焓差法空调器性能测试实验指导书

/ Pwso / T /
=
P/ wso
Tw /
− A t / − tw / B / Pwso / T /
式中：
( ) Pw/ T / ---干球温度 t/的湿空气中水蒸汽分压力， Pa ；
A = 0.000667
B ----大气压力， Pa （标准大气压 B = 101325Pa ）
（7）被试机出风口处空气的含湿量： d / (kg / kg)
式中系数： C1 = −5800.2206
C2 = 1.3914993
C3 = −0.04860239
C4 = 0.41764768 ×10−4
C5 = −0.14452093×10−7
C6 = 6.5459673 T / = t / + 273.15(K )
Ts / = ts / + 273.15(K )
d = 0.622Pw (T )/[B − Pw (T )]
（4）室内侧空气的比焓： i(J / kg )
i = 1010t + (2501 + 1.84t)d ×1000
（5） 被试机出风口处饱和水蒸汽分压： Pwso / (Pa)
( ) ( ) ln
P/ wso
= C1 / T / + C2 + C3T / + C4T / 2 + C5T / 3 + C6 ln T /
式中：P----空气的压力， Pa ； t/----出风口空气的温度，℃； d/----出风口空气的含湿量 ，kg/kg(干)；
（9） 被试机的功率因数： cosθ cosθ = 设定功率 / 测定功率
（10）被试机出口风量：VF(m3 / h)
采用 1 个φ50 的喷嘴：
q/ A50
=
2.442 ×10−3
∆P (m3 / s)
采用 1 个φ70 的喷嘴：
q/ A70
=
4.786 ×10−3
∆P (m3 / s)
采用 1 个 φ100 的喷嘴：
q/ A100
=
9.767 ×10−3
∆P (m3 / s)
采用 1 个φ50 的喷嘴、1 个φ70 的喷嘴和 1 个 φ100 的喷嘴时的被试机出口风量：
VF
=
q/ A50
+
q
/ A70
+
q
/ A100
（11） 干空气的质量风量： MF (kg / s)
( ) MF = VF × r′ × 1 + d / / 3600
（12）风洞漏热损失： HL(Kcal / h) HL = k ⋅ ∆t
式中： k = 6 ； ∆t 为室内侧干球温度与被试机送风口干球温度之差，℃；
（13）室内机空气侧制冷能力： Qea (W ) Qea = MF (i − i / ) + HL
式中： Qea ----为制冷量，W ； MF ----为干空气质量风量， kg / s ； HL ----为风洞漏热损失，W ； i ----为被试机进风口空气的比焓， J / kg ； i/ ----为被试机出风口空气的比焓， J / kg 。
( ) [ ( )] d / = 0.622Pw/ T / / B − Pw/ T /
（8）被试机出风口处空气的比焓： i / (J / kg)
i / = 1010t / + (2501 + 1.84t / )d / ×1000
（9） 被试机出风口处空气的比重： r / (kg / m3 )
( ) ( ) ( ) r / = P 1 + d / / 461.5 / 273.15 + t / / 0.622 + d /
KFR-32GW/Z1 3200W 3600W 1200W 1300W 220V/50Hz 5.5A R22 0.86kg490 m3 / h
四. 实验装置
1. 空气再处理系统 2. 两个保温间 3. 风量测试装置 4. 温度传感器 5. 差压变送器 6. 电量测试仪 7. PID 数字调节器 8. ADAM 数据采集模块 9. 计算机
器 ⑧室处蒸发器 ⑨室外机室空气取样及测量器 ⑩被测空调室外机 ⑾被测空调室内机 ⑿室内机室空 气取样及测量器 ⒀静差压变送器 ⒁被测空调出风空气取样及测量器 ⒂风量测量装置接收室 ⒃升降 支架 ⒄喷嘴差压变送器 ⒅喷嘴 ⒆均流板 ⒇风量测量装置引风机 （21）引风机驱动电机
测试室的围护结构的材料为：聚笨库板。
焓差法空调器性能测试实验 实验指导书
中南大学能源科学与工程学院 制冷与低温工程研究所 2006-5-18
焓差法空调器性能测试实验
（教学实验指导书）
一. 实验目的
1. 理解空气焓差法空调器性能测试的基本原理； 2. 熟悉性能测试实验平台的结构形式； 3. 了解空气被冷却和加热的过程； 4. 熟悉整个性能测试平台的电气控制原理及 PID 数字调节器的控制原理 5. 会动手操作性能测试平台，锻炼学生的动手能力；
（14）能力率： φ = 实测制冷量 / 额定制冷量 ( % ) φ = Qea / Q ×100%
（15）能效比： COP = 实测制冷量 / 消耗的功率
（16）潜热量： Qq (W )
( ) Qq = K1 ×VF × (d − d ′)r′ / 1 + d / / 3600
式中： K1 ---- 2.47 ×106 ， J / kg ；
式中：
源自文库
Pw (T )---干球温度 t 的湿空气中水蒸汽分压力， Pa ；
A = 0.000667
B ----大气压力， Pa （标准大气压 B = 101325Pa ）
所以，干球温度为T 时，湿空气中水蒸汽分压力：
Pw (T ) = Pwso (T ) ϕ
（3）室内侧进风口空气的含湿量： d (kg / kg)
中制冷剂流动情况是否稳定； 7．观察性能测试实验平台各运行参数的变化情况（从开机到系统稳定，约 60 分钟） 待上位计算机的性能测试软件检测实验平台处于稳定状态下时，记录各测试量（共 2 次，每次隔 5 分钟）； 8．实验数据处理；
六. 数据处理
通过以下计算公式可以求得该空调装置在该指定工况下的制冷量 Qea ：
Pa
4 室内侧空气焓值
KJ Kg
5 被试机出口空气含湿量 Kg Kg
6 被试机出口空气相对湿度 RH%
Pa
14
风量测试值
m3 h
15
高压侧压力
(5P)
Pa
16 空气再
低压侧压力
(5P)
Pa
处理机
17 组
高压侧压力
(3P)
Pa
18
低压侧压力
(3P)
Pa
平均值
序 测量参数
号
1 室内侧空气含湿量
实验数据处理表
单 位 第一次数据 第二次数据 平均值 Kg Kg
2 室内侧空气相对湿度
RH%
3 室内侧水蒸气分压
C5 = −0.14452093×10−7
C6 = 6.5459673 T = t + 273.15(K ) Ts = ts + 273.15(K )
① 室内侧进风口干球温度所对应的饱和水蒸汽压力 Pwso (T )(Pa)
T = t + 273.15
(ln Pwso (T )) = C1 / T + C2 + C3T + C4T 2 + C5T 3 + C6 ln(T )
4
3 2
To DAS 17
19
To DAS To DAS
DP
TE TE
14 To DAS To PID
DP
13
6 7
18
15
21
20
1
11
10
8
16
12 SB
TE TE
To DAS To DAS To PID To PID
9
SB TE To DAS
To PID
图 1 焓差法空调器性能测试平台原理图
①室内蒸发器 ②室内加热器 ③室内加湿器 ④ 室内送风机 ⑤室外送风机 ⑥室外加湿器 ⑦室外加热
( ) ①
被试机出风口处干球温度所对应的饱和水蒸汽压力：
( ) P / wso
T/
Pa
T / = t / + 273.15
( ) ( ) ln
P/ wso
= C1 / T / + C2 + C3T / + C4T / 2 + C5T / 3 + C6 ln T /
( ) ②
被试机出风口处湿球温度所对应的饱和水蒸汽压力：
其主要设备如下：
1. 翅片式热交换器 2 个（室内机和室外机） 2. 离心风机 1 个，轴流风机 1 个 3. 压缩机 1 台 4. 毛细管（节流元件） 5. 四通换向阀
额定功率 被试机制冷装置的主要技术参数为： 型号 制冷量 制热量 制冷 制热
额定电压
额定电流 制冷 制热
制冷剂
制冷 剂入注量
室内循环风 量
② 室内侧进风口湿球温度所对应的饱和水蒸汽压力 Pwso (Tw )(Pa)
Tw = tw + 273.15
(ln Pwso (Tw )) = C1 / Tw + C2 + C3Tw + C4Tw2 + C5Tw3 + C6 ln(Tw )
（2） 室内侧进风口空气相对湿度：ϕ
ϕ = Pw (T )/ ( Pwso T ) = [Pwso (Tw ) − A(t − tw )B]/ Pwso (T )
二. 实验原理
本测试平台的设计主要依据的标准为国标GB7725-2004《房间空气调节器》国家 标准、ISO D5151-94《不带风道的空调器和热泵的试验和测定》
依据上述标准，试验平台主要包括两个测试室（室内机室和室外机室）、被测空 调器、空气再处理系统、风量测试装置以及计算机测控系统等五部分组成。其测试平 台原理图如图 1 所示：
五. 实验步骤
1. 熟悉性能测试实验平台； 2．开启实验平台的总电源； 3．更换空调器回风口、送风口的湿球温度传感器的湿球纱布，检查加湿器的加湿水 位； 4．启动被测空调器 5．启动焓差法空调器性能测试软件，输入被测机的铭牌参数等一些实验的基本信息， 设定实验工况；
6．开启实验装置；观察空气再处理系统的 pk （排气压力）、 p0（吸气压力）、视液镜
d ----被试机进风口处空气的含湿量， kg / kg ； d / ----被试机出风口处空气的含湿量, kg / kg ; r / ----被试机出风口处空气的比重, kg / m3 ； VF ----为空气体积流量， m3 / h ．
(17)显热量： Qx (W )
Qx = Qea − Qq
实验数据记录表
被测空调器的室内机安装在风量测试装置前，由风量测试装置测量空气流量，再
根据被测空调进风口和出风口的干球温度和湿球温度，计算出室内机的进出口焓差，
从而得出空调器的制冷量（或制热量）。如下式：
Qea = MF (hi1 − hi2 ) + HL
（1）
式中： Qea —为制冷量，W ；
MF —为干空气质量风量， Kg / S ； hi1 —为进风口空气的比焓， J / kg ； hi2 —为出风口空气的比焓， J / kg 。 HL —为风量测试装置漏热损失，W ；
测试过程中，要求室内机室和室外机室内的空气状态（包括温度和湿度）同时维 持在国家标准规定的工况。因此，室内机室和室外机室内的空气都要经过空气再处理 系统处理，达到试验工况。
计算机测控系统设计成采用微机管理的自动控制测量方式。计算机通过数据采集 模块及传感器对系统各参数进行采集，控制系统的加热、加湿，从而达到系统的稳定 运行。
( ) P / wso
Tw /
Pa
Tw / = tw / + 273.15
( ( )) ( ) ln
P/ wso
Tw /
= C1 / Tw / + C2 + C3Tw / + C4Tw / 2 + C5Tw / 3 + C6 ln Tw /
（6） 被试机出风口处空气相对湿度：ϕ /
( ) ( ) [ ( ) ( ) ] ( ) ϕ / = Pw/ T /
序 项目
号
测量参数
1
室内侧干球
温度
2 试验工
况测试
3
值
室内侧湿球 温度
室外侧干球 温度
4
室外侧湿球
温度
5
出口干球温度
单位 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃
第一次 数据
第二次 数据
6
出口湿球温度 ℃
7
除湿量
被试机
8
工作电压
Kg / h V
9
工作电流
A
10
输入功率
W
11
喷嘴差压
Pa
12
静压差
Pa
风量测
试装置
13
大气压力
（1） 室内侧进风口饱和水蒸气分压： Pwso (Pa)
(ln Pwso ) = C1 / T + C2 + C3T + C4T 2 + C5T 3 + C6 ln(T )
式中： C1 = −5800.2206
C2 = 1.3914993
C3 = −0.04860239
C4 = 0.41764768 ×10−4
试验时，调节风量测量装置内的风机转速，使接受室内的静压在试验过程中始终 保持大气压状态。同时，在规定的试验条件下，预运转 30min 以上。待工况稳定后，
。 每 15min 测量一次，测三次以上。如测量值超出平均值的 10%，应连续重复测量三次，
直到满意为止
三. 实验对象
实验对象为一分体式热泵空调。