房间空气调节器实际运行性能测量方法研究

作者:丁连锐;曲宗峰;亓新;张国辉;王宝龙;石文星; 刊名:中国标准化 上传者:黑英利

【摘要】房间空气调节器的现场运行性能一直受到行业和用户的关注,亟待研发通用性强、精度较高、反映其实际使用状态的空调器运行性能参数的测量方法。本文提出了基于压缩机能量平衡法的各类空调器的现场性能测量方法及其精度改善措施,实验结果表明,该方法具有良好的制冷量、制热量及能效比测量精度。本研究为房间空调器的现场性能测量及其评价标准体系的构建提供了基础条件。

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1引言房间空气调节器(简称:空调器)具有初投资小、安装方便、运行可靠,并容易实现行为节能等优点,在我国中、小型建筑,特别是住宅建筑中得到了大量应用。近7年来,我国空调器累计内销售量达到了4.732亿台4.732亿台[1],使用量巨大,能耗巨大。此外,随着北4.732亿台,使用量巨大,能耗巨大。此外,随着北方“煤改电”政策的进一步推广实施以及夏热冬冷地区采暖需求的增加,空调器使用量及能耗将进一步增大。因此,空调器实际运行性能受到行业与用户的高度关注,探明其实际运行性能对于国家节能减排政策和相关标准的制定、企业产品性能的优化与售后服务质量的提升具有重要的指导意义。空调器是安装在用户家中的一类直膨式制冷设备,且其循环形式发展迅速,除采用单级压缩制冷循环外,目前又出现了双级压缩、中间补气(即:准双级)压缩以及吸气与补气独立压缩循环等多种类型。由于空调器的实际制冷/热量的测量受很多约束条件的限制,其测量方法必须满足无破坏性、无干扰性、无依赖性以及长期有效性的要求。虽然已有学者提出采用空气焓差法有学者提出采用空气焓差法[2-5]、压缩机性能曲线有学者提出采用空气焓差法、压缩机性能曲线法等现场性能测量方法,但都难以获得满意的法[6-9]等现场性能测量方法,但都难以获得满意的等现场性能测量方法,但都难以获得满意的测量结果。鉴于此,黄文宇等人经过大量的文献测量结果。鉴于此,黄文宇[12]等人经过大量的文献等人经过大量的文献调研,总结指出压缩机能量平衡法仅通过对压缩机功率和制冷/热系统典型部位的温度和压力进行测量,即可获得空调器的制冷/热量,是一种能够满足现场测量要求、通用性好、精度适宜且可实现长期在线测量的空调器实际运行性能测量方法,因此,国内外聚焦此方法开展研究并研发其测量装置。然而,目前的研究成果尚缺乏良好的兼容性而,目前的研究成果尚缺乏良好的兼容性[10-12],难而,目前的研究成果尚缺乏良好的兼容性,难以反映该方法在不同循环类型、不同新旧程度、不同运行工况下空调器的制冷与制热量测量精度。针对上述技术现状,本文给出了压缩机能量平衡法应用于单级压缩、(准)双级压缩以及吸气与补气独立压缩循环空调器制冷/热量的测量原理,在此基础上提出了其精度改善措施,并通过大量实验检验应用该方法测量空调器制冷/热量的精度。2压缩机能量平衡法测量原理压缩机能量平衡法是以压缩机为控制体,通过能量守恒和质量守恒原理计算出流经室内机换热器的制冷剂质量流量,并根据压力传感器与温度传感器测得的压力和温度数据计算室内换热器进、出口的制冷剂比焓值,进而获得空调器的制冷/热量。由于空调器室内机所消耗的电能最终全部转化为热能留在房间内,因此,在压缩机能量平衡法计算得到的制冷/热量基础上减去/加上这部分电能即可得到空调器的实际制冷/热量。2.1压缩机能量平衡法应用于不同类型空调器根据空调器所采用循环形式及其压缩机种类的不同,可以将空调器其分为三类:单级压缩空调器、双级与准双级压缩空调器和吸气与补气独立压缩循环空调器。下面将结合三种类型空调器的工作原理图、压焓图以及传感器测点布置图来说明压缩机能量平衡法应用于不同类型空调器制冷/热量测量的原理。目前,我国空调器普遍采用R410A与R32作为制冷剂,由于二者在两相区的温度与压力一一对应(R410A的温度滑移很小,可忽略不计),故可通过两相区的饱和温度来获得系统高压侧、中压侧及低压侧的压力参数。考虑到测量方案在空调器实际运行性能测量中的可实施性、经济性以及操作的难易程度,本文采用了温度传感器替代压力传感器的测量方案。因此,表1给出了压缩机能量平衡法测量不同类

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