统与焓差概念 • 焓差实验室设备与功能 • 实验室测试方法与步骤 • 空调性能评价指标体系 • 影响空调性能因素分析 • 实验室安全管理与维护保养
01
空调系统与焓差概念
空调系统基本组成
01
02
03
制冷系统
包括压缩机、冷凝器、膨 胀阀和蒸发器等，用于提 供制冷效果。
能耗效率比（EER）
空调在制冷模式下，制冷量与输入功 率之比，用于衡量空调的制冷效率。 EER值越高，表示空调制冷效率越高。
性能系数（COP）
空调在制热模式下，制热量与输入功率 之比，用于衡量空调的制热效率。COP 值越高，表示空调制热效率越高。
舒适性指标如温度波动范围
温度波动范围
空调在稳定运行状态下，室内温 度的变化范围。较小的温度波动 范围有助于提高室内环境的舒适
空调系统中焓差应用
制冷量计算
通过测量空气进出口的焓 差，可以计算出空调系统 的制冷量，从而评估系统 的制冷效果。
能耗分析
利用焓差可以对空调系统 的能耗进行分析，找出能 量损失的原因和节能潜力。
汽车空调焓差试验室功能介绍
汽车空调焓差试验室功能介绍
汽车空调焓差实验室可以实现对汽车空调系统性能及参数研究，评估散热性能，包括
焓差温度，压强温度和蒸发温度，以用于材料选择，结构优化，汽车空调及改进设计。
汽车空调焓差试验室主要包含四个部分：热源，冷源，空调仪表和控制系统。
1、热源：采用多种方案设置热源可以模拟汽车发动机的冷却性能，涉及外部热源和
内部风冷系统，通过控制系统来实现温度湿度、气压、风量和风向控制。
2、冷源：采用常用液冷机，包括热水冷却机，电子冷却机，单冷箱冷机，空调冷却
塔等。
3、仪表：通过温湿度传感器、实验台流量计、差压传感器、静压表以及外界温湿度
仪表等，能够掌握系统中各参数的数据，便于比较结果，并在实验中进行相关的参数调节。
4、控制系统：采用多路参数控制器，一边实时监测系统中各参数，另一边控制热源、冷源、温湿度、气压、风量和风向，从而实现对汽车空调系统性能和参数的研究和评估。
汽车空调焓差试验室可以用于多种空调结构和材料的分析和校验，如：风管、热交换器、冷凝器、控制系统、排气系统以及驾驶室环境评价等。
并且，在进行优化评估前，还
可以根据用户的使用要求，改进设计，优化材料，提高空调性能和系统可靠性。
焓差法试验室制冷系统的控制策略
Ｗ ａ ｇ Ｚ ｉｕ ｎ Ｘｕ Ｚ ｉ ａ ｇ ｎ ｈｙ ａ ， ｈｌｎ ｉ
ｅ ｃ ｒ ｎ ｒｄ ｃ ｄ Ｋ ｅ ｈ ｅ ｒ ｅ ａｉｎ ｓ ｓｅ ｒ ｎ ｆｒｔ ｅｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｒ ｐ ａ ｄ ｄ ｈ ｍｉｉ ｃ ｔ ｎ Ｔ ｅ ｄ ｙ ｂ ｌ ｄ ｗｅ ｕ ｂ ｎ ｅ ｗｅｅ ｉｔ ｕ ｅ 。 ｅ ｐ ｔ ｅ ｒ ｆ ｇ ｒｔ ｙ ｔ ｍ ｕ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｄ ｏ ｎ ｅ ｕ ｄｆ ａ ｏ ． ｏ ｉ ｏ ｏ ｈ ｉ ｉ ｈ ｒ ａｌａ ｔ ｌ ｎ ｂ
ｌ 引言
目前测试 空 调器 制 冷 量 的方 法 有 两 种 ： 即空 气 焓差 法和房 间 型量 热 计 法 ， 中后 者 又有 标 定 其 型和平 衡环境 型两 种形式 。焓 差法 试验 室是 由室 内侧室 和室外 侧 室组成 ， 通过 测定 试验 室温 湿度 、 风量 、 压力 以及 电气 性能 等参 数 ， 行 空调器 制冷 进
ｔｍ ｅａ ｒ ｇｕｅ ｅ ｓｄｔ ｃｎ ｏ ｔ ｏ ｅ ｕｐ ｔ ｆｔ ｅｔｒａｄｈｍｉ ｆ ｒｒｓｅｉ ｌ Ｏａ ｔ ａｊｓ ｔｅｈａ ａｄ ｅ ｐｒｔｅ ａｇｓｗ ｒ ｕｅ ｏｔ ｌｈ ｐ ｗ ｒ ｔ ｅｈ ａ ｕ ｄ ｉ ｅｐｔ ｅ Ｓ ｓ ｏ ｄｕｔ ｈ ｅｔ ｕ ｅ ｏ ｒ ｅ ｏ ｕｏ ｈ ｅｎ ｉｅ ｖｙ ｎ
是对 测 试室 内的 空 气状 态 进 行 调 节 ， 以达 到 我们
进行 实验 所需 的 工 况条 件 ， 测 试 在 一个 稳 定 环 使
焓差室的系统原理和方案设计
焓差室的系统原理和方案设计2 焓差室的系统原理和方案设计2.1焓差室概述目前，国内测试单元式空气调节机的试验方法主要是按照GB/T 17758-1999《单元式空气调节机》中附录A中的试验方法，附录中规定有五种试验方法：1、室内侧空气焓差法；2、室外侧空气焓差法；3、压缩机标定法；4、制冷剂流量计法；5、室外水侧量热计法。
测试房间空气调节器的试验方法主要是按照GB/T 7725-2004《房间空气调节器》中附录A中的试验方法，附录中提供了两种方法：1、房间型量热计法；2、空气焓值法。
在实际使用过程中，生产厂家为了兼顾测试空气调节机组的类型、出风型式、测试过程的要求等，通常选择空气焓差法系统作为试验方法。
主要是空气焓差法具有下列优势：1、空气焓差法不仅能进行静态实验来测试空调制冷产品的制冷能力和制热能力；2、空气焓差法同时能进行非稳态（动态）性能的实验（包括风机性能测试），如：空调器季节节能能效比（SEER）的实验需要测定间歇启/停状态下空调器的制冷量和输入功率，空调器热泵制热的融霜过程中非稳态的制热量、输入功率等，这些非稳态的过程必须采用空气焓差法进行测试。
3、应用了空气焓差法试验装置后，可以对空气干、湿球温度风量以及房间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供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4、空气焓差法可以对换热器部件进行性能测试。
5空气焓差法进行测试时只要工况稳定，试验风洞达到热平衡后，即可进行数据采集，相对与房间型量热计法需要整个试验室达到所需工况热平衡后才能进行数据测量，空气焓差法整个测试过程时间6、焓差法装置价廉，投资小要短，因此空气焓差法测试效率高。
7、焓差法能满足多个空调机组的标准测试要求。
综上所述，为了提高试验室的利用率和合理优化试验室资源，需要将一个试验室建成能够测试各种类型的产品，主要是约化现有产品系列（风冷冷风分体机组、风冷冷水（热泵）机组、水冷冷水机组、柜式空气处理机组）和以后可能在无锡开发的产品系列（屋顶一体机组）。
空调机的必测试验焓差试验
对行业影响及意义
推动空调机技术进步
焓差试验方法的应用将推动空调机行业的技术进步，促进产品性能 的提升和优化。
提高消费者满意度
通过焓差试验方法对空调机性能进行准确评估，有助于消费者选择 性能更优的产品，提高消费者满意度。
促进行业健康发展
焓差试验方法的应用将促进空调机行业的健康发展，推动行业向更高 标准、更高品质的方向发展。
焓差数据还可以用于计算空调机的能效比（EER）和性能系数（COP），评估空调 机的能效水平。
空调机性能评价
01
02
03
根据焓差数据，可以对 空调机的制冷或制热性 能进行评价。例如，制 冷量、制热量、EER和
COP等指标。
空调机的性能评价还需 要考虑其他因素，如噪 音、振动、可靠性等。
通过性能评价，可以了 解空调机的优缺点，为 后续的改进和优化提供
评估空调机的能效比
焓差试验可以测量空调机在特定条件下的能耗， 进而计算其能效比（EER或COP），为产品的能 效标识提供依据。
检测空调机的稳定性
通过长时间、连续的焓差试验，可以观察空调机 在各种工作条件下的性能稳定性，以及可能出现 的故障或问题。
焓差法原理及应用
焓差法原理
焓差法是一种基于热力学原理的测试方法，通过测量空调机进出口空气的焓差 来计算其制冷/制热量。该方法具有测量精度高、操作简便等优点。
本次试验成功验证了焓差试验方 法在空调机性能测试中的准确性 和可靠性，为后续研究提供了有 力支持。
空调机性能评估
通过焓差试验，我们获得了关于 空调机在不同工况下的性能数据 ，为产品优化和改进提供了依据 。
与传统试验方法的
对比
与传统试验方法相比，焓差试验 方法具有更高的精度和可重复性 ，能够更好地反映空调机的实际 性能。
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冷机开机延时时间为每次冷机关机至重新启动的 时间 ,起到保护冷机的作用 。冷机停止运行时 ,冷 机 、加热器和加湿器先停机 ,然后再停止风机的运 行 。冷机冷媒回收时间为关机时冷机电磁阀与压 缩机关闭的时间差 ,目的是回收冷媒 ;冷机冷媒释 放时间为开机时冷机电磁阀与压缩机打开的时间 差 ,目的是使冷媒分布到全部管路 ,避免冷机低
第 8期 制冷技术 Refrigeration ·73·
输入与输出 :依据控制对象 ,对可编程控制器 外部输入继电器 X,用来采集各个被控对象的报 PLC的 I/O 点数及主要内部继电器进行分配 [1 ] 。 警信号 ,是开关量输入 。分配表见表 1。
1 引言
目前测试空调器制冷量的方法有两种 :即空 气焓差法和房间型量热计法 ,其中后者又有标定 型和平衡环境型两种形式 。焓差法试验室是由室 内侧室和室外侧室组成 ,通过测定试验室温湿度 、 风量 、压力以及电气性能等参数 ,进行空调器制冷 量 、制热量及其它各种性能的测试 。该装置可对 各种窗式 、分体式 、移动式 、普通静压及高静压风 管机空调器性能进行试验 ,还可以用于其它标准 工况相关试验及扩展试验 ,能满足企业新产品的 开发和生产抽检使用 。
KR8
外侧冷机 1
KR9
外侧冷 2
KR11
外侧加热
KR12
外侧加湿
KR13
试验电源
焓差法试验室系统启动与停止时 ,系统中的 27个被控对象的启动顺序有所不同 。风机连锁 冷机 、加热 、加湿 ,启动时 ,冷机与风机先启动 ,并 且只要有一个冷机启动运行 ,风机就要立即启动 , 以保证室内的空气流通 ,然后再启动加热器和加 湿器 。[ 2 ]开启冷机时 ,按钮按下后 ,电磁阀即时打 开 ,冷机延时一段时间后启动 ,以释放系统冷媒 。
关键词 :焓差法 ;制冷系统 ; PLC;湿度控制引说
The con trol stra tegy of labora tory refr igera tion system for en tha lpy d ifference
W ang Zhiyuan, Xu Zhiliang ( Institute of Refrigeration and A ir Conditioning, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China) Abstract: The test device, p rogrammable PLC app lication and the control strategy of refrigertion systrem for em thalpy differ2 ence were introduced. Keep the refrigeration system run for the temperature drop and dehum idification. The dry ball and wet bulb temperature gauges were used to control the power output of the heater and hum idifier respetively so as to adjust the heat and moisture for air temperature and hum idity. The factors to influence the measurement accuracy were analyzed and the solution was p rovided. Keywords: Enthalpy difference, Refrigeration system , PLC, Hum idity control system
受风室置于室内侧 ,共分为三段 :前段有静压 测量孔 ,用来测量静压 ,被测空调器的送风口与受 风室连接 ,当被测机开始运转时 ,由于受风室管路 的影响 ,产生风阻 ,受风室内外产生压力差 ,即静 压 P, P送入控制表 ,控制表根据 P和设定值 ( 0) 之间的偏差自动计算输出量 ,控制变频器输出频 率 ,变频器控制静压风机转速 ,平衡风阻 P,使被 测空调器出风口风阻为零 (即静压为零 ) 。中段 为空气混合器 ,使受风室吸入的被测空调器出风 充分混合 ;后段出风温度测量装置 ,测量被测空调
·72· 制冷技术 Refrigeration 第 8期
开关后 , PLC相应的 Y输出端输出 ,驱动接触器 的线圈使接触器吸合 ,接通电到固态继电器 SSR。 温控仪表在系统中起接受温度信号和发出脉冲信 号两方面的作用 。当温控仪表感应到系统中的温 度比设定的温度低时 ,便发出信号驱动固态继电 器 SSR ,使固态继电器到加热管的电源接通 ,让加
2 测试装置
空气焓差法试验室 (图 1)主要由实验室外围 保温结构 、空气调节处理系统 、湿度采样系统 、风 量测量装置 、电控系统及计算机测量系统等组成 。
( 1 )实验室外围保温结构 实验室外围保温结构一般由双面钢板 、中间
为保温材料的库板拼装而成 。其作用是隔阻室内 空气与外部环境之间以及室内侧与室外侧之间的 热传递 ,减少冷热量的损失 ,具有明显的保温节能 效果 ,并且在室内外侧测试室形成相对稳定的温 度场 ,有利于实验的准确性 。
表 2 输出继电器 Y分配表 Tab. 2 Y distribution of output relay
DO 号
驱动对象
DO 号
驱动对象
DO 号
驱动对象
Y0
蜂鸣器
Y1
内侧风机
Y2
内侧冷机 1
Y3
内侧冷机 2
Y4
内侧加热
Y5
内侧加湿
Y6
静压风机
Y7
外侧风机
Y10
外侧冷机 1
Y11
外侧冷机 2
Y12
外侧风机低速
器出口的干湿球温度 。 ( 5 )测控系统 测控系统为用户提供一个方便的测量控制操
作平台 ,它由各种测控仪表 、变送器 、计算机 、开 关 、指示灯等组成 。控制仪表精确的反映当前的 运行状态如 :电压 、电流大小 ,温湿度地高低 ,有无 正常的信号 ,并可对当前的工作状态进行调整如 改变温度 、湿度等 ,传感器包括温度 、湿度 、开关量 信号 、图象等 ,它将采集到的信号传送到控制台处 理 ;计算机可将一段时间内的实时情况进行保存 , 可随时查看某个实验并将其参数调出 ;开关指示 灯可对系统的每个部分进行开关控制并给出开关 信号 。
Y13
外侧吹出加热
Y14
外侧加湿
Y15
试验电源
Y16
低温工况
Y17
冷却塔 、泵
Y20
外侧吸入加热
Y21
内侧冷机 1
Y22
内侧冷机 2
Y23
外侧冷机 1
Y24
外侧冷机 2
Y25
除霜
Y26
备用
主要内部继电器 KR,用来接收上位机触摸屏发送来的命令 ,作为被控对象的启动与制动开关 ,以 此来控制整个测量系统的运行 。其接收的也是开关量 0或者 1。其分配表见表 3。
热管工作 。当系统的温度接近设定值时 ,通过温 控器 P ID 的调节作用 ,输出信号减少 ,从而使加热 量减小 ;当系统的温度低于设定值时 ,通过温控器 P ID 的调节作用 ,输出信号增加 ,从而使加热量增 加 。如此循环 ,达到控制干球温度的目的 。
图 2 焓差法试验室制冷系统控制原理 Fig. 2 The control p ricip le of laboratory refrgeration system for enthalpy diffence
X1
外侧风机转速
X4
外侧风机运行
X7
内侧冷机 2报警
X13
外侧冷机 2报警
X16
内侧加热器过热
X21
外侧加湿器缺水
X24
冷却塔 、泵
X27 外侧温度 /湿度转换
X2
外侧风机报警
X5
内侧风机过载
X10
静压风机报警
X14
内侧试验室超温
X17 外侧吹出加热器过热
X22
冷却水不足
X25
低温工况
外部输出继电器 Y,用来控制系统设备中的被控对象 ,是开关量输出 。分配表见表 2。
表 3 主要内部继电器 KR分配表 Tab. 3 KR distribution of main internal relay
内部继电器 KR
开关对象
内部继电器 KR
开关对象
内部继电器 KR
开关对象
KR1
内侧风机
KR2
内侧冷机 1
KR3
内侧冷 2
KR4
内侧加热
KR5
内侧加湿
KR6
静压风机
KR7
外侧风机
低温与超 efrige ra tion
Cryo. & Supercond. Vol. 36 No. 8
焓差法试验室制冷系统的控制策略
王志远 ,徐志亮
(河南科技大学制冷与空调研究所 , 洛阳 471003)
摘要 :介绍焓差法试验室测试装置 ,论述 PLC可编程在焓差法试验室中的应用 , PLC控制制冷系统的策略 ,采 取制冷系统持续运转降温除湿 ,干球 、湿球温度控制仪表分别控制加热器和加湿器功率输出 ,来调节投入空气中的 热量和水份 ,从而获得所需要的空气温度和湿度 。分析焓差法试验室测量精度的影响因素 ,提出相应的解决措施 。
图 1 焓差法试验室测试装置 Fig. 1 Laboratory testing equipment for enthalpy difference
测试时 ,被测空调器的蒸发器送风口和室内 侧的空气测量装置相接 ,空气测量装置中的风道 截面尺寸和蒸发器送风口的截面尺寸相同 ,同时 要求空气测量装置具有良好的保温作用 ,保证漏 热量不超过被测空调器制热量的 5%。保温应从 蒸发器送风口开始 ,直至测温点为止 ,其中包括连 接风管在内 。测试时 ,冷风经风道而进入接收室 , 经喷嘴而进入排风室 ,再由排风室中的排风扇送 出。