【正文】 ng Research Direction Refrigeration detection and automatic control Supervisor Professor Li Ying Wu Zhi min Complete Date January 2022 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)位論文保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本課題完成的主要工作是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T77252022 的技術(shù)要求， 設(shè)計并建造了一套 焓值法空調(diào)器性能檢測實(shí)驗室 ，完成試驗室制冷系統(tǒng)、自動測量控制系統(tǒng)的方案設(shè)計，并成功地進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)試與被測機(jī)的測試。 關(guān)鍵詞：空調(diào)器 自動控制系統(tǒng) 性能測試 ABSTRACT The Refrigeration technology for people in creating the fortable life environment for industrial production and scientific experiments creating stable temperature, humidity working environment and played more and more important role. As household air conditioner as its manufacturing scale of increasing great began to enter the average family, enthalpy method air conditioner testing laboratory room air properties of the important means and measures, due to its high precision, more and more be room air conditioner manufacturers product development, the optimization design and the relevant quality testing department attention. This subject is the main work is pleted on the basis of the national standard GB/T77252022 and development designed and built a balance room environment type calorimeter lab, plete laboratory refrigeration system, automatic measurement control system design, and succeeded in system of debugging and measured machine of the test. The temperature and humidity in the test and control system, with fast response, easy operation, high control accuracy requirements as the benchmark, adopted thermocouple and temperature and humidity sensor to measure temperature, humidity, PID controller to indoor side respectively temperature, humidity, outdoor side temperature, humidity and so on for automatic control。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................... 3 167。 課題主要研究內(nèi)容 .......................................................................................... 4 167。 庫房設(shè)計 ................................................................................................ 6 167。 環(huán)境室氣流組織形式的設(shè)計 ................................................................. 9 167。 風(fēng)機(jī)的選擇 .......................................................................................... 15 167。 除濕裝置設(shè)計 ................................................................................................. 18 167。 裝置的總體設(shè)計 .................................................................................. 23 167。 箱體整體布置 ....................................................................................... 30 167。 噴嘴介紹 .............................................................................................. 32 167。 設(shè)備調(diào)試 ......................................................................................................... 44 167。 測量元件校對 ................................................................................................. 48 167。 電熱標(biāo)定 ............................................................................................... 48 167。 誤差分析 ............................................................................................... 53 167。 經(jīng)過這 30 多年的 高速 發(fā)展，中國成為名副其實(shí)的世界家用空調(diào)器的第一生產(chǎn)大國?？照{(diào)器生產(chǎn)的迅猛發(fā)展也相應(yīng)帶來了對空調(diào)器性能進(jìn)行測試的實(shí)驗裝置的發(fā)展。焓差法實(shí)驗室是檢測房間空調(diào)器性能的重要手段和措施，是房間 空調(diào)器生產(chǎn)廠家產(chǎn)品開發(fā)、優(yōu)化設(shè)計和質(zhì)量檢測的設(shè)備。 焓差法測試技術(shù)簡介 [1][2] 按照 GB/T77252022 中對焓值法測試技術(shù)的定義為：一種測定空調(diào)器制冷制熱能力的方法，對空調(diào)器的送風(fēng)參數(shù)回風(fēng)參數(shù)以及循 環(huán)風(fēng)量進(jìn)行測量，測出的風(fēng)量與送風(fēng)回風(fēng)焓差的乘積以確定空調(diào)機(jī)的能力。這樣， 不僅帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益，而且對節(jié)能環(huán)保等有非常重要的影響。空氣取樣裝置是用來測量所取樣本空氣的干、濕球溫度，所需測量的參數(shù)主要有：空調(diào)器進(jìn)風(fēng)口處空氣參數(shù)； 空調(diào)設(shè)備出風(fēng)口處空氣參數(shù)，被空調(diào)器室外側(cè)進(jìn)口處空氣的參數(shù)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 [3][7] 美國暖通協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) ANSI/ASHRAE 116198日本冷凍空調(diào)工業(yè)會的 TP0296及我國的房間空氣調(diào)節(jié)器標(biāo)準(zhǔn) GB/T 77252022 中都對空氣焓差法測試試驗裝置進(jìn)行了總體性、原則性及相關(guān)精度等的規(guī) 定，但其中的細(xì)節(jié)問題未有敘述。 綜觀國內(nèi)外研究狀況，發(fā)現(xiàn)研究熱點(diǎn)主要集中在空氣焓差法測試實(shí)驗室中的環(huán)境溫度、濕度等的測量方法、測試對象的拓展、測試精度的提高、測試系統(tǒng)軟件的改進(jìn) (其中具體體現(xiàn)在最新的自動化控制技術(shù)的應(yīng)用上 )、試驗裝置的設(shè)計和布置等上面。 167?！?，測試精度 177。 本課題主要工作 ，收集資料，選取測試方案，對系統(tǒng)整體進(jìn)行理論計算； 2 按照國標(biāo)以及技術(shù)要求，進(jìn)行實(shí)驗室 檢測及控制系統(tǒng)的設(shè)計 ； 整個實(shí)驗室系統(tǒng)的設(shè)備安裝，確立設(shè)備選型， 建造 實(shí)驗室； ，分析實(shí)驗第二章 庫房結(jié)構(gòu)與空氣系統(tǒng)設(shè)計 6 第二章 庫房結(jié)構(gòu)與空氣系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 77252022 要求，整個空氣焓值法測試系統(tǒng)分成三部分：環(huán)境室、風(fēng)量測量裝置及測量控制系統(tǒng)，而環(huán)境室包括庫房及空氣處理裝置，下面各節(jié)將對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計說明。 2. 試驗房間應(yīng)具有足夠的 容積 ，在室內(nèi)側(cè)除了空氣測量裝置的影響外，應(yīng)不改 變空調(diào)器正?？諝庋h(huán)的流場。 庫房設(shè)計 根據(jù)技術(shù)要求，環(huán)境室的室外側(cè)工況要求 10℃ ～ 60℃ ，而蘇州地區(qū)室外溫度大約為 5℃ ～ 39℃ ，兩者的溫度差大，如果庫體的保溫性能不好，將會給環(huán)境室?guī)砗艽蟮睦洹嶝?fù)荷干擾，影響環(huán)境室工況的穩(wěn)定。 焓值法空調(diào)器性能測試實(shí)驗室的研制 7 2 庫房高度的確定：根據(jù)最大被測機(jī)（ 5 匹）的室內(nèi)側(cè)高度約 2m、國標(biāo)要求 庫房表面距離空調(diào)器表面不小于 、吊頂層預(yù)留高度 ，故庫房高度不應(yīng)小于 ， 再考慮到一定的余量及冷庫板的規(guī)格，確定庫房的高度為 。 167。綜上所述，可以將環(huán)境室空氣處理簡單的歸納為兩種情況，即送風(fēng)溫度比回風(fēng)溫度高和送風(fēng)溫度比回風(fēng)溫度低。 上圖 22 中空氣的整個處理過程 為 O→N→L→I→O ： →N ： 加熱過程 O 點(diǎn)為送風(fēng)點(diǎn)， N 點(diǎn)為回風(fēng)點(diǎn)，在空氣經(jīng)過實(shí)驗室時，由于實(shí)驗室中存在的熱負(fù)荷，空氣在環(huán)境室中被加熱，溫度增加。 →O ：等溫加濕過程 空氣經(jīng)過干蒸汽噴管時，與水蒸氣混合，含濕量增加，但其溫度沒有改變，該處理過程為等溫加濕的過程。因此，至少配置 15 匹的制冷機(jī)組；考慮到安全余量，實(shí)際配置要 18 匹 [實(shí)際選配： 4+7+7匹 ]。因此，至少配置 25 匹的制冷機(jī)組； 考慮到安全余量，實(shí)際配置要 27 匹 [實(shí)際選配： 7+10+10 匹。 環(huán)境室氣流組織形式的設(shè)計 合理的氣流組織能充分發(fā)揮送風(fēng)的冷卻或加熱作用，均勻地消除室內(nèi)熱量，使室內(nèi)溫度分布均勻，溫度 波動范圍小，為提高測試系統(tǒng)的精度創(chuàng)造條件。這種送風(fēng)方式具有設(shè)備布置簡單，施工方便的優(yōu)點(diǎn)，而且能保證工作區(qū)的速度場與溫度場趨向一定的均勻和穩(wěn)定；但這種送風(fēng)方式射流很快與房間空氣充分混合，射流衰減較快。由表 可知，孔板送風(fēng)的射流的擴(kuò)散和混合性能相對其它方式要好，而且射流的特點(diǎn)是空氣的混合過程相對較短，溫度和風(fēng)速衰減快，因而能夠使室內(nèi)的空氣保持溫度和速度分布較均勻。 18匹冷凍機(jī)組最 大循環(huán)風(fēng)量為 9000m3/h；另外，室內(nèi)側(cè)房間的容積約為6＝ m3，則循環(huán)風(fēng)量為 280＝ 18480m3/h，兩者取大，則再調(diào)節(jié)機(jī)組送風(fēng)量應(yīng)大于 18480 m3/h。由于室外側(cè)情況與室內(nèi)側(cè)相差不大，故設(shè)計時與室內(nèi)側(cè)一樣。該實(shí)驗室空氣處理系統(tǒng)中的空氣處理柜如下圖 26 所示。離心式風(fēng)機(jī)有噪聲低、壓頭較高的優(yōu)點(diǎn)，適用于風(fēng)阻大的通風(fēng)系統(tǒng)。其一般用在家用空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)中。故抓住系統(tǒng)對風(fēng) 阻影響較大的部分，忽略其他次要部分，從而簡化整個風(fēng)道計算模型，估算整個系統(tǒng)循環(huán)的風(fēng)量是有效、可行的。 （ 3）風(fēng)道中的風(fēng)機(jī)是整個氣流循環(huán)中最大的阻力部件，一是因為風(fēng)機(jī)處風(fēng)速最大，二是風(fēng)機(jī)迎風(fēng)布置，其有限的排風(fēng)面積使風(fēng)道嚴(yán)重受阻。故可將風(fēng)道的局部阻力近似為總阻力。 167。 167。 根據(jù)上面的計算及分析，同時考慮經(jīng)濟(jì)性，冷 負(fù)荷由三套制冷系統(tǒng)來提供，兩套選用 MT32JF4C 美優(yōu)樂全封壓縮機(jī)配 28 ㎡、 φ10 ㎜管的 凝器 和 ㎡、 φ10 ㎜管的蒸發(fā)器，另一套系統(tǒng)用 MT50HK4B 美優(yōu)樂全封壓縮機(jī)配 60 ㎡、 φ10 ㎜管的 FNH17/60 風(fēng)冷冷凝器和 ㎡、 φ10 ㎜管的蒸發(fā)器，其系統(tǒng)原理圖如圖 27， 圖 27 室內(nèi)側(cè)制冷系統(tǒng)原理圖 1 壓縮機(jī) 2 油分離器 3 冷卻系統(tǒng) 4 冷卻系統(tǒng) 5 冷凝器 6 溫度開關(guān) 7 儲液器 8 干燥過濾器 9 電磁閥 10 膨脹閥 11 分液器 12 蒸發(fā)器 13 吸氣壓力調(diào)節(jié)閥 14 氣液分離 器 15 低壓壓力表 16 高低壓壓力開關(guān) 17 高 壓力表 167。室外側(cè)制冷系統(tǒng)原理如圖 28 所示： 241013 14焓值法空調(diào)器性能測試實(shí)驗室的研制 17 圖 28 室外側(cè)制冷系統(tǒng)原理圖 1壓縮機(jī) 2油分離器 3冷卻系統(tǒng) 4冷卻系統(tǒng) 5冷凝器 6 溫度開關(guān) 7儲液