海尔商用空调800kW焓差冷水测试系统

海尔商用空调800KW焓差冷水测试系统

1   简述

 

本测试室利用空气焓差法测定空调机组的制冷、制热量、名义工况下功率消耗、能效比（EER值）、运行电流、室内风量是较常用的，亦为标准所认可的一种方法。本测试装置在测试风冷冷水机、风冷螺杆机、水冷柜机、风管机、MRV一拖多时满足标准GB/T18430.1-2001、GB/T18430.2-2001、GB/T17758—1999、GB/T18836—2002、GB/T18837—2002标准中对以上测试机型的测试要求及美国与日本等国家的有关对以上机型检测的先进标准。利用空气焓差法测定风机盘管的换热能力；利用水侧量热计法测定风冷热泵机组制冷量、制热量、功耗和利用液体载冷剂法测定容积式冷水机组制冷量。机组测定方法符合GB 10870-89《容积式冷水机组  性能实验方法》。

利用空调机组进出风焓差的试验，能较快速反应机组的工作状态及其性能，在机组进行性能试验及研究开发分析时更能显出其优越性。

额定制冷、制热条件的准确度与标准机测定比在±3%以内。

重复性测试：额定制冷、制热条件下测试结果重复性的偏差为±2%以内。

试验工况温度的测试精度为±0.2度以内.

测试水温偏差在±0.1度以内.

水流量测试偏差在±0.5％。

水测与风测的测试结果偏差在±5％以内。 

 

本试验装置测量性能范围

序号	项目		水冷柜机	风冷冷水机组	风冷螺杆	屋顶式空调	风管机	MRV
1）	额定制冷能力KW		25～160	20～390	100～800	20～150	25～150	50～150
2）	额定制热能力KW		————	25～450	125～800	25～180	25～180	50～180
3）	风量m3/min	室内侧	30～500	————	————	50～800	50～350	50～300
		室外侧	————	60～1600	400～3800	60～500	60～500	100～500
4）	消耗功率KW		5～400
5）	机外静压Pa		0～600	——	——	0～1000	0～600	0～200
6）	冷媒水流量m3/h		5～35	5～95	20～190	——	——	——

1.1   测试工况

室内侧一：  10～45℃，RH：30～90％（干湿球温度对应数据依照标准）

室内侧二：  10～45℃，RH：30～90％（干湿球温度对应数据依照标准）

室外侧：  -20～55℃；-10℃以下湿度无要求；-10℃以上 RH：30～90％

室内水侧: 流量 5～50m3/h

室外水侧：流量 5～200m3/h

1.2   测试项目

（1）    制冷量

（2）    制冷消耗功率

（3）    高温制冷量

（4）    热泵制热量

（5）    热泵制热消耗功率

（6）    低温、超低温制热量

（7）    最大制冷运行

（8）    最小运行制冷

（9）    热泵最大运行制热

（10）热泵最小运行制冷

（11）冻结试验（空气流通、滴水）

（12）凝露试验

（13）凝结水排除能力试验

（14）除霜试验

（15）能效比

（16）性能系数

1.3   被测空调电源

三相稳压电源 100～540V，  50/60Hz  400KVA

1.4   其他

　　工况控制参数：满足GB/T7725-1996要求；

　　仪表配置精度：满足GB/T7725-1996要求；

　　控制方式：工况设备开启、关闭手动，由触摸屏集中管理设备；

空气温、湿度微调、工况稳定自动判断；

水侧进水温度、水量自动调节； 

 

         2  试验原理

 

2.1 测试装置的组成                                      

    本测试装置用于水冷柜机空调机组的制冷、制热量和风机盘管的制冷、制热量的测试，采用了国标GB/T7725-1996“房间空气调节器”推荐的风洞式空气焓差法的试验方法；也可用于风冷热泵机组的制冷、制热量和冷水机组的制冷量的测试，采用了水侧量热计法。

    其主要部件如下：

(1)静压室，测量空调器出口静压；

(2)取样装置，测量空调机组进出口的干球、湿球温度；

(3)整流栅，保证气体进出喷嘴时气流稳定；

(4)喷嘴，用于测量流经的气体流量。为保证测试精度，喷嘴喉部风速应控制在15～35m/s。当一个喷嘴不能满足风量测试的要求时，可启用多个喷嘴，测试的风量为每个喷嘴流量之和。起用多个喷嘴时尽可能使之对称布置。本装置室内侧一选用7个φ250mm和1个φ189mm喷嘴，室内侧二选用2个φ150mm和2个φ189mm喷嘴：

 (5)引风机，用来补偿测试装置的空气流动阻力。测试时PID自动调整引风机的风量，使空调器出口静压为零，此时用本装置在稳定状态下测得的风量和制冷（热）量即空调器在实际运行条件下的风量和制冷（热）量。

（6）空气处理装置，室内侧一顶部布置空气处理段，室内侧二布置空气处理箱一只，室外侧采用单独房间即空气处理室，用来建立空调器的室内外侧运行工况，其中包括循环风机、蒸汽加热、蒸汽加湿和工况机组的蒸发器。

 

2.2 空调器风量、制冷、制热量的计算

测试工况稳定之后，测得空气进、出空调机组的干、湿球状态及空气流量后，即可由其焓值差求得制冷量（或制热量）

制冷量：

    Qtci＝Qmi(ha1-ha2)/[V'n(1+Xn)]

制热量：

    Qthi＝Qmi . Cpa(ta2-ta1)/[V'n(1+Xn)]

　  式中：

Qtci 室内侧制冷量（Ｗ）；

Qmi  室内侧空气流量（m3／ｓ）；

　　    ha1  室内侧入口空气焓值（J／kg干空气）；

　　    ha2  室内侧出口空气焓值（J／kg干空气）；

    V^＇n  喷嘴入口空气比容（m3／kg）；

    Xn　 喷嘴入口含湿量（kg／kg干空气）；

 

2.3 水侧换热计算

测试工况稳定后，测得水进出空调器的温度及流量，即可求得制冷量（制热量）

    Qn＝qm . c .（t1-t2）－Qc

式中：

    Qn 空调器制冷量（制热量）（Ｗ）；

    Qm 冷水质量流量（kg / s）；

    c  平均温度下水的比热[J / (kg .℃)]

    t1  进水温度（℃）

    t2  出水温度（℃）

    Qc 修正项（Ｗ）

 

3  系统配置

 

3.1 测试室

 测试室分室内侧一、室内侧一静压室、室内侧二、室外侧和室外空气处理室，由聚胺脂库板装配而成，地面采用了能耐温耐湿的塑胶地板。测试室还装有双层真空玻璃，以观察测试过程。

 

3.2工况设备

 测试室的工况设备由空气处理装置、制冷机、蒸汽加热器和蒸汽加湿器组成。测试室的室内侧一和室外侧采用风口送风的方式，室内侧二采用孔板送风的方式。主要工况设备如下表所示：

室内侧一	室内侧二	室外侧
循环风机	循环风机	循环风机
可调蒸汽加热	可调蒸汽加热	可调加湿
可调蒸汽加湿	可调蒸汽加湿	螺杆机组832
螺杆机组336	制冷5hp	低温机组×4
工况水泵	制冷机10hp×4	常温水泵
		低温水泵
		蒸汽水换热器

     采用适当的设备组合可以使测试室的工况满足各种测试的要求。

     水侧：室内侧一二共用水管路，配置螺杆机组256、水泵、蒸汽水换热器和补水水箱。室外侧水管路，配置水泵、蒸汽水换热器、冷却塔。

 

3.3 测试本体

 测试本体用来测试空调器出风口的干湿球温度。室内侧一为采用聚氨酯库板制作的静压室采集出风温湿度；室内侧二采用聚氨酯库板制作，内装有格栅以保证出风温度抽样均匀，出风温度测量段，包括不锈钢和温湿度取样器、取样风机。

 

3.4 风量测量箱

 风量测量箱用来测试空调器室内机的循环风量。室内侧一风量箱为聚氯乙稀板制作，分上下两部，下部整流引风，上部安装喷嘴和气缸；室内侧二为不锈钢箱体。不锈钢箱体分两部分，上半部分为格栅，使出风均匀；下半部分包括喷嘴和对应的气缸，实现自动选择喷嘴。底面安置引风机，出口与空气处理箱相连，引风机的转速通过变频器调节。由PID自动调节变频器的输出频率使空调器的出口静压为零。

 

3.5 风管机测试风道

风管机测试风道为测试带静压风管机的专用静压风道，以保证风管机的出风静压。其上装有自动风门，由PLC模拟输出模块，控制自动调节风门开度使空调器的出风静压到设定值。

 

3.6 嵌入机测试风道

嵌入机测试风道为测试嵌入机的专用静压风道。

 

3.7 控制系统

 本测试装置采用分布式的控制系统，由计算机、PLC和PID组成。PLC用于控制测试室各种设备的运行、停止并监控设备状态；配置12个PID其中6个分别控制室内侧一二室外侧的干湿球温度工况，2个为控制被测空调引风机频率调节接风室静压，余下4个PID分别控制室内外侧进水温度和室内外侧水流量。

 计算机通过串行通讯连接PLC和PID，可以设置和监控整个测试过程。

 由于控制系统采用了单独的传感器，所以当测量仪表和计算机未启用时，所有设备均能独立运行。

 PID的配置见附录1：

 

 

3.8 测量系统

测量系统包括HP数据采集仪、横河电参数仪和横河数据采集记录仪。本装置的测量系统除了可满足制冷、制热量测试的基本要求以外，还配置了6个压力变送器和90个热电偶温度计，可用于测量空调器的内部系统压力和各部分的温度，为空调系统的匹配优化提供依据。

仪表的具体设置如下：

（1）HP数据采集仪，型号：HP34970A

采集仪通道配置见附录2

（2）横河电参数表，型号：WT230

用于测量被测空调的电压、电流、功耗和频率。

（3）横河记录仪，型号：DR242

用于记录110个热电偶温度计等数据。

记录仪通道配置见附录2

3.8 故障报警系统

 系统设有多项报警及设备相互开停保护，报警内容由PLC输入。当报警发生时，PLC将自动应急处理，并发出声光报警。具体报警内容由触摸屏显示。报警消声由触摸屏触发，可检查相关报警情况。

报警内容	发生原因
工况制冷机组报警 （室内侧二制冷压缩机）	1．压缩机高、低压是否正常； 2．压缩机热保护器是否正常； 3．冷却水是否正常；
冷却水断水	冷却水流量开关检测，流量不足
蒸汽加湿	泄漏
PID报警	1．工况温度是否正常 2．静压高低