焓差室原理方案设计说明.docx

1、焓差室原理方案设计说明焓差室的系统原理和方案设计2 焓差室的系统原理和方案设计2.1焓差室概述 目前，国内测试单元式空气调节机的试验方法主要是按照 GB/T 17758-1999 单元式空气调 节机中附录 A 中的试验方法，附录中规定有五种试验方法： 1、室内侧空气焓差法； 2、室外侧空气焓差法； 3、压缩机标定法； 4、制冷剂流量计法； 5、室外水侧量热计法。测试房 间空气调节器的试验方法主要是按照 GB/T 7725-2004房间空气调节器中附录 A中的试验方法，附录中提供了两种方法： 1、房间型量热计法； 2、空气焓值法。在实际使用过程中， 生产厂家为了兼顾测试空气调节机组的类型、 出风

2、型式、 测试过程的要 求等，通常选择空气焓差法系统作为试验方法。主要是空气焓差法具有下列优势： 1、空气焓差法不仅能进行静态实验来测试空调制冷产品的制冷能力和制热能力； 2、空气焓差法同时能进行非稳态 （动态） 性能的实验 （包括风机性能测试） ，如：空调器季节节能能效比 （S EER的实验需要测定间歇启/停状态下空调器的制冷量和输入功率， 空调器热泵制热的融霜过程中非稳态的制热量、 输入功率等， 这些非稳态的过程必须采用空气焓差法进行测试。 3、应用了空气焓差法试验装置后， 可以对空气干、 湿球温度风量以及房间空调器的输入功率等 参数进行连续频繁的采样测量， 因而可以确定空调器供冷量或供热量

3、以及输入功率等随时间 变化曲线，满足动态工况的测试要求 4、空气焓差法可以对换热器部件进行性能测试。 5空气焓差法进行测试时只要工况稳定， 试验风洞达到热平衡后， 即可进行数据采集， 相对与房 间型量热计法需要整个试验室达到所需工况热平衡后才能进行数据测量， 空气焓差法整个测试过程时间要短，因此空气焓差法测试效率高。 6、焓差法装置价廉，投资小 7、焓差法能满足多个空调机组的标准测试要求O 3综上所述， 为了提高试验室的利用率和合理优化试验室资源， 需要将一个试验室建成能够测 试各种类型的产品， 主要是约克现有产品系列 （风冷冷风分体机组、 风冷冷水 （热泵） 机组、 水冷冷水机组、柜式空气处

4、理机组）和以后可能在无锡开发的产品系列（屋顶一体机组）。 所以在设计时需要考虑到上面系列机组测试的相关标准中的要求。 同时考虑到在新产品研发 阶段， 需要对产品的动态噪声进行研究， 因此将此焓差试验室设计成多功能消声试验室， 可 以检测上面系列各类空调机组、 空调用风机极其零部件噪声， 通过接风管到风洞也可以做管 道机噪声的测试及有水系统可做水冷冷水机组噪声的测试等。2.2焓差室的检测原理和方法依据国标 GB/T 17758-1999 单元式空气调节机，空气焓差法试验室通常需要两个相邻的 房间， 一个作为室内侧试验房间， 一个作为室外侧试验房间， 两个试验房间的空气状态在试验机组和空气处理机组

5、的共同作用下，应该能分别保持在标准中规定的试验工况条件范围 内，通过空气取样装置分别测量被试空调制冷产品的室内机送、 回风口空气的干球及湿球温 度以计算相对湿度， 即可得到取样截面处空气状态，求出送、 回风空气间的焓差。 同时测量 室内机的风量。测得的风量与焓差相乘即可得到房间空调器的制冷量或制热量。2.3焓差室的系统结构2.2测试系统测试需求根据项目课题的要求，焓差试验室提出的主要指标：a) 试验室是由室外侧环境试验室和室内侧环境试验室组成，其运行工作功能 性特点：1.室内外侧设备可以分别运行各自工况，完成各自独立测试工作；2.室内外侧可以联合测试屋顶一体机组；3.环境室内设计本底噪声在 4

6、5dB(A) 以内；4.室内侧房间内采用一台风量测试装置( 200030000 m3/h )，采用两台风机；5.室内外侧联合使用可以运行水冷冷水机组；6.室外侧运行工况：-15 C 45 C;b) Test Lab 测试性能需求：1.室内外侧环境室测试性能试验的能力在 180kW以内；2.室内侧测试风量范围在 2000 m3/h30000 m3/h ；3.机组噪音测试在 50dB(A) 以上；4.室内外环境室同时测试时记录其相关测试数据(电参数、性能数据、辅助分析 数据)；3.2焓差试验室的系统结构焓差试验室主要是由试验室外围保温结构、 空气处理机组、 温湿度采样装置、 空气流量测试 装置、系

7、统控制系统及测量数据采集系统等组成a.试验室外围保温结构试验室外围保温结构作用是在空间上进行分隔，将焓差试验室分成室内侧环境室、室外 侧环境室相对独立的空间， 从而确保试验室在室内侧和室外侧房间， 能够分别建立起符合测 试要求并相对稳定的人工模拟环境， 不受外围空间的干扰。 隔阻试验室内部空间与外部环境 之间以及室内侧与室外侧之间的热传递， 减少冷热量的损失， 降低调节环境温度的能耗， 要 具有明显的保温节能效果。b.空气处理机组空气再调节处理系统主要由空调柜体、风机、加热器、加湿器、制冷系统等组成。其作 用是对焓差试验室的室内的空气状态进行调节，达到测试时所需的工况条件。c.温湿度采样系统温

8、湿度采样系统主要包括 : 温度采样器、铂电阻、取样风机、温度变送器、 温度控制仪表及计算机测量系统等。其作用是采集室内干、湿球温度，室外干、 湿球温度，出风干、湿球温度，是焓差法测试基本参量。d.空气流量测量装置风量测量装置由进风室、喷嘴、排风室、排风机、压力变送器、变频器、静 压控制仪表、 连接软管及计算机测量系统等组成。 其作用是测量被试机组的空气流量， 同样 是焓差法测试的基本参量。e.系统控制系统测控系统为用户提供一个方便的测量控制操作平台，它由各种测控仪表、变送器、计算 机、开关、指示灯等组成。主要作用是焓差试验室运转控制中心，确保试验室正常运转。F.测量数据采集系统测量数据采集系统

9、是采集焓差法测试基本参量的系统， 将各种传感器的电参量、 转 换成数字量，主要包含：功率计、压力变送器、温度传感器等。3.3焓差试验室的系统设计3.3.1 焓差试验室制冷系统的制冷负荷设计焓差试验室的制冷系统采用水盘管式变风量空调系统，由水冷冷水机组进行制冷，水为 载冷剂， 对变风量空气处理机组进行热湿处理， 最终实现制冷系统与变风量空气处理系统的 有机结合、 协调控制和稳定运行。 通过这种方式设计可以满足焓差试验室大冷量供冷和便于 温度调节，水冷冷水机组具有冷量调节功能，水管路系统可以通过调动阀门进行再次调节， 从而达到控制精确的目的。 避免了采用直接蒸发制冷的负荷调节不便， 制冷能力限制的

10、等缺 点，同时简化了系统控制。系统负荷的最大热负荷和最大湿负荷， 是按项目要求的被试机组制冷系统最大制冷能力 180kW设计的，考虑换热能力是制冷量的 1.2倍，以及低温制冷工况下制冷能力的增大的，系统的最大热负荷确定为 280kW最大湿负荷通常按照制冷机去湿量的 1/3的经验估算，制冷系统运行时，系统最大湿负荷约为 93kW o在不计蒸汽发生器的热损失， 可计算Q=1KW*啲热量将Gkg的100C水蒸发为100C的干 饱和水蒸汽，水蒸汽的气化潜热 r 为 2700kJj/kg, ，则 :G=Q/r=3600/2700=1.333kg/h故 93k W 的最大湿负荷的蒸汽发生 t 为 124k

11、g/h ，实际焓差试验室运行凝露工况时，所需的热湿负荷电加热管的容量大于按照系统正常运 行时的最大热湿负荷值，故电热式加湿器容量为 160kg/h3.3.2变风量空调系统设计与选型1、变风量空调系统的基本原理全空气空调系统的基本目的，是向空调房间输送足够数量的、经过一定处理的空气，用 以吸收室内余热和余湿，从而维持室内所需的温度和湿度。当室内余热值发生变化而又需要使室内温度保持不变时，可将送风量固定，而改变送风 温度，也可将送风温度固定，而改变送风量。这种固定送风量而改变送风温度的空调系统， 一般称为定风量(CAV)系统，而固定送风温度，改变送风量的空调系统，则一般称为变风量 (VAV)系统。

12、2、变风量空调系统总体设计分析对空气处理过程和测试过程的分析，当被试机组容量变小时，试验室负荷相应变小，就 需要调整空气处理机组的负荷， 降低负荷可以通过旁通盘管水流量来减小负荷和减小空气处 理机组的风量， 水流量的减小到一定程度时会受到阀门控制精度的影响， 送风温度会出现波动。此时通过减小空气处理机组的风量时， 能够保证送风温度的稳定性和均匀性。 当负荷变 化时，采用于变风量空调系统的调节， 适当减少试验室送风量， 能够提高送风温度的稳定性， 减少温度波动对试验的干扰。试验室的空气处理机组采用非标空气处理设备， 通过对空气处理机组内部各功能段 的设计和选型，主要包括：空气过滤段、表冷段、低温

13、盘管段、加湿段、加热段、风机段， 委托专业生产空气处理机组厂家进行生产， 在试验室现场进行拼装， 完成整个空气处理机组 设备的匹配，使其能够满足用于控制空气环境的特殊要求。通过设立温度，湿度，风速等测点，测得控制环境内的温度，湿度，风速等参数， 然后反馈到调节控制表上，操作人员进行调节，实现控制环境各参数的设定值。采用空气焓差法进行试验时，对室内工况有特殊要求，在国家相关标准中有推荐 要求，此房间或区域应能使工况维持在规定允差内， 在试验时装置周围的空气速度建议不超 过 2.5m/s 。试验房间的尺寸，除了正常安装所要求的距地或墙之间的尺寸外，应使房间任 一表面到空调器送风口表面的距离不小于

14、1.8m，到空调器的其他任一表面的距离不小于 0.9m房间再处理机组的送风量应不小于室外部分空气流量。在空调器送、回风方向的气流, 要求工况稳定，温度均匀，低速。比起温度、速度，相对湿度在环境中所扮演的角色较少地被清楚定义，事实上 10%相对湿度的变化将会造成温度 0.56 C的改变。单纯的加热或制冷后再加热会带来相对湿度的明显降低。湿度不适在试验室内引起的问题， 基本上可分为如下 2种:C1)低温工况有相对湿度要求时， 空气处理机工作情况下蒸发器翅片结霜严重 ;C2) 高温工况房间内相对湿度超过 60% 时，空气处理机内结露凝水现象严重。 这种现象严重地影响试验结果， 同时也会影响室内湿 球

15、温度的稳定，因此采用合理的电加热功能段对于试验室制造稳定的环境有很重要的意义。3.3.3试验室水系统设计焓差试验室采用了水盘管空气处理机组， 以及项目要求能够测试风冷冷水机组、 水 冷冷水机组等，因此试验室有水系统组成部分。同时试验室要求有低温功能，低温水系统采用低温机组乙二醇水系统。 试验室水系统主要组成部分： 蓝色冷冻水系统，管道主径 DN100 浅蓝低温水系统，管道主径 DN80 红色冷却水系统，管道主径 DN125 黄色室内侧水系统，管道主径 DN80 绿色室外侧水系统，管道主径 DN80附 仪表配置序号仪器设备名称本厂仪器设备编号型号制造厂测量范围 / 技术参数精度出厂编号 用途1电

16、流互感器EH051HL1上海互感器厂0-600A0.2 级6025室内侧转换电流2电流互感器EH052HL1上海互感器厂0-600A0.2 级5097室内侧转换电流3电流互感器EH053HL1上海互感器厂0-600A0.2 级5041室内侧转换电流4电流互感器EH054HL1上海互感器厂0-600A0.2 级6006室外侧转换电流5电流互感器EH055HL1上海互感器厂0-600A0.2 级5046室外侧转换电流6电流互感器EH056HL1上海互感器厂0-6IFM4080F(50) 上海光华爱而美H2662 室外机组水流量WZPK 176S 上海自仪三厂无 室内侧进风干球温度 1WZPK 17

17、6S 上海自仪三厂无 室内侧进风湿球温度 1WZPK 176S 上海自仪三厂无 室内侧进风干球温度 2WZPK 176S 上海自仪三厂无 室内侧进风湿球温度 2WZPK 176S 上海自仪三厂无 移动风洞干球温度WZPK 176S 上海自仪三厂无 移动风洞湿球温度WZPK 176S 上海自仪三厂无 大风洞干球温度WZPK 176S 上海自仪三厂无 大风洞湿球温度WZPK 176S 上海自仪三厂无 室外侧进风干球温度WZPK 176S 上海自仪三厂无 室外侧进风湿球温度WZPK 176S 上海自仪三厂无 室内侧冷凝器进水温度WZPK 176S 上海自仪三厂080 CA级无室内侧冷凝器出水温度23

18、铂电阻TT537WZPK 176S 上海自仪三厂080CA级无室内侧进水温度24铂电阻TT538WZPK 176S 上海自仪三厂080CA级无室内侧出水温度25铂电阻TT545WZPK 176S 上海自仪三厂080CA级无室外侧进水温度26铂电阻TT546WZPK 176S 上海自仪三厂080CA级无室外侧出水温度27差压传感器FP3001EJA110A-DLS4A-92DAYOKOGAWA-50 450kPa0.10%SF610YFX53 551机外余压28差压传感器FP3002EJA110A-DLS4A-92DAYOKOGAWA0-800kPa0.10%SF610YFX54 551喷嘴压差

19、29差压传感器无EJA110A-DLS4A-92DAYOKOGAWA-50 450kPa0.10%移动风洞机外余压30差压传感器无EJA110A-DLS4A-92DAYOKOGAWA0-800kPa0.10%移动风洞喷嘴压差31差压传感器FP3003EJA110A-DHS4A-92DAYOKOGAWA0200kPa0.10%SF610YFX55 551室内侧水压降32差压传感器FP3004EJA110A-DHS4A-92DAYOKOGAWA0200kPa0.10%SF610YFX56 551室外侧水压降33相对湿度传感器TT800 TH100 VODKIMO-2080 C 0-100%1.00

20、% 5010013室外侧相对湿度34相对湿度传感器TT801 TH100 VODKIMO-2080 C 0-100%1.00% 5010014室内侧相对湿度附设备清单序号仪器设备名称本厂仪器设备编号 型号制造厂测量范围 / 技术参数用途1盐水泵098W00741-029IS80-50-200A上海连成流量40m2/h;扬程48m,11KW盐水系统冷冻水泵098W00741-030IS100-80-160A上海流量 100m2/h;扬程35m, 15KWYBW冷冻水环境冷冻水泵098W00741-031IS100-80-160A上海流量 100m2/h;扬程32m, 15KW盘管冷水循环室外侧水

21、泵098W00741-032IS80-50-200A上海连流量 40m2/h;扬程 48m, 11KW冷冻水循环室内侧水泵098W00741-033IS80-50-200A上海连冷冻水循环流量 40m2/h;扬程 48m, 11KW冷却水泵 098W00741-034流量 150m2/h;扬程 44m, 30KW冷水机组 098W00742-007IS125-50-200B 上海连成系统冷却，盘管热水循环YBWC200 YORK无锡150TR, 5C出水系统冷冻水低温机组098W00742-008YCWS8050TR, -15C 出水系统低温盐水室内侧空气处理器098W00743-011YOR

22、K无锡YSA060南京创80KW电加热，30KW风机，60000风量，1000Pa全压 室内侧空气处理室内侧空气处理器 098W00743-012 YSA080 南京创80KW电加热，22 X 2 KW风机，80000风量，1000Pa全压 室外侧空气加湿器（ 2 台含电柜）098W00747-（011012）JQR160上海博名160KG/120kWX 2室内外侧环境室加湿冷却塔 098W00744-007 LBCM-150中温 水系统冷却空气取样装置（ 3 台）098W00748-（009-011）广州兰石 干湿球温度,取样器,取样风机室外侧环境14空气取样装置（ 2 台）098W0074

23、8-（ 012-013）15北京爱康固定风量测量装置良机 1定制室内侧环境（ 2台）定制干湿球温度，取样器，取样风机大小风洞内空气取098W00748-014定制北京爱康2连成3连成4成5成6789 元10元处理111250M3，1316移动风量测量装置098W00748-015 定制北京爱康200-2000 风量风量，焓测量17半消声试验装置098W00749-006 定制临安生金环保设备厂 室内外两间，隔声门， 消声风道等 半消声室背景噪声25dB（ A）18升降平台098W00749-007 定制无锡龙威运输机械厂0.5-2 米， 1.5 吨测试机组安装使用19电加热器 （8 台）098

24、W00749（- 008015）30KW泰州泰怡热工电器 9X 3.35水箱电加热序号仪器设备名称本厂仪器设备编号 型号制造厂测量范围 / 技术参数用途34电动调节阀（ 2 台）098W00746-082/083KVQ嘉松DN50，PN16 两通电动球阀室内侧AHU切换到热水EV07,EV0835电动调节阀（ 2 台）098W00746-084/085KVQ嘉松DN50，PN16 两通电动球阀室外侧AHU切换到盐水EV09,EV1036电动调节阀（ 2 台）098W00746-086/087KVQ嘉松DN50，PN16 两通电动球阀室内侧AHU切换到盐水EV11,EV1237电动调节阀（ 2

25、台）098W00746-088/089KVQ嘉松DN125， PN16 两通电动球阀机组冷热水运行采用冷水EV13,EV1438电动调节阀（ 2 台）098W00746-090/091KVQ嘉松DN125， PN16 两通电动球阀机组冷热水运行采用热水EV15,EV1639电动调节阀（ 2 台）098W00746-092/093KVQ嘉松DN125， PN16 两通电动球阀冷凝器（FCU）运行采用冷冻水 EV17,EV1840电动调节阀（ 2 台）098W00746-094/095KVQ嘉松DN125， PN16 两通电动球阀冷凝器（FCU）运行采用冷却水EV19,EV2041电动调节阀098

26、W00746-096 KVQ嘉松DN50，PN16 两通电动球阀机组冷热水运行采用电加热 EV2142电动调节阀098W00746-097 KVQ嘉松DN50，PN16 两通电动球阀冷凝器（FCU）运行采用电加热 EV2243电动调节阀098W00746-111 KVQ嘉松DN50，PN16 两通电动球阀冷却水旁通 EV2344电动调节阀098W00746-112 KVQ嘉松DN50，PN16 两通电动球阀冷却水上塔流量 EV2445总进线柜098W00745-040定制华傲1600A，500A 各一 变电所内46水泵风机进线柜098W00745-041定制华傲含AHU变频器，电加热可控硅室外

27、设备总进线47水泵风机启动柜098W00745-042定制华傲含风洞变频器，电加热可控硅水泵风机启动柜48400KVA稳压电源098W00745-043定制上海精达340-460V 连续可调调压，稳压合并柜49电脑仪表柜098W00745-044定制华傲放置采集系统放置电脑，PLC等50触摸屏柜098W00745-045定制华傲安51 环境室内配电， 仪表柜（共 4 台）098W00745（- 046 049） 定装触摸屏 现场操作控制机组 风冷冷水机组室外侧机组试验模式 制冷制热低温制冷制冷制热低温制冷供冷供热EV01,2室外侧冷水控制YYNNYYN /EV03,4室外侧热水控制NNNNNNN /EV09,10室外侧低温控制NNYNNN Y/EV13,14室外侧水箱冷水控制NNNNNN N/EV15,16室外侧水箱热水控制NNNY室外侧）水冷冷风机组柜式空气处理机组YY