空气焓差法试验台技术难点和应对策略精修订
试验用空气焓值法试验装置温湿度测量系统

试验用空气焓值法试验装置温湿度测量系统茅晓晨;余国瑞【摘要】从试验用空气焓值法试验装置的制冷量计算及不确定度分析入手,指出影响制冷量的关键因素.对各种温湿度测量系统进行分析研究,给出校准方法、注意事项和系统不确定度.【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】6页(P7-12)【关键词】空气焓差法;温湿度测量系统;校准方法;不确定度【作者】茅晓晨;余国瑞【作者单位】上海市计量测试技术研究院,上海市在线检测与控制技术重点实验室;上海市计量测试技术研究院,上海市在线检测与控制技术重点实验室【正文语种】中文0 引言试验用空气焓值法试验装置使用空气焓差法来测量房间空调的制冷能力、制热能力、低温非稳态制热能力、功耗、C.O.P.、循环风量以及季节能源消耗效率。
由于其方法简便、装置价廉、节约能源等优点,被广泛用于房间空调的检测装置和设计开发的重要手段。
本文通过分析,确立温湿度测量系统在空气焓值法试验装置中的重要性,结合检测、校准经验和国内外专业领域研究,分别对试验用空气焓值法试验装置温湿度测量系统的使用要点、检测校准和不确定度进行研究。
1 系统分析试验用空气焓值法试验装置包括室内侧和室外侧,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。
通常,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空调按实际方式安装,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。
基于室内侧数据的制冷量、显冷量、潜冷量分别按公式(1)-(3)进行计算:式中:Qtci —制冷量(室内侧数据),W;Qsci —显冷量(室内侧数据),W;Qlci —潜冷量(室内侧数据),W;qvi —空调器室内侧风量,m3/s;Δt —受风室内外空气温差的绝对值,℃;ta1 —空调器室内侧回风空气的干球温度,℃;ta2 —空调器室内侧送风空气的干球温度,℃;ha1 —空调器室内侧回风空气的焓值(1 kg干空气组成的湿空气),J/kg;ha2 —空调器室内侧送风空气的焓值(1 kg干空气组成的湿空气),J/kg;w1 —空调器室内侧回风空气的含湿量(1 kg干空气组成的湿空气),kg/kg;w2 —空调器室内侧送风空气的含湿量(1 kg干空气组成的湿空气),kg/kg;vn —喷嘴处空气的比容(1 kg干空气组成的湿空气),m3/kg;wn —喷嘴处空气的含湿量(1 kg干空气组成的湿空气),kg/kg;cpa —空气的比热容(1 kg干空气组成的湿空气),J/(kg·K);K —受风室的漏热系数(从空调器室内侧送风口到空气取样装置),W/℃;K1 —2.47×106 (此值为15℃ ±1℃时的蒸发潜热 ),J/kg。
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。
焓差法试验室调试常见问题分析

摘 要 介 绍 焓 差 法 试 验 装 置 , 述 P C可 编 程 在 焓 差 法 试 验 室 中 的应 用 , 结 在 调试 过 程 中所 遇 到 的各 论 L 总
种故 障 问题 , 提 出 相 应 的 解 决 措 施 。 并
关 键词 焓差法 P C 调试 L
输 入 与输 出 : 依据 控 制 对 象 , 可 编程 控 制 器 对 P C的 IO点 数 及 主 要 内部 继 电 器进 行分 配 J L / 。 外部 输入 继 电器 x, 来采 集各个 被控 对象 的报 警 用 信号 , 开关 量输入 , 配表 如表 1 是 分 。 外部 输 出继 电器 Y, 用来控 制 系统设 备 中的被
目前 测试 空调 器制冷 量 的方法 有 2种… : 气 空 焓差 法和 房间 型量热 计法 , 中后者 又有标 定型 和 其 平衡环 境 型 2种形 式 。焓 差 法 试 验 室是 由室 内侧
测 试时 , 测 空调器 的蒸 发器 送风 口和 室 内侧 被
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 , 时要求 同
维普资讯
第 7 卷
第 3期
制 冷 与 空 调
REFRI GERA TI ON AN D I — CON DI 0N I A R T1 NG
2 0 0 7年 6月
焓 差 法 试 验 室 调 试 常 见 问题 分 析
徐 志 亮 严 玉 雄
Ana y i f c m m o r b e o h n h l y t s e ho a o a o y l ss o o n p o l m f r t e e t a p e tm t d l b r t r
空调器空气焓差法测量制冷_热_量方式及误差分析

) -
+ 01622φ2 φΡ水 ) 2
P水 〕d P水
(13)
而在测量相对湿度时使用本室的精密数字温湿
度计 ,由前文可知其 U95 = 0. 3 % ,均匀分布 ,可知 dφ
= 0. 3/ 3 = 0. 17 % ,把各已知量代入式 (13) 化简得 : uW = 3. 65 ×1025
故由绝对湿度带入的制冷量的不确定度有 :
dq —对风量 q 测值的微小因变量 ; dhal —对回风空气焓值 ha1 测值的微小因变量 ; dha2 —对送风空气焓值 ha2 测值的微小因变量 ; dV′n —对比容 V′n 测值的微小因变量 ; dW —对绝对湿度 W 测值的微小因变量 。 将各微小变量代之以各量的不确定 ,可导得方 差计算公式 :
0. 4 W ,可靠程度为 20 %
υV′n
=
Байду номын сангаас
1 2 ×(20 %) 2
= 12
B 类
413 绝对湿度 uw 项
绝对湿度 W 的计算公式为 :
W
=
0. 622φΡ水 B - φΡ水
(10)
·25 ·
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27101 ℃,相对湿度为 47 %时 ,空气焓值为 54551 JΠ kg 。
空气焓值的计算公式为 :
h = 1010 t + (2501 + 1. 84 t) W
(14)
对 (14) 式作全微分 :
uh = (1010 + 1. 84 W) dt + (2501 + 1. 84 t) dW
浅谈空气焓差实验室测试环境的相关要求

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·64·2018年第19期文章编号:2095-6835(2018)19-0064-02浅谈空气焓差实验室测试环境的相关要求*丁锦宏,刘锋(广东省河源市质量计量监督检测所,广东河源517000)摘要:空气焓差实验室有工况稳定速度快、方法简单、装置廉价和节约能量等特点,被广泛应用于热泵空调器主要性能参数和能效检测,空调器生产企业、监督检测机构均使用空气焓差实验室进行产品研发及质量检测。
焓差实验室的设备结构设计、工况技术要求、实验室安全要求等方面的规划设计直接影响焓差实验室的测试结果准确性、操作方便性等,因此在结合实验室使用经验的基础上,归纳和总结焓差实验室建设中的相关要素,为空调企业和监督检测机构提供参考。
关键词:焓差实验室;测试环境;技术要求;安全要求中图分类号:TU831.3文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2018.19.0641引言空气焓差法和房间型量热计法是热泵空调器制冷、制热性能测试时通常采用的两种方法。
与房间型量热计法相比,空气焓差法具有测试较为简单、实验达到平衡状态所需时间短、设备投资较少等特点,是空调器生产企业、检测机构单位中最为常见的测试方法。
空气焓差实验室的工作原理是通过空气处理机组模拟各种不同的温、湿度环境工况,并同时测试空调的各种性能参数制冷能力、制热能力、低温非稳态制热能力、功耗、COP、EER、循环风量季节能源消耗效率的实验室。
其中制冷能力(制热能力)是通过对室内侧热泵空调器的出风参数、进风参数和循环风量进行测量,即用测出的风量与出风、进风焓差的乘积确定空调器的制冷能力(制热能力)。
2焓差实验室测试环境要求2.1设备结构设计空气焓差实验室通常由2个相邻的房间组成,一个作为室内侧实验房间,另一个作为室外侧实验房间,以广东省热泵空调产品质量监督检验站(河源)中广州兰石50HP空气焓差实验室为例,平面布局方式如图1所示,图中室内侧、室外侧的位置可以互换,控制室、机组、冷却塔的位置可根据场地情况进行调整。
有关房间空调空气焓差法若干问题的解答

有关房间空调空气焓差法若干问题的解答作者钱大馨在房间空调器及换热器的性能试验中,焓差法以其经济、快速的特点,愈来愈取得重要的地位。
为了更好地选择和使用房间空调焓差试验室,特提出以下问题。
问题1:与房间热平衡法相比房间空调焓差法有什么优缺点?解答:优缺点如下:1.被试房间空调器在房间热平衡室中的安装接近于实际使用状态,因而比焓差法安装误差小,数据更可靠。
2.从理论上讲,房间空调空气焓差法有一个不大的原理误差。
(见“关于焓差法原理误差的讨论”一文)3.房间热平衡法需要在整个房间都达到所需工况的热平衡后才能进行数据测量,这个时间通常要在6小时以上,否则数据不准确。
而焓差法只需工况稳定且试验风洞达到热平衡后即可进行数据测量,这个时间一般不超过2小时。
因此,房间空调焓差试验室使用效率高。
4.房间热平衡法不能进行非稳态制热能力的测量,因而也就不能进行房间空调季节耗电量的测量。
5.房间热平衡法只能进行房间空调的性能测试,不能进行单独换热器的性能试验,因而在汽车空调的试验设备上几乎无用武之地。
6.对于要进行低温试验的场合,房间热平衡法的使用有很大困难。
综上所述,房间热平衡试验室,仅在房间空调试验设备的标定上发挥着作用。
广大的使用范围已被房间空调焓差试验室所取代。
问题2:空气焓差法只需工况稳定而不需达到热平衡的说法正确吗?解答:不完全正确。
空气焓差法测定性能数据的点在房间空调器(或换热器)的进出口,理论上讲,只要这两点之间的护围设施达到热平衡后,出口的温度就稳定了,也就可测量数据了,也就是说作为测量装置的焓差风洞的接收室要达到热平衡后方可进行数据测量。
问题3:除环境控制装置外,空气焓差法测量装置的主要组成部分是什么?解答:主要由2部分组成:1.接收装置:模拟空调器的出风状态,接收空调器的排出空气。
2.风量测量装置:测量空调器的实际排风量,它应当包含引风装置,来克服以上装置的阻力。
以上2个装置应串联起来使用。
问题4:上述接收装置有几种形式?解答:一般说来,有风室法和风管法2种形式。
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

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崔涛; 王超; 杨双; 李青霞【期刊名称】《《家电科技》》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P36-39,63)【关键词】空调器; 空气焓差法; 制冷量; 不确定度【作者】崔涛; 王超; 杨双; 李青霞【作者单位】中家院(北京)检测认证有限公司北京100176【正文语种】中文1 引言空气焓差法测试空调器制冷量速度快且测量范围不受限制,是行业内使用最为普遍的测试方法。
但由于空气焓差法测量空调器制冷量涉及到多个测量环节,使用了大量的测量元器件如温度、压力等仪表,在测试过程中容易造成测试结果的不确定性。
因此需要对空气焓差法测试空调器制冷量过程的误差来源进行评定和分析。
同时通过这些分析,使工程师在试验过程中关注产生误差的因素,特别是关键影响因素,从而降低操作误差,提高测试结果的可靠性。
2 数学模型依据GB/T 7725-2004《房间空气调节器》[2]和JJF 1261.4-2017《转速可控型房间空气调节器能源效率计量检测规则》[1]建立数学模型,根据建立的模型对各个分量一一评定,进而计算出最终制冷量的不确定度结果。
空气焓值法由室内侧确定制冷量的计算公式如式(1)所示:2.1 各参量的计算(1)室内测点的风量qmi的计算公式如下:式中:qvi——通过单个第i个喷嘴的体积流量,m3/s;K2——1.414;Cd——喷嘴流量系数;A——喷嘴面积,m2;pv——喷嘴前后的静压差或喷嘴喉部的动压,Pa;pA——标准大气压,101.325kPa;pn——喷嘴进口处的大气压,kPa;Wn——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——喷嘴直径,m;t3——喷嘴前干球温度,℃。
(2)室内侧进风空气焓值ha的计算公式如下式中:t1 ——室内侧进风口干球温度,℃;tw1——室内侧进风口湿球温度,℃;W1——室内侧进风口空气含湿量,kg/kg(干空气);dsw1——室内侧进风口饱和空气含湿量,kg/kg(干空气);ps1——室内侧进风口饱和水蒸气压力,kPa;pb——大气压强,kPa;C1~C6——拟合系数;Tw1——室内侧进风口湿球的热力学温度,K。
空气焓差实验室节能技术探讨

空气焓差实验室节能技术探讨丁锦宏; 刘锋【期刊名称】《《科技与创新》》【年(卷),期】2018(000)018【总页数】2页(P117-117)【关键词】焓差实验室; 节能技术; 测试环境; 制冷系统【作者】丁锦宏; 刘锋【作者单位】广东省河源市质量计量监督检测所广东河源517000【正文语种】中文【中图分类】TU831.4空气焓差实验室作为热泵空调器主要性能参数和能效检测用的常见实验设备,采用制冷机组、电加热、电加湿使房间温湿度达到检测要求,环境干、湿球控制精度需达到±0.1 ℃。
为了达到温度和湿度高精度要求,传统的方法是开启部分制冷机组,使被调节空气以能固定的、覆盖热湿负荷的显冷和除湿控制,然后通过无级调节对固定空间进行加热和加湿补偿调节,从而使被调空间的温度和湿度趋于稳定。
但是在一些特殊工况的调节过程中,比如在只需要空调机提供显冷平衡被试机负荷的情况下,由于工况湿度大,制冷机组的蒸发器上很容易结霜,冷机的除湿量非常大,而显热冷量则非常有限。
此外,上述空气处理机组和制冷机组非常耗能,因为为了达到恒定温度的要求,必须要对空气进行制冷处理,制冷处理的过程会除湿,又要对空气进行加湿,加湿过程将增加显热,这样冷热湿的相互作用消耗了大量的能量。
以5 HP空气焓差试验室为例,为了满足一台5 HP空调的测试需要,往往需要配置内外约30 HP的冷机,运行时的最高电容量配置可能达到120 kVA左右,其实这当中,很大一部分的耗能是在相互抵消,造成了大量能源的浪费。
通过上述情况可知,假设将温度和湿度进行独立处理,即总冷量和潜冷量成为独立可调参数,直接根据被试机的负荷要求和工况要求,自动稳定地提供相应的显冷和潜冷,完全不需要或只需要很少额外的内部补偿,有效地减少了能量的损耗,可以大大节约恒温恒湿室的运行成本。
以广东省热泵空调产品监督检验站的空气焓差室为例,该空气焓差室由广州天河兰石技术开发有限公司建造,为了降低产品检测时的能耗,对实验室工况机组制冷系统和焓差实验室控制系统进行了创新,提出“温度和湿度独立的四分程空气调节系统”。
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空气焓差法试验台技术难点和应对策略SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#空气焓差法试验台技术难点和应对策略摘要 焓差法是热交换设备换热量等热工特性测量的基本方法。
焓差法试验台虽然技术相对成熟,并在国内的空调设备生产厂家得到广发应用,但在很多焓差试验台仍然存在大量的技术问题没有很好的解决,造成试验台测试结果的偏差,导致空调产品质量参差不齐。
本文通过介绍空气焓差法试验台的基本原理,以风机盘管房间焓差法试验台为例,指出了焓差法试验台在技术上经常出现的一些问题,并针对技术难点提出相应的解决方案。
关键词 焓差试验台,湿球温度,漏热量,漏风量,不确定度 0 引言 空气焓差试验台常常用来测试热交换设备的热工性能,由于其低成本、操作维护简便等特点,广泛地用于空调器的测试中。
其中,用于风机盘管等空调器的焓差试验台国外早在五十年代就已经研制成功并投入使用。
在我国,1972年开始研制生产风机盘管,但直到八十年代中期才开始设计用于检测的焓差法试验台。
空气焓差法是利用测量室内侧空调器机组进风口、出风口干湿球温度和通过的空气质量流量来计算相应的空调器机组的制冷或制热能力。
如图1所示,将被试机组5按实际工程安装状态安装在恒温恒湿小室内,与风量测量段连接好。
调节变频风机8的风量,设定被试机组出口静压为所要求的静压值(由压差计4测量)。
被试机组出口静压也可以采用电动执行器配合风阀来实现。
此时,通过被试空调机组的风量,可由压差计3读取喷嘴6前后的静压差值和该点温度通过计算得到。
采样风机13和15将被试机组进口、出口空气在一定风速(-10m/s )下吸入干湿球温度测量装置,读取干湿球温度和大气压力计12的读数,就可算出进口、出口空气的焓差。
空气预处理机组1用于保证小室维持在设定的温度和湿度的工作状态下,即保证被试机组进口空气稳定在设定的工作状态点。
空气预处理机组从下到上依次由风机、表面空气冷却器、电加热器和加湿器组成,处理后的空气经过均流孔板2返回恒温恒湿小室,在保证小室内恒定的温度湿度外,还提供了稳定均匀的温度场。
图1 空气焓差法试验台基本原理1. 焓差试验台测量精度的影响因素湿球温度测量的偏差从焓差试验台的基本原理可以看出,湿球温度的测量对焓差法精度的影响最为显着,因为湿球温度直接影响到对应空气状态点的焓值。
以下是影响湿球温度测量的几个主要方面。
采样风速的影响湿球温度的测量必须在适当的吹向湿球的风速下进行,并且,只有在足够长的时间后,湿球蒸发达到平衡,测量才是准确的。
采样的风速必须在一定范围之内。
对于水银温度计和其他直径相近的温度探头,合适的风速为s~10m/s,推荐值为5m/s,以保证精确的测量。
对于直径较小的温度探头,比如热电偶和热敏电阻,风速应适当地减小,当然,这需要标定和校准。
由图2[3](在干球温度℃,湿球温度℃下测量)可知,当风速达到5m/s以上时,空气焓值随风速变化很小,并趋于稳定。
而风速过大时,可能会把湿球纱布吹出,或容易吹干。
所以,通常选用5m/s做推荐采样风速。
图2 风速对焓值的影响湿球纱布的影响用作湿球纱布的材料最好是柔软、网纹整齐的纯棉纱布。
使用之前,纱布必须整个清洗干净或在蒸馏水中煮沸。
包裹时保证纱布与温度计表面接触良好。
长期使用,由于水质不纯净,纱布表面会结垢,影响与温度计的换热。
所以经常更换纱布非常重要。
湿球纱布的包裹也非常重要,方法详见参考文献[2]。
浸润湿球纱布的水,推荐使用没有杂质的二次蒸馏水或去离子水,而不宜使用市场上出售用来饮用的纯净水,因为纯净水中含有大量的矿物质,不是真正意义上的“纯净水”,容易在纱布上结垢。
风量测量的偏差试验室测量风量有很多种方法[4],其中,通过测量喷嘴前后静压差来计算风量是公认比较准确而且操作方便的方法,其单个喷嘴风量的计算公式是:nnnPCALρ∆=2…………………(1)当采用多个喷嘴时,风量等于各单个喷嘴测量的风量总和L。
其中:nL——流经每个喷嘴的风量,m3/s;C——流量系数,与喷嘴喉部空气的雷诺系数Re有关;nA——喷嘴喉部面积,m2;P∆——喷嘴前后的静压差或喷嘴喉部的动压,Pa;nρ——喷嘴喉部处的空气密度,kg/m3。
根据公式(1)可知,喷嘴前后的静压差P∆和空气密度nρ的测量精度直接影响风量的计算,所以要求仪器有较高的精度。
通常使用斜管微压计或补偿式微压计测量P∆。
以斜管微压计为例说明差压测量仪器的最小分辨率:仪器的最小刻度为1mm ,那么最小分辨率为:××××1000=(Pa )。
在斜管微压计中,使用纯度为100%的酒精由于工作环境温度的变化和与空气接触的影响,密度必然发生变化。
必须定期标定仪器,并根据标定证书修正酒精的密度。
喷嘴喉部的空气密度n ρ可用下式计算:TBP t n 287+=ρ (2)其中:t P ——机组出口空气全压,Pa ;B ——大气压力,Pa ;T ——喷嘴喉部热力学温度,K 。
密度n ρ与空气的温度有关,该点温度由采样风管采集到干湿球温度测量装置中测量。
温度采样点与喷嘴喉部有一定距离,风管热损失和采样风机散热等不确定因素的影响,测量温度与喷嘴喉部空气温度必有一定差距,影响到该点空气密度的计算,造成风量测量的不准确。
在测量热工况时,漏热量会引起取样处的干球温度高于喷嘴处的干球温度,造成密度偏小,风量测量值偏小。
反之,在测量冷工况的时候,漏热量会造成风量测量值偏大。
漏热量和保温层的影响下面会进一步讨论。
风管保温层厚度为了便于操作和观察,常常用采样风管把机组出风口的空气送入干湿球温度测量装置进行测量。
在制冷工况下,出风口空气温度在10~15℃,在制热工况下,出风口空气温度45~50℃。
试验室室内温度通常在25℃左右,与采样风管的热交换不可避免。
温度采样点和测试点之间有一定距离,空气的温升或温降可由下式计算[1]:对于矩形风管:()⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=∆-cGRNl w g e t t t 11 (3)温升(或温降)较小时,可近似地按下式计算:()1t t cGRNlt w g -=∆ (4)对于圆管:()⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=∆-cGRl w g e t t t 11 (5)温升(或温降)较小时,可近似地按下式计算:()1t t cGRlt w g -=∆ (6)其中:g t ∆——管道的温升(负值时为温降),℃;w t ——管外温度,℃;1t ——管道内介质的初始温度,℃;c ——管道内介质的定压比热容,k J/(kg?℃);N ——管道保温后的平均周长,m ;l ——管长,m ;G ——介质的流量,kg/s ; R ——管子的热阻,(℃?m2)/kW 。
漏热量的计算。
漏热量可用下式计算:F t F K t q i i ⨯++⨯∆=⨯⨯∆=∑21111αλδα…………(7)其中:t ∆——风管内外温差,最大取18℃(热工况下);F ——风管外表面面积,取出口到温度测量段的部分,20m2;1α——外侧自然对流换热系数,取1200 W/(m2·℃);2α——内侧强对流换热系数,取840W/(m2·℃);i δ——风管保温材料厚度,取常用的;i λ——风管保温材料导热系数,对于性能较好的聚氨酯取(m·℃)。
经计算,漏热量q=。
对于冷量在2000W 左右较小的机组,的漏热量对冷量计算结果的影响就很明显,占冷量的10%以上,是比较大的比例。
所以,国内现有的很多试验室使用的(即50mm )的风管保温层厚度远远不能达到要求,必须在冷量计算中加入修正系数,或在测试段加厚保温层。
经计算,只有当导热系数i λ≤(m·℃)的保温材料厚度i δ≥200mm 时,漏热量才可能不大于机组换热量的1%。
风管漏风量根据焓差试验台的原理可知:风管在建成后必须做打压试验,检查漏风量是否在允许范围之内,否则,漏风量过大,会造成风量测量不准确,影响试验精度。
使用国家空调质检中心自行研制的漏风量测量装置进行打压测量,结果可以拟合出如图3所示的曲线和公式。
当风管工作静压s P 为100Pa 时,由拟合公式可以求得漏风量a Q 为 m3/(h?m2)。
对于低压系统风管, 图3 风管漏风量矩形风管的允许漏风量按下式计算[8]:65.01056.0s a P Q ≤…………………(8)其中,a Q ——漏风量,m3/(h?m2);s P ——风管系统的工作压力,Pa 。
经计算,允许漏风量为 m3/(h?m2)。
所测量的漏风量小于允许漏风量。
小室温度场小室为待测空调机组提供稳定空气状态的环境。
其中,空气的恒定干球、湿球温度由空气预处理机组提供。
小室顶部的孔板可以稳定空气,提供均匀的温度场。
如果待测机组入口处空气温度场不均匀,采样风管取样的空气温湿度就不均匀,与实际有偏差。
卧式机组—距离地面米测量立式机组—距离地面米测量图4 温度场测量如图4所示,在和两个不同高度上布点,使用水银温度计和国家空调质检中心自行研制的温湿度自记仪连续测量三次,各点温差在℃以内,认为该试验室的温度场很均匀。
水流量的测量焓差试验台常常通过判断;冷媒侧的换热量和空气侧的焓差是否平衡来验证试验的准确性。
在空调系统的末端设备中,常用水作为冷媒。
精度较高测量水量的方法是称量法,用电子秤称量在单位时间内流入量筒中水的质量,就能通过计算得到水的质量流量。
但是用这种方法调节水量就很不方便,不能即时地调节水量,而且还要保证秒表和切换装图5 水密度修正曲线置的同步性,仅适用于恒定流量水量的测量。
此外,用电子秤称量水量时,如果水温较高(>50℃),高温水在敞口量筒的蒸发散失就不能忽略了,必须加入防蒸发装置。
工业中用电磁流量计测量水量。
电磁流量计在标定后,精度可高达%,动态调节水量也非常方便,瞬时显示水量,可以保证与水量控制保持同步。
电磁流量计按原理可分为两种:质量电磁流量计和体积电磁流量计。
质量流量计的读数可以直接使用,参与计算,但是价格昂贵;体积电磁流量计相对价格较低,不过计算时必须与密度相乘。
在冷工况和热工况下,水的密度在高温和低温下有较大差别。
10℃下,密度为m3;60℃下,密度为m3。
可以按照如下方法进行修正。
根据电子秤在0~100℃下称量的水的密度(考虑到循环水在开放式冷水箱与空气保持接触,不能直接使用纯水的密度),可以拟合出水的密度随温度变化的曲线和公式。
同时在电磁流量计处安装温度计测量水温,在用电磁流量计测量体积流量时,用来修正质量流量。
2 结论空气焓差法由于价格低廉,建造方便,精度较高,可以测量机组动态特性等特点,在国内外得到广泛的应用。
但是如果要求较高精度,必须保证如下要求。
严格按照相应的标准规定设计和搭建试验台。
a)保证空气取样处的温度、湿度、速度场分布均匀:在风管进风口内特定距离处设置一套空气混流装置,由特定结构的取样器取得混合均匀的空气;b)根据计算,确定保温层材料和厚度,应确保机组出口至流量喷嘴段之间的漏风量小于被试机组风量1%;保证采样风管尽量绝热;c)合理设计空气均流孔板,在恒温恒湿小室内提供稳定的温度场;d)风管的密闭性要保证在一定压力下漏风量不超过最大允许值;遵守操作规程正确使用仪器和整理数据。