【正文】 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。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。 Power Engineering Specialty Refrigeration and Cryogenic Engineering 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。隨著家用空調(diào)器正如其制造的規(guī)模化日趨擴(kuò)大一樣開始大踏步進(jìn)入普通家庭， 焓值法空調(diào)器性能檢測 這種檢測 房間空調(diào)器性能的重要手段和措施，由于其測試精度較高， 檢測速度快等優(yōu)點(diǎn)，已被 許多 房間空調(diào)器生產(chǎn)廠家產(chǎn)品開發(fā)、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及有關(guān)質(zhì)量檢測部門所使用 。 焓差法測試技術(shù)簡介 ....................................................................................... 1 167。 設(shè)計(jì)要求 ................................................................................................. 6 167。 風(fēng)壓的計(jì)算 ........................................................................................... 13 167。 空氣取樣及溫濕度測量裝置的設(shè)計(jì) ............................................................. 23 167。 測量原理 ............................................................................................... 31 167。 工況控制調(diào)試 ................................................................................................ 46 167。 誤差分析 ........................................................................................................ 53 167。 房間空調(diào)器由于創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境，在生產(chǎn)活動和科學(xué)試驗(yàn)中起到越來越重大的作用 [1]。 167。其中空氣再處理系統(tǒng)為焓值法的各項(xiàng)試驗(yàn)提供所需的試驗(yàn)環(huán)境條件，主要包括：對空氣的冷卻、加熱、除濕、加濕設(shè)備，其中，所測空調(diào)的出風(fēng)口和受風(fēng)室的進(jìn)風(fēng)口都是使用風(fēng)管來連接，要求具有很好的保溫能力和相對對風(fēng)量影響較小的空氣阻力。 國內(nèi)一些學(xué)者對焓差法測試精度的提高方面有過不少的探索，其中北京工業(yè)大學(xué)的鐘曉暉 等提出采用風(fēng)量測量和風(fēng)速測量對溫度進(jìn)行加權(quán)的方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的采用測流量法測量空氣的流量和截面平均溫度這種方法，減少受溫度測量布點(diǎn)的限制，提高其測試精度；東南大學(xué)的張小松等提出一種基于焓值法基礎(chǔ)上的熱泵制熱量測試方法， 稱為比率法?！?，濕球溫度的控制精度 177。 設(shè)計(jì)要求 [1][9] 在國標(biāo) GB/T 77252022 中對空氣焓值法環(huán)境室有如下要求： 1. 實(shí)驗(yàn)室需兩個相鄰的房間，一個作為室內(nèi)側(cè)，另一個作為室外側(cè)，兩個房間 應(yīng)能保持各自規(guī)定的試驗(yàn)條件， 被測空調(diào)器 的空氣速度應(yīng)低于 。 庫房外形尺寸的確定需要考慮多個方面的因素，但主要是環(huán)境室內(nèi)不能影響被測 試機(jī)的正常運(yùn)行，具體如下： 1 庫房寬度的確定：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求庫房表面到空調(diào)器任一非風(fēng)口表面的距 不 小于 ， 而最大被測機(jī)的室外側(cè)寬度約 ，考慮到 2 臺同時運(yùn)行測試，故庫房寬度應(yīng)大 于 ，再考慮到取樣裝置機(jī)及其他附件的影響和一定的余量，確定庫房的寬度為 6m。 對空調(diào)器的性能進(jìn)行檢測時，需要對實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)營造一個恒溫恒濕的環(huán)境， 這樣就要對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的循環(huán)空氣進(jìn)行冷卻、除濕、加熱、加濕等一系列處理，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。該過程中空氣的濕度沒有變化。 焓值法空調(diào)器性能測試實(shí)驗(yàn)室的研制 9 室外側(cè)部分： 1．室外側(cè)機(jī)組容量計(jì)算：按照空調(diào)器的制冷運(yùn)行模式，其中最大負(fù)荷工況為凝露工況 [濕度： 91%]，冷凝器釋放熱負(fù)荷為 32500W，風(fēng)機(jī)、墻體漏熱 5500W，估算濕負(fù)荷占制冷機(jī)組的 40%比率。圖 23 所示的是側(cè)面上送下回送風(fēng)方式，實(shí)驗(yàn)室的空氣處理設(shè)備置于環(huán)境室的一側(cè)，空氣從下部百第二章 庫房結(jié)構(gòu)與空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 葉窗進(jìn)入，從頂部水平或略上斜百葉進(jìn)入環(huán)境室，根據(jù)空氣動力及空氣自重，將空氣分配到 整個環(huán)境室。 焓值法空調(diào)器性能測試實(shí)驗(yàn)室的研制 11 2．孔板設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 室內(nèi)側(cè)送風(fēng)量的確定：循環(huán)風(fēng)量不小于冷凍機(jī)組的最小配風(fēng)量，也不小于的換氣次數(shù)，考慮到減小空氣再調(diào)節(jié)慣性，取換氣量為 80 次 /h。這里主要對空氣進(jìn)行加熱、加濕和風(fēng)機(jī)的選型與設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。 貫流式風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、風(fēng)壓小、噪聲低轉(zhuǎn)子。 （ 2） 風(fēng)道中氣流方向改變 900 的地方以及風(fēng)道截面面積發(fā)生變化的地方簡化為彎頭和漸括口 ，使得風(fēng)管擴(kuò)散與折彎得以分離進(jìn)行處理，簡化計(jì)算。 風(fēng)機(jī)的選擇 空氣流量大于等于 18480 3/h，全壓大于 295Pa，并考慮到空氣再處理系統(tǒng)的表冷器要凝露、結(jié)霜，風(fēng)阻將增大，故選用上海南泰通風(fēng)機(jī)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的離心外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)，型號為 ，風(fēng)量為 10000 m3/h，全壓為 360Pa，功率為 ，轉(zhuǎn)速為 657 r/min。 Q=16++= kW，再考慮 E E3 及工況轉(zhuǎn)換時降溫速度，實(shí)際最第二章 庫房結(jié)構(gòu)與空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 大負(fù)荷應(yīng)大于 kW。 2. 防止霜層成長的措施 空氣流過蒸發(fā)器被冷卻時，如果蒸發(fā)溫度低于 0℃ ，空氣中水分就會析出并固化成霜，附在蒸發(fā)器的表面，這樣就會引起空氣流動阻力增加，風(fēng)量減小，使得蒸發(fā)器與空氣換熱能力降低，蒸發(fā)溫度降低，更加劇霜層的成長，使冷凍機(jī)出現(xiàn)排溫過高或吸氣壓力過低等故障而無法正常工作。 除濕裝置設(shè)計(jì) 167。 除濕裝置的設(shè)計(jì) 1. 蒸發(fā)器除濕的分析 根據(jù)蒸發(fā)器除濕的原理可知，蒸發(fā)器表面溫度越低（冰點(diǎn)以上），穿過蒸發(fā)器的空氣相對濕度越高，對于空氣除濕越有利。當(dāng)需要除濕的潮濕空氣 (稱處理空氣 )進(jìn)入處理區(qū)域， 濕空氣中的水蒸氣被轉(zhuǎn)輪中的活性硅膠所吸附， 從而得到干燥，干燥后的空氣則通過送風(fēng)機(jī)送出。其技術(shù)特性詳見圖211 圖 211 轉(zhuǎn)輪式除濕機(jī) DT800 特性曲線 167。通常后三種的外形以方形為主，而第一種則有方型和圓形兩種外形。根據(jù)冷 卻度不同，機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔可分為標(biāo)準(zhǔn)型（ t? =5℃ 左右 ）、中溫型（ t? =10℃ 左右 ）和高溫型（ t? =20℃左右 ）三種。測量箱按標(biāo)準(zhǔn)流通截面尺寸為 100 ㎜ 100 ㎜，長度取 250 ㎜。匯合管管徑為 80? ㎜，長 800 ㎜，中間位置開設(shè) 80? ㎜出風(fēng)口 。當(dāng)空氣相對濕度較低時，水蒸氣壓力差大，濕紗布上的水分蒸發(fā)快，蒸發(fā)需要的熱量多，水溫下降也越多，因而干、濕球溫度差大。 1 理論分析風(fēng)速對 濕球溫度測量的影響 濕球溫度的測量一般采用如圖 36所示的裝置，要分析風(fēng)速對濕球溫度測量的影響必須從分析空氣流經(jīng)過濕球紗布表面所發(fā)生的熱濕交換過程出發(fā)。 風(fēng)管采用可伸縮鋼絲骨架的 100? ㎜塑料管，因風(fēng)管內(nèi)空氣與風(fēng)管外空氣處于相同狀態(tài)，故一般無須采取保溫措施。 167。 從冷卻塔流出的冷卻水溫度 t2 與金塔空氣的濕球溫度 ts 之差叫做冷副高。如圖 212 所示，來自冷卻塔溫度較低的冷卻水，經(jīng)冷卻泵加壓后進(jìn)入冷水機(jī)組，帶走冷凝器的熱量。而轉(zhuǎn)輪在再生脫水后，重新恢復(fù)了強(qiáng)大的吸濕 能力，在馬達(dá)的驅(qū)動下，轉(zhuǎn)入工作區(qū)域進(jìn)行除濕。高溫低濕工況時，由于蒸發(fā)條件好，蒸發(fā)器表面溫度較高，除濕相當(dāng)困難；如減小循環(huán)風(fēng)量，又將提高環(huán)境室的熱慣性，減慢調(diào)節(jié)速度，故采用增加一套獨(dú)立的除濕裝置 [轉(zhuǎn)輪式除焓值法空調(diào)器性能測試實(shí)驗(yàn)室的研制 19 濕機(jī) ]，并將改變 循環(huán)風(fēng)量作為輔助措施。吸濕劑除濕是利用吸濕劑與水的親和力，吸收或吸附水分，從而除去空氣中的部分水分，其除濕效果較好，但吸濕劑再生需要熱源。為此采用以下三種措施： ，改善換熱條件，提高蒸發(fā)器表面溫度。為了滿足此工作范圍，一般采用高溫機(jī)組與低溫機(jī)組，根據(jù)實(shí)際環(huán)境室溫度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。以上兩者結(jié)合使用，最終實(shí)現(xiàn)了恒溫恒濕的控制要求。 根據(jù)以上分析，將對整個風(fēng)道的阻力進(jìn)行估算，因整個風(fēng)道為短流程，并且根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，光滑風(fēng)道的沿程阻力對風(fēng)道的總阻力影 響非常小，可以忽略。 風(fēng)壓的計(jì)算 如上節(jié)所述可知，整個空間流道中的設(shè)備布置較多，而且其運(yùn)行條件變化十分大，使流道變得較為復(fù)雜，要直接較精確地計(jì)算循環(huán)風(fēng)道的壓力損失則十分困難；同時由于實(shí)際試驗(yàn)條件所限，也無法精確的模擬出此系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)道阻力。 離心式風(fēng)機(jī)的工作原理為，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動葉片間的氣體轉(zhuǎn)動，然后將氣體徑向甩出，同時在葉輪的吸氣口形成真空，在壓差的作用下外界空氣被吸入葉輪。 （ 3）其他參數(shù)的確定： 經(jīng)過計(jì)算，現(xiàn)將孔板送風(fēng)參數(shù)匯總于如表 表 22 孔板送風(fēng)計(jì)算結(jié)果匯總 No 名 稱 單位 計(jì)算公式 結(jié)果 參 數(shù) 說 明 1 送風(fēng)速度 v0 m/s 001500d vv ? V: 20℃ 時空氣運(yùn)動粘性系數(shù)， ㎡ /s d0: 孔板孔徑， m (取 6 ㎜ ) L: 循環(huán)風(fēng)量， m3/h α: 空口流量系數(shù)， ～ （取 ） F: 總面積， 54=20 ㎡ S: 穩(wěn)壓層內(nèi) 有孔板的最大流程，m 2 開孔總面積 Fk ㎡ ?03600vLFK ? 3 凈孔面積比 K K=Fk / F 4 孔中心距 l m Kdl 40 ?? 31 5 工作區(qū)最大風(fēng)速 Vxm m/s Kvvxm ?0? 6 穩(wěn)壓層凈高 h m Fv sLh ? 由以上計(jì)算結(jié)果確定孔板參數(shù)如下：孔徑 dS=φ6㎜，孔口中心距 L=30㎜ 30㎜，穩(wěn)定層凈高 。 對于常見的焓差實(shí)驗(yàn)室來說，不管是室內(nèi)側(cè)還是室外側(cè)，都希望它的空氣的速度場和溫度場能夠盡