热泵空气侧换热量测量空气焓差法改进
空气焓差法原理与方法
各符号的含义
qtci 制冷量(室内侧数据),W ; qlci 潜热制冷量(室内侧数据),W ; qtco 制冷量(室外侧数据),W ; qthi 制热量(室内侧数据),W ; qtho 制热量(室外侧数据),W ; qL 内连接管的管路漏热损失,W ; qth 用压缩机标定法试验求得的热量,W ; Qmi 室内空气流量测量值, m3 / s.
4
风量的测量
Ln 流经每个喷嘴的风量，m 3 / s; C 流量系数。 喷嘴喉部直径大于等于125m m时， 可设定C 0.99;
An 喷嘴面积, m2; P 喷嘴前后的静压差或喷嘴喉部的动压, Pa;
n 喷嘴处空气密度, kg / m3;
Pt 机组出口空气全压, Pa; B 大气压力, Pa;
16
各符号的含义
Pv 喷嘴喉部的动压或通过喷嘴的静压差，Pa ; Pn 喷嘴前的静压力，Pa ; q 按GB / T 5773确定的压缩机制冷量，W； qe 输入量热器的热量，W；
qsci 显热制冷量(室内侧数据),W ; qsc 显热制冷量; qsri 显热再加热量(室内侧数据),W ; qte 用压缩机标定法试验求得的制冷量,W ;
8
室内空气焓差法制冷量计算
qtci
Qmi (ha1 ha2 ) Vn' (1Wn )
qlci
2.47106Qmi (Wi1 Vn' (1Wn )
Wi2 )
qsci
QmiCpa (ta1 ta2 ) Vn' (1Wn )
Cpa 10061860W i1
9
空外空气焓差法制冷量计算
qtco
Qmo (ha4 ha3 ) Vn' (1Wn )
喷嘴喉部直径(Dmax),喷嘴距箱体距离不得小于1.5倍最大喷嘴喉部 直径; c)喷嘴加工应按要求,喷嘴的出口边缘应是直角,不得有毛刺、凹痕或圆 角。 1.3穿孔板的穿孔率为40%;
空气焓差法测试空调器性能的影响因素
空气焓差法测试空调器性能的影响因素吴晓磊【摘要】空气焓差法是空调器性能测试的普遍方法,具有测量周期短、操作简单以及设备造价低等优点.影响空调器性能测试结果的因素主要有取样风速、湿球温度和风量等,因此有必要对其进行有效分析.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】2页(P180,182)【关键词】空气焓差法;测试精度;性能【作者】吴晓磊【作者单位】合肥产品质量监督检验研究院,合肥 230088【正文语种】中文热平衡法与空气焓差法（以下简称焓差法）是空调器能力的两种测试方法。
对比而言，焓差法是独立的试验，没有参考和可比性，测出来的结果准确与否全看试验设备的好坏，不能排除某个设备偶尔“失灵”而带来的误差。
热平衡法由于有室内外侧作对比，所以排除了设备引起的偶然误差，数据可信度高，常在检验、争议和仲裁时使用。
但是，焓差法具有测量周期短、操作简单和设备造价低等优点而被广泛使用，所以对于测试人员而言，如何准确地使用焓差法变得尤为重要。
1 焓差法的测量原理以及试验系统的介绍空气焓差法是一种测定空调器制冷、制热能力的试验方法，它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能量[1]。
风洞式焓差法的测试室布局如图1所示。
图1 风洞式空气焓值法的试验装置试验装置分为室内侧和室外侧的两个测试间室，制冷量和制热量是通过测定试验室温湿度、压力、风量以及电参数等来确定。
空调器送风口与室内侧的空气测量装置连接。
空气测量装置应使得空调器送风口至测温点的漏热量在被测样品制热量的5%以内。
室内侧与室外侧的空气调和机组主要是提供标准要求的环境温湿度条件。
参考《房间空气调节器》（GB/T 7725-2004），可知制冷量的公式为：式中，θtci为制冷量；qmi为风量；ha1为空气焓值（内侧回风）；ha2为空气焓值（内侧送风）；V´n为比容（测点处湿空气）；Wn为空气湿度。
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。
翅片管式热交换器的ε-NTU法换热量计算公式以及在空调机开发中的应用
翅片管式热交换器的ε-NTU法换热量计算公式以及在空调机开发中的应用陆东铭【摘要】本文列表给出了翅片管式换热器分别作为冷凝器(干面)和蒸发器(湿面)时的ε-NTU法换热量计算公式,并阐述了其在空调机开发中的两个实际应用.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】3页(P77-79)【关键词】空调;ε-NTU法;换热量【作者】陆东铭【作者单位】上海三菱电机·上菱空调机电器有限公司上海 200135【正文语种】中文1 引言热交换器是空调机的四大部件之一，是影响空调机性能的重要因素。
采用ε-NTU 法对热交换器换热性能进行预测，可以对比不同热交换器的性能；尤其在系列空调机的开发中，通过对比所有热交换器的性能，使用最恶劣条件进行评价的原则，选取相应的热交换器作为代表来评价，可以大幅节约开发时间，提高开发效率。
当制冷系统的变化比较小时，采用ε-NTU法可以对制冷系统的性能进行简易计算。
本论文给出了采用ε-NTU法计算翅片管式热交换器换热量的方法，并阐述了ε-NTU法在实际空调机开发中的两个主要应用。
2 采用ε-NTU法对翅片管式热交换器进行换热量计算的方法2.1 翅片管式空气-制冷剂热交换器的几何学构成要素标准的翅片管式空气-制冷剂热交换器如图1所示，管内侧流体为制冷剂，管外侧流体为空气。
以管外径为φ=9.52mm的某热交换器为例，其几何学构成要素如下：管外径do=9.52mm、管壁厚tp=0.28mm、扩管率dR=1.05；管内径（扩管后）di=dR•do-2•tp=9.436mm；管段数NT=20、管列数NR=2；管段距S1=25.4mm、管列距S2=22.0mm；翅片壁厚tF=0.095mm、翅片片距Fp=1.5mm、NF翅片片数565；翅片翻边直径dc=do•dR+2•tF=10.186mm；翅片高度L1=NT•S1=508mm；翅片宽度L2=NR•S2=44mm；翅片积幅L3=NF•Fp=847.5mm；管抽取数Pr为0根。
空调器空气焓差法测量制冷(热)量方式及误差分析
制 冷量 和 热 泵 制 热 量 性 能 的测 试 方 法 有 空 气 焓 差
法 ， 管热 平衡 法 、 问热平 衡法 和 房 间型量 热计 等 风 房 多 种形 式 。其 中风 管热 平衡 法 和房 问热 平衡 法 只能 进 行 静态 实验 ， 而采 用房 问型量 热计 时 ， 空调 器凝 结
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 问变 化 曲线 ， 足 动态 工 况 的测 满 试 要 求 。空气 焓差 法可 作 为房 问空 调 的检测 装 置和
设计 开发 的重要 手段 。
式 中 ： 空调 器 室 内侧 回风空气 焓值 ，／ｇ 干 ） ｈ： Ｊ （ ｋ
水 的温 度 （ 即焓 值 ） 能 实 现 测试 （ 结 水 在 空 调 器 不 凝 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 试房 间空 调 的制 冷 能力 和 制 热 能 力 ， 时能 进 行 非 稳 态 同
１９ ） ９ ６
依据 国标 Ｇ ／７２ ＢＴ ７５—１９ ， 气 焓 差 法 实 验 需 ９６ 空 要 两个 相邻 的房 问 ， 一个 作 为室 内侧 小 室 ， 一个 作 为
室外 侧小 室 ， 个 试 验 小室 的 空 气状 态 在 试 验 机 组 两
・
对（ ） １式作全微分 ：
＝
一 一
（ Ｗ ｄ １ Ｗ
＋ ）
（） ３
、 ～
度 以计算 相对 湿 度 ， 即可 得 到 取 样 截 面处 的 空气 状
・
式中 ： 所计 得 的制冷 量 的微小 终 变量 ； ｄ
浅析空气焓差法测量制冷量不确定度的评定方法及其在试验中的影响
Abstract By evaluating and analyzing the uncertainty of the measurement of cooling capacity by air enthalpy method, the key influencing factors in the test process can be identified and the reliability of the test results can be determined. It can be seen from the analysis that the uncertainty component introduced by inlet and outlet wet-bulb temperature has the greatest influence on the results. It is very important to improve the precision of wet-bulb temperature measuring element and ensure the stability and reliability of wet-bulb temperature sampling. Keywords Air conditioners; Air enthalpy method; Cooling capacity; Uncertainty
pn一一喷嘴进口处的大气压，kPa；
W„一一喷嘴进口处的空气湿度，kg/kg (干空气)； Vn——按喷嘴进口处的干球、湿球温度确定的，在
标准大气压下的湿空气比体积，m3/kg；
D一一喷嘴直径，m；
£一一喷嘴前干球温度,°C。
(2)室内侧进风空气烙值ha的计算公式如下
建筑环境测试技术试卷答案
暖通专业2008级《建筑环境测试技术》课程考核试卷一标准答案一、选择题（本大题共6小题，每小题2分，总计12分）1．C；2．A；3．C；4．C；5．B；6．B；二、填空题（本大题共6小题，每小题2分，总计12分）1．量值标准量2．计量3．比较法两点法4．热电偶补偿导线5．平板直接法平板比较法6．按照分量校准按照总量校准三、名词解释（本大题共4小题，每小题5分，总计20分）1．组合测量：当某项测量结果需用多个未知参数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据测量量与未知参数间的函数关系列出方程组求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。
2．精确度：仪表指示值与真值的接近程度。
3．相对误差：绝对误差所占真值的比例。
通常可分为实际相对误差、示值相对误差和满度相对误差。
4．霍尔效应：将半导体薄片置于磁场中，沿着薄片的某一方向通入恒定电流，在与电流方向相反的方向就会产生电子流动，这些带电粒子在洛伦兹力的作用下会偏离运动轨迹，这一物理效应就叫做霍尔效应。
四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，总计30分）1．测量仪表的精度和灵敏度分别指什么？二者的区别是什么？答：精度是指测量仪表的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度，精度不仅用来评价测量仪器的性能，也是评定测量结果最主要最基本的指标。
灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度，一般定义为测量仪表指示值增量与被测量增量的比值。
区别：精度是表征测量仪表的精密程度的量度，或者是表征测量结果准确度的量度；而灵敏度是表征测量仪表对被测量值变化的敏感程度。
2．简述压差式流量计的基本构成及使用特点，常用的压差式流量计有哪几种？答：基本构成：管道和节流装置；使用特点：连续流体经过节流装置时，将在节流元件处形成局部收缩，然后在管道某处流束再次充满管道，流体速度恢复到节流前的速度，由于流体流经节流元件时会产生旋涡和沿程阻力造成能量损失，因此压力值不能恢复到原来的压力值，前后形成节流压力损失。
基于现场实测的燃气热泵(GHP)性能研究
秦朝葵等•基于现场实测的燃气热泵（GHP )性能研究doi:10.3969/j.issn.1671-5152.2020.12.006基于现场实测的燃气热泵（GHP )性能研究□同济大学机械与能源工程学院（201804)秦朝葵张超□武汉华润燃气有限公司（430000 )朱晗摘 要：基于室内侧S气發差法，对某一工程现场安装的燃气热泵（Gas-engine-driven heat p u m p,G H P)机组进行了全年运行测试，计算了机组能效系数C O P(C oefficients o f Perform ance)及其不确定度。
重点分析了室外温度、部分负荷率等因素对C O P的影响，获得了机组在全负荷范围内的性能拟合公式，计算得出的能耗与实际能耗高度吻合。
本文工作为现行电/气价格下G H P与电动多联机（Electric heat p u m p,E H P)的运行经济性评价提供了第—资料。
关键词：燃气热泵现场实测运行性能1前言空调系统的耗电（尤其是峰电）随着高温气候 频现而屡创新高，由此引发的电力危机日益引起人们 的关注。
夏季天然气消费呈现低谷。
燃气热泵（Gas- engine-driven heat pump,下简称GHP) 以天然气为燃 料，由发动机取代电动机实现制冷/热循环，仅室内 外机风机运转需消耗电力。
若大力推广使用GHP,可 有效缓解电力的季节性峰谷差。
冬季GHP高效回收发 动机余热、无需除霜，具有较之电空调更佳的热舒适 性和更强的供热能力。
实际工程中，设计人员在设备选型时均考虑较大的安全裕量，使得机组长期在较低的部分负荷下运 行。
对于GHP,设备商仅提供50%以上负荷率的性能数 据，而电动多联机（EHP)厂家也仅提供负荷率30%以上的性能数据。
国内天然气价格高而电力价格低，欲 全面客观评估GHP较之EHP的经济性、发掘适用的市 场，必须通过实测来获得其在低负荷率下的性能。
多联机实测方法有2种：空气焓差法和冷媒焓差 法。
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文章编号: 1005—0329(2006)03—0083—04热泵空气侧换热量测量空气焓差法改进钟晓晖,吴玉庭,张行周,王艳红,崔 廷,马重芳(北京工业大学,北京 100022)摘 要: 利用空气焓差法进行热泵空气侧换热量测量时,通常采用测流量法测量风的流量和截面平均温度。
这种方法受温度测量布点的限制,使精度很难进一步提高,本文对这种方法进行了改进,采用风量测量和风速测量对温度进行加权的方法,并对这两种方法进行了比较、分析。
关键词: 热泵;换热量;焓差法中图分类号: T Q051.5 文献标识码: AImprove of E nthalpy Potential Method for Measuring Air H eat C apacity of H eat PumpZH ONG X iao 2hui 1,W U Y u 2ting ,ZH ANG X ing 2zhou ,W ANG Y an 2hong ,C UI T ing ,M A Chong 2fang(Beijing University of T echnology ,Beijing 100022,China )Abstract : When we measure the air heat capacity of heat pump by enthalpy potential method ,the flow rate measuring method was used to measure flow rate and sectional mean temperature of air.This method is limited by temperature measuring stationing.Its preci 2sion is difficult to In this paper ,the method is improved ,we use flow rate measuring method and air velocity weighting temper 2ature method.M oreover ,tw o methods were compared and analyzed.K ey w ords : heat pump ;heat capacity ;enthalpy potential method收稿日期: 2005—06—17 修稿日期: 2005—10—281 引言目前热泵制热量的测量方法主要为热平衡法和空气焓差法。
空气焓差法是利用空气流过制热装置时获得的热量(焓差)与制热装置放热量相等的原理,分别测出进入和离开制热装置放热量,两者相减即为制热量。
这种方法既可以进行静态实验还可以进行动态实验,而且结构简单、较容易实现,是目前在空调系统测试中广泛采用的一种方法。
测量进出风焓值时,常采用测流量法测量风的流量和截面平均温度,但该方法受温度测量布点所限,精度很难进一步提高。
本文对此方法进行改进,采用风量测量和风速测量对温度进行加权的方法,并用换热器水侧焓值进行了校验。
2 测试原理和试验装置211 测试原理空气焓差法测量制热量的关系式(严格绝热条件下)为:Q h =ΔH =G (h 2-h 1) (kW )(1)式中 G ———空气质量流量,kg/s h 1,h 2———进、出风空气焓值,k J/kg 湿空气焓值为:h =1.01+0.001d (2501+1.84t ) (k J/kg )(2)式中 t ———湿空气的干球温度,℃ d ———湿空气的含湿量,g/kg 干空气则 Δh =h 2-h 1=(1.01+0.00184d )(t 2-t 1)(3)因此,制热量计算的精度取决于空气流量、进出口截面平均温度以及含湿量的测量和计算。
图1所示为管道内某一截面上流体的温度分布。
在管内任取一微元面积d F ,则流体的质量流量为ρu d F ,热流量为c p ρtu d F ,通过整个截面的热流量为∫Fc p ρtud F ,截面上(按能量平均)的流体平均温度为t F ,对于常物性流体有:c p ρt F u m F =c pρ∫Ftu d F (4)即 t f =∫Fut d F /u mF=∫fut d F /V (5)式中 u m ———截面平均风速,m/s V ———体积流量,m 3/s F ———风道截面面积,m 2 u ———截面局部速度,m/s从上式可以得出各个温度点的权值受其所在点风速的影响。
图1 管截面流体平均温度的计算示意212 试验装置本文建立了吸风式风洞,并搭建了热泵空气侧换热量测量实验台。
图2所示为实验系统,该实验系统主要由风系统、水系统和测量系统三部分组成。
图2 热泵空气侧换热量测量实验台示意2.2.1 风系统风洞分为入口段、整流段、收缩断、稳定段和测试段等几个主要部分。
测试段安装换热器,测试段后安装孔板流量计,风量通过风机调节阀调节。
2.2.2 水系统其主要包括恒温水槽、循环泵、涡轮流量传感器、管道、阀门及高位水箱等。
热水进口温度通过恒温水槽来调节,保证进口水温恒定。
热水被循环水泵加压后送至被测换热器中,与空气进行热交换后,进入高位水箱。
在循环水泵出口装有涡轮流量传感器,将产生的电脉冲信号通过信号放大器送至流量数字积算仪中,从而直接测量出通过换热器的水流量。
在换热器的进出口分别设有混合室,以便准确测量进出口水温。
通过调节阀门可以改变系统水的流量,使流经换热器管内水流的速度满足测试工况的要求。
2.2.3 测量系统其主要包括以下几个部分:(1)温度测量 水侧温度测量采用T 型热电偶,精度可达0.1℃,在换热器进出口水管路上设置混合室,直接测水温;空气侧温度采用铂电阻,精度可达0.1℃;在进出口截面上各布置9个点,在各小方块中心布点,布点位置如图3所示。
图3 矩形风管测点位置示意(2)湿度测量 采用BZ16便携式自动露点湿度计,精度可达1PPM。
(3)风速测量 采用TEST O T425热敏风速仪,精度为±(5%mv±0.05m/s),mv为测量值。
(4)流量测量 空气流量采用宽量程自适应式孔板流量计测量,仪表测量范围可达100～1000m3/h。
通过流出系数、流束膨胀系数等进行在线计算,保证了计量的精度,在1∶20的测量范围可以达到±1%RS(读数值)。
水测流量测量采用涡轮流量计,型号为LWGY24,测量范围为40～250L/h,通过信号放大器接远程仪表显示读数,精度等级为±1%FS。
3 两种测量方法的结果比较对不同水流量下的空气侧换热量进行了测试,图4～7分别为水流量为40kg/h、60kg/h、80kg/h和100kg/h时水侧和空气侧的换热量。
以水侧换热量为准,比较两种测量方法的精度,两种测量方法的焓值计算方法相同,都采用式(1)～(4),区别在于对9个小区的温度测量值的处理上:方法一是取各个温度点的几何平均值;而方法二以测温点处的风速值为各个温度点的权重对温度进行加权,加权以后得到的平均温度才真实反应了流体的平均温度为t f(见式(5)),具体计算方法如下:方法一:t=(t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9)/9方法二:t=(v1t1+v2t2+v3t3+v4t4+v5t5+v6t6+ v7t7+v8t8+v9t9)/(v1+v2+v3+v4+v5+v6+v7+v8+v9)式中 t1～t9———图3中各小区中心点的温度值 v1～v9———测温点处的风速值从实验结果可以发现,温度加权后空气焓差法的误差减小,精度明显提高。
图7中当水流量为100kg/h时,空气侧的换热量与水侧换热量差别较大,而且风量越小,差值越大。
这是风洞保温层的效果较差,风洞出口会向外界散失一部分热量的缘故。
风量越小,出口的平均温度与外界温度的差别就越大,向外界散失的热量就越多,空气侧的换热量与水侧换热量的差别就越大。
图4 水流量为40kg/h时换热量图5 水流量为60kg/h时换热量图6 水流量为80kg/h时换热量图7 水流量为100kg/h时换热量此外,从实验结果还可以发现,随着空气流量的增加,两种方法的测量值趋于一致,这是因为随着空气流速的增加,逐渐由层流变为湍流,层流和湍流的速度分布规律不同(见图8,9),对温度的权数影响也不同,层流时,速度对温度权数的影响较大,而湍流时速度对温度权数的影响较小。
图8 层流进口段边界层的发展及换热特征图9 湍流进口段边界层的发展及换热特征4 结语温度加权焓值法不仅消除了风速对空气温度测量的原理误差,提高了测量精度,而且对测量时温度布点的要求较小,可以简单地采用均匀布点方式,使操作更简便。
同时,试验证明此方法能够显著地降低热泵空气侧换热量的测量误差。
参考文献:[1] 张小松,王立,凌辰.热泵空气侧制热量测量方法的探讨[J ].流体机械,2000,28(10):55258.[2] 谢爱霞.空气焓差法试验装置的设计和布置[J ].湛江海洋大学学报,2003,(4):52256.[3] 邵双全,石文星,彦启森.空调器性能测试实验台中空气焓值测量方法的改进[J ].实验技术与管理,2002,(5):38242.作者简介:钟晓晖(19772),博士研究生,从事制冷空调仿真与实验方面的研究,通讯地址:100022北京市北京工业大学427信箱。