焓差法试验装置培训

焓差法性能试验装置培训资料主讲人：曾永平广州科赛环境技术有限公司2010-11目录第一部分焓差法性能试验装置原理和关键设备功能介绍1.焓差法性能试验装置的原理2.焓差法试验装置关键设备功能介绍第二部分试验的操作要点和注意事项1.试验前的准备工作2.过程检查和注意事项3.设备常见故障的分析和排除4.停机和现场整理工作第三部分设备的维护和保养1.设备维护和保养2.试验室需要常备的仪器和设备焓差法性能试验装置的原理准备知识:1.干球温度：直接用温度计的感温球与空气直接接触，测出的空气温度称为干球温度。2.湿球温度：是指同等焓值空气状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度，在空气焓湿图上是由空气状态点沿等焓线下降至100%相对湿度线上对应点的干球温度。实际测量中，将感温包裹上脱脂棉纱布，纱布的下端浸如盛有蒸馏水的玻璃小杯中，在毛细作用下纱布经常处于润湿状态，将此温度计称为湿球温度计。注意，只有在热湿交换达到平衡，即稳定条件下的读数才称之为湿球温度。3.焓：焓是物质在等压变化中所吸收的热量。它是人为定义的一个状态函数，它等于物质的内能和推挤功之和（即h=u+pv），从物理意义上讲，“焓”是是随物质一起转移的能量。湿空气的“焓”是其干球温度和湿球温度的函数，从放置于测试环境间的空气取样装置可以得到进入被测机器的湿空气的干湿球温度，从而确定其进口状态的空气焓值；而其出口空气焓值是通过置于风量测量装置内的空气取样装置确定的。空气经过被测机器会产生焓增或焓减（Δh），原因是空气在空调机盘管处换热产生干湿球温度的变化。4.空气处理机：用来对空气进行输送、混合、冷却、去湿、加热、加湿、过滤、消音的设备，具体指内、外测试间用来控制环境的空调机。5.压缩冷凝机组：位于试验间外的冷凝器及压缩机组成的压缩冷凝系统，用来给试验装置提供冷源。6.空气取样装置：所谓空气取样装置是指用来均匀地采集空气温、湿度的系统。它包括取样风机、取样盒（插玻璃棒及铂电阻部分）、取样风管、取样耙（带孔不锈钢管焊接件）。7.被试机：用户等待测试的空调机组。8.室内环境间：室内环境间是用于模拟被试机使用时的房间内部情况的测试空间。9.室外环境间：室外环境间是用于模拟被试机使用时的房间外部情况的测试空间。10.工况：国家标准规定的被试机测试时所满足的空气干、湿球温度，水的进、出口温度等测试条件。11.使用侧：参照GB/T17758，通常是指被试机名义制冷工况的蒸发器侧，名义制热工况的冷凝器侧，亦即直接进行制冷（热）量计算的换热器侧。12.非使用侧：参照GB/T17758，通常是指被试机名义制冷工况的冷凝器侧，名义制热工况的蒸发器侧，亦即通常不进行制冷（热）量计算的换热器侧或只做校核制冷（热）量的辅侧。空气焓差法基本原理被试机制冷量qtci=Qmi(ha1-ha2)/[Vn＇(1+Wn)]其中qtci——制冷量，W；Qmi——空气流量，m3/h；ha1——进入空调机室内侧空气的焓，J/kg干空气；ha2——离开空调机室内侧空气的焓，J/kg干空气；Vn‘——喷嘴处空气的比容，m3/kg；Wn——喷嘴处空气的含湿量，kg/kg干空气；被试机制热量qthi=QmiCpa(ta2-ta1)/[Vn＇(1+Wn)]其中qthi——制冷量，W；Qmi——空气流量，m3/h；Cpa——空气的定压比热，J/kg干空气℃ta1——进入空调机室内侧空气的干球温度，℃；ta2——离开空调机室内侧空气的干球温度，℃；Vn‘——喷嘴处空气的比容，m3/kg；Wn——喷嘴处空气的含湿量，kg/kg干空气；焓差法试验装置关键设备功能介绍为完成焓差法的测试，试验室必须包括能够处理被试机空气和水热量负荷的相关设备。典型的空气处理过程下图所示的是空气焓湿图。空气处理过程是典型的先降温除湿到机器露点（图中A→B的过程），再等湿加热（图中B→C的过程），然后等温（或等焓）加湿（图中C→D的过程），最终处理到所需的温湿度条件（图中的D点）。这就要求空气处理机组不但具有表冷除湿功能，而且还具备加热、加湿功能，并且加热段和加湿段都应具有可供调节的调节机构。空气处理设备的常见结构和功能介绍：为了将试验环境间内的温度恒定在其温度范围内的某一任意值，必须通过空气处理系统实现。空气处理系统由空气处理机组及送回风管道、送回风静压腔及送回风口组成。空气处理机常见的空气处理机组通常需要壳体保温，内部包括冷却盘管（表冷盘管段、直接蒸发段）、二次回风段（旁通风阀）、加热段、加湿段和风机段，并在回风口布置过滤段，出风口设置出风百叶或风阀。与空气处理机组直接蒸发器配用的通常是水冷压缩冷凝机组或者风冷压缩冷凝机组。环境干球温度的控制是通过调节空气处理机内加热段的加热量来实现的。环境湿球温度的控制是通过调节空气处理机内加湿段的加湿量来实现的。旁通风阀的使用蒸发盘管的制冷量可以表示为Q=f（m×Δh），可见Q∝m×Δh，这里m表示流经蒸发盘管的风量，Δh表示进出蒸发盘管的空气的焓差。从表达式可以看出，减少流经蒸发盘管的风量可以增加进出蒸发盘管的焓差。旁通风阀的作用原理就是在打开旁通风阀后，由于蒸发盘管的风阻远大于旁通风阀的风阻，使相当一部分空气不流经蒸发盘管而直接从旁通风阀被吸进空气处理机，这样蒸发盘管的工作状态就由大风量小焓差转变为小风量大焓差，从而加强了蒸发盘管的除湿能力。无压加湿箱无压加湿箱电加热烧水产生的蒸汽通过蒸汽管输送到空气处理机中的蒸汽喷管，从而对机组中的空气进行加湿。无压加湿的调节方式为：调节表通过调节功率调整器来改变加湿箱中电加热的功率，从而获得连续可调并满足精度的蒸汽量。无压加湿适合于厂房内无蒸汽源的场合，这种加湿方式的优点是：性能稳定可靠，维护工作量小，施工简单；缺点是：耗费电功率造成配电负荷的加大，开动后需要一段时间才能使水沸腾，进入工况的速度较慢。压缩冷凝机组为空气处理机内直接蒸发盘管提供制冷剂的是压缩冷凝机组。通常分为水冷和风冷式的两种。其中水冷压缩冷凝机组以其体积小、效率高而被广泛使用。水冷压缩冷凝机组通常包括压缩机、气液分离器、油分离器、水冷冷凝器、视液镜、过滤器等配件。测试间围护结构上送下回的测试间结构：对于制冷量较小的被试机的室内机和非顶出风的室外机的测试，测试间通常采用上送下回的送风方式。空气处理机位于环境间一侧，气流从空气处理机下方的回风口进入空气处理机，经过表冷、加热和加湿，送风到房间上方的静压腔，经过均匀布置的孔板送到被试机回风区域。风量测量装置风量测量装置是焓差法性能试验装置的关键部件。它给我们提供了一种可靠地获得进出蒸发盘管的风量的方法。风量测量装置中最为核心的部件是喷嘴,风量是喷嘴喉部直径、喷嘴前静压、喷嘴前后压差以及喷嘴前干球温度的函数。通过该装置我们可以得到进出被试机盘管的风量,从而计算出被测机器的制冷量。分体式风量测量装置的示意图整体式风量测量装置示意图空气温湿度取样装置空气的温湿度是通过空气温湿度取样装置采集的，空气温湿度等多个因素。建议每个试验工况均更换湿球纱布和纯净水（导电率为0～2×10-4s/m）。更换湿球纱布前应用清水洗手，再将湿球纱布可靠的固定在铂电阻上，纱布与铂电阻应紧密联结，不应有气泡并润湿湿球纱布后插入取样盒中。度取样装置分为取样耙和取样盒两部分。取样盒是测定空气温湿度的核心部件，取样盒测量的准确依赖于温度计精度、流经湿球纱布的风速、取样盒中空气的均匀第二部分试验的操作要点和注意事项试验前的准备1.被试机连接风管：为了能准确测量被测试的空调机（器）的机组出风静压，GB/T17758和GB/T7725对室内机出风静压的测量有具体的描述，执行相应标准的空调产品试验时应按对应的方法进行出风静压的测量并在测试前准备好被试机连接风管。2.被试机安装：放置在环境间中的被试机应尽量使被试机中线与环境间中线重合，以获得均匀的送风环境；同时应考虑空气取样器的布置方便。被试机与连接风管联结后应保证不漏（不漏风、不漏冷），以确保测试准确性。3.被试机电源接线：已启动控制柜电源的情况下，应首先断开该试验装置中的被试机电源接线箱内空气开关，并检查各接线下端子是否带电，在确认不带电时，再按有关标准、安全规范的规定和被试机器操作使用说明书的要求，正确进行被试机器电源输入端与该试验装置中的被试机器电源接线箱间的线缆连接，被试机电源接线应严格满足被试机实际输入负荷并适当放大导线径裕量。4.空气温湿度取样装置的准备：ⅰ取样耙：环境间内的取样耙应按照GB/T17758中的规定放置在被试机进风口的上游，取样耙上采集管的孔应对着气流方向；保持取样耙和取样盒之间的连接软管顺畅、减少打弯，以保证流经湿球温度计处的空气流速在5m/s左右；并且不要接触地坪，以减少地坪温度对取样温度的影响。5.空气温湿度取样装置的准备：ⅰ取样耙：（室内侧环境间取样耙应距离被试机室内机回风口150mm，室外侧取样耙应距离被试机室外机（或即空气换热侧）换热器外表面600mm）6.选择打开喷嘴和选择流量计为保证测试精度，标准中规定流经喷嘴喉部的空气流速应在15～35m/s之间。实际测试中这项指标直观反映在喷嘴前后压差的范围应在174～784Pa之间(推荐以490Pa为中心，选择与此最接近的组合），否则应视为超过喷嘴测量量程。下面列举常见喷嘴的流量范围，试验前应根据被试机风量打开适当数目的喷嘴。使用多个喷嘴时总空气流量为单个喷嘴流量的简单相加。7.试验前简单的温度、压力互校⑴试验正式开始前，可以将试验装置的被试机水系统水泵打开，使之运行在高于被试机额定流量的状态下一段时间；将被试机水侧温度压力取样段的铂电阻和取压接管接好，观测软件中进、出水温度数值。若进、出水温度基本稳定并且差值超过0.1℃，则应对进、出水铂电阻进行校核（采用冰水混合物、高精度等级玻璃棒温度计（最小刻度为0.05℃）、将装置中部分铂电阻同时暴露在空气中（或者置于自来水中）或利用恒温槽进行校核）；若进、出水温度基本稳定并且差值在0.1℃之内，则可以进行试验。⑵观察被试机水侧阻力损失的数值，若为负值则说明取样段的进出水压力接管接反了，改正后再进行试验。⑶放置好室内机进风取样器，打开风量测量装置的引风机并运行在高于被试机额定风量的状态下一段时间；观察被试机进风干、湿球温度和出风干、湿球温度的偏差范围。若偏差超过0.2℃，则应参照本条中1的做法进行校核。小技巧：当怀疑温度传感器测量有偏差时，可以就近采用互换温度传感器，观察传感器互换前后采集值的变化情况，判断误差出现在铂电阻本身还是中间环节出现问题。（例如：针对某一个温度测点，若更换铂电阻后，测量值不变化，说明铂电阻本身是良好的）。小常识：1.如果微压差计安装不够水平或受震动影响较大，结果导致测量不稳定，测量误差偏大；2.大气压力测量接管应引入测量测试间，否则结果测量值为外界大气压力，而不是测试间内的气压，而测试间的气压才是真正需要测量的值；过程检查和注意事项1.明确试验内容，适当开启设备试验开始前，操作人员应做到心中有数：本次试验的被试机类型，遵循的标准和工况，试验前准备工作情况如何，被试机负荷大小等等。操作人员应具备可以根据被试机换热能力的大小相对准确的开启设备的能力，以便快速通常在我们建造的试验装置的控制流程中，对于诸如压缩机制冷量、电加热加湿功率、被试机供电电流等关键参数都有详细标明。操作人员在给被试机供电前，就应该按照被试机负荷大小开启适当设备；而不是盲目开启设备，热负荷不够就投入固定电加热，冷负荷不足就开启压缩机。2.常见的注意事项压缩冷凝机组冬季运行时要控制冷凝压力。对于风冷机组，通过控制冷凝风机的转速（变频）来实现；对于水冷机组，通过调节进入冷凝器的水流量来实现。室外侧要求低温工况，空调机有时会配高低温两路膨胀阀。当室外侧温度低于0度时，应将控制柜面板（或触摸屏中）上的高低温切换按钮转换到低温档，同时将相对湿度与湿球切换按钮转换到相对湿度档，调节计按照相对湿度进行调节。按一定顺序开启设备，观察运行状况通常我们的试验装置中关键设备都做了连锁保护，防止设备开启不当造成损坏：比如在冷却水泵未开的情况下，压缩冷凝机组的