空调器制冷量制热量测试方法及风管箱量热计

技术领域

    本发明涉及一种空调器制冷量制热量测试方法及适合于该方法的风管箱量热计。

背景技术

我国国家标准GB/T7725-2004《房间空气调节器》中，推荐使用房间量热计法和焓差法来进行空调器制冷量制热量的测试；在国际标准ISO5151-2010《Non-ducted air conditioners and heat pumps-Testing and rating for performance》(中文为不带风管空调和热泵的性能测试和额定值)中提出采用房间量热计法和焓差法来进行空调器制冷量制热量的测试，并推荐在采用室内焓差法测量时，可选以下方法作为辅测方法：

1：压缩机量热计法；

2: 制冷剂焓差法；

3：室外侧空气焓差法；

4：室内侧量热计法；

5：室外侧量热计法；

6：平衡房间量热计法；

在中国专利申请号为011175338、公开日为2001年11月21日、名称为“一种简易型空调器制冷制热量“干式”测试设施及其方法”的专利文献中公开了一种空调器制冷量制热量测试方法及其设施。

房间量热计法虽然能够独立测量空调器的制冷量制热量，但是通过房间量热计测量法测量空调器的制冷量制热量时需要建设房间量热计装置，而房间量热计存在建造成本高的不足且不宜当作室内焓差法的辅测设备使用。通过室内焓差法测量空调器的制冷量制热量时，既需要建设焓差法装置同时需要配套辅测设备，如压缩机量热计装置、室内量热计装置、室外量热计装置、平衡量热计装置等。因此目前尚无一种既能独立测量空调器的制冷量制热量同时又能作为室内焓差法的辅测方法且所需的设备制作成本较低的空调器的制冷量制热量测量方法。

发明内容

本发明提供了一种既能独立测量空调器的制冷量制热量又能作为室内焓差法的辅测方法且所需的设备制作成本较低的空调器的制冷量制热量测量方法及实现该方法的风管箱量热计，解决了现有的空调器的制冷量制热量测量方法所存在的不能既能独立测量空调器的制冷量制热量又能作为室内焓差法的辅测方法且所需的设备制作成本高的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种风管箱量热计，其特征在于，包括风管箱、冷冻水系统、加热装置、加湿装置、引风机和测量控制装置，所述冷冻水系统包括设置在所述风管箱中的冷冻水盘管，所述风管箱设有风管箱进风口和风管箱出风口，所述加热装置、加湿装置和引风机设置在所述风管箱内，所述测量控制装置用于控制冷冻水系统、加热装置、加湿装置和引风机的工作状态而使得被测空调器出风口静压与未连接风管箱时相同且流出风管箱的出风口的空气干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的进风口的空气的干球温度与湿球温度相同并计算出被测量空调器的制冷量、制热量。

本发明中的风管箱量热计还包括用于检测流入风管箱的空气的温度的进风温度测量装置。通过检测风管箱进风口的进风温度来监测被测空调器的工作状态是否正常，提高检测结果的可靠性。

作为优选，所述所述进风温度测量控制装置包括进风口取样风机，所述进风口取样风机的出风气流重新回到所述风管箱中。设置进风口取样风机抽取样品然后通检测，能提高检测时的方便性；被抽取的样品重新回到风管箱中，能提高测量结果的准确性。

作为优选，所述风管箱内设有混合器。保证风管箱内各处的空气被充分混合，提高测量结构的准确性。

一种空调器制冷量制热量测试的方法，其特征在于，将风管箱的进风口同被测空调器的出风口密封对接，通过引风机克服被测空调器排出的空气流过风管箱时所受的阻力使得风管箱进风口的静压与空调器室内出风口要求的静压相同，被测空调器排出的空气从风管箱的出风口流出；测量控制装置控制冷冻水系统、加热装置及加湿装置对风管箱内的空气进行冷却、除湿、加热、加湿处理，并测量控制冷冻水盘管内的冷冻水温度及流量、加热装置及加湿装置的消耗功率而使得从风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的进风口的空气的干球温度与湿球温度相同；根据流经冷冻水盘管的冷冻水流量与温度、加热量和加湿量，计算出被测空调器的制冷量、制热量。

作为优选，在风管箱量热计单独使用时，风管箱的进风口同被测空调器室内侧出风口密封对接；

测量空调器室内侧制冷量的方法为：测量控制装置使加热装置对风管箱内的空气进行加热、加湿装置对风管箱内的空气进行加湿，使从风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相等，测量控制装置根据公式Φ_tci=ΣP_r+Φ₁计算出被测空调器的制冷量，

其中：Φ_tci为被测空调器室内侧总制冷量；

ΣP_r为加热装置、加湿装置和引风机消耗的功率之和；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量；

测量空调器室内测制热量的方法为：测量控制装置使冷冻水系统的冷冻水盘管、加热装置及加湿装置对风管箱内的空气进行冷却、除湿、加热、加湿处理，使从风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相等，测量控制装置根据公式Φ_twi=Φ_c -ΣP_r-(h_w1-h_w2)*W_c +Φ₁计算出被测空调的制热量，

其中：Φ_twi为被测空调器室内侧总制热量；

ΣP_r为加热装置、加湿装置和引风机消耗的功率之和；

Φ_c为冷冻水盘管内的冷却水带走的热量，Φ_c=（t₂- t₁）*W_l，t₁为冷冻水盘管进水温度，t₂为冷冻水盘管出水温度，W_l为流过冷冻水盘管的冷冻水的流量；

h_w1为加湿水对应的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_c为冷冻水盘管冷凝水量或加湿水量；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量。 

作为优选，在风管箱量热计与室内焓差法装置配合使用时，

测量空调器室内测制冷量的方法为：风管箱的进风口与室内焓差法装置的出风口相连，被测空调器的室内出风口与室内焓差法装置的进风口相连，采用风管箱中的引风机来调节室内焓差法装置进风口处的静压与空调器室内侧出风口要求的静压相同；测量控制装置控制加热装置对风管箱内的空气进行加热、控制加湿装置对风管箱内的空气进行加湿，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Φ_tci=ΣP_r+Φ₁计算出被测空调器室内测的制冷量辅测值；

其中：Φ_tci为被测空调器室内侧总制冷量；

ΣP_r为加热装置、加湿装置、引风机和室内焓差法装置的取样风机消耗的功率之和；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量；

室内焓差法装置所测的制冷量与风管箱量热计所测的制冷量进行比较，二者相差值在5%以内，此次测试有效。

测量空调器室内侧制热量的方法为：风管箱的进风口与室内焓差法装置的出风口相连，被测空调器的室内出风口与室内焓差法装置的进风口相连，采用风管箱中的引风机来调节室内焓差法装置进风口处的静压与空调器室内侧出风口要求的静压相同；测量控制装置控制冷冻水系统的冷冻水盘管、加热装置及加湿装置对风管箱内的空气进行冷却、除湿、加热、加湿处理，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Φ_twi=Φ_c -ΣP_r-(h_w1-h_w2)*W_c +Φ₁计算出被测空调器的制热量，

其中：Φ_twi为被测空调器室内侧总制热量；

ΣP_r为加热装置、加湿装置、引风机和室内焓差法装置的取样风机消耗的功率之和；

Φ_c为冷冻水盘管内的冷却水带走的热量，Φ_c=（t₂- t₁）*W_l，t₁为冷冻水盘管进水温度，t₂为冷冻水盘管出水温度，W_l为流过冷冻水盘管的冷冻水的流量；

h_w1为加湿水的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_c为冷冻水盘管冷凝水量或加湿水量；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量；

室内焓差法装置所测的制冷量与风管箱量热计所测的制冷量进行比较，二者相差值在5%以内，此次测试有效。

作为优选，在采用室内焓差法装置测量空调器制冷量、制热量时，

通过风管箱量热计测量被测空调器室外侧制冷量的方法为：风管箱的进风口与被测空调器的室外出风口相连，通过风管箱中引风机克服被测空调器排出的空气流过风管箱时所受的阻力、使得保证风管箱进风口的静压与空调器室外侧出风口要求的静压相同，测量控制装置控制冷冻水系统的冷冻水盘管、加热装置及加湿装置对风管箱内的空气进行冷却、除湿、加热、加湿处理，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测空调器的室外进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Ф_tco=Ф_c-∑P₀-P_t-(h_w1-h_w2)*W_r+Ф_l计算出被测空调器室外侧制冷量，并与被测空调器室内侧制冷量相比，二者相差值应在5%以内，此次测试有效。

其中：Ф_tco为被测空调器室外侧的制冷量；

Ф_c为冷冻水盘管内的冷却水带走的热量；

∑P₀为加热装置、加湿装置和引风机消耗的功率之和；

P_t为被测空调器的总输入功率；

h_w1为加湿水的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_r为冷冻水盘管冷凝水量或加湿水量；

Ф_l为风管箱向室外侧房间的漏热量；

通过风管箱量热计测量被测空调器室外侧制热量的方法为：风管箱的进风口与被测空调器的室外出风口相连，通过风管箱中引风机克服被测空调器排出的空气流过风管箱时所受的阻力、使得风管箱进风口的静压与空调器室外侧出风口要求的静压相同，测量控制装置控制加热装置对风管箱内的空气进行加热处理、控制加湿装置对风管箱内的空气进行加湿处理，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室外进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Ф_ho=∑P₀+P_t+(h_w1-h_w2)*W_r+Ф_l计算出被测空调器室外侧制热量（辅测值），并与被测空调器室内侧制热量（主测值，可用室内焓差法测量）相比，二者相差值应在5%以内，此次测试有效。

其中：Ф_ho为被测空调器室外侧的热泵制热量；

∑P₀为引风机、加热器装置和加湿器装置消耗的功率之和；

P_t为被测空调器的总输入功率；

h_w1为加湿水对应的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_r为加湿水量；

Ф_l为风管箱向室外侧房间的漏热量。

作为优选，当风管箱量热计设有进风口取样风机且进风口样风机抽取的取样空气流回风管箱时，所述的∑P₀和ΣP_r还要包含取样风机消耗的功率。

作为优选，在风管箱量热计的进风口处设置静压测量点，用于监控引风机克服被测空调器排出的空气流过测量装置时所受的阻力，保证空调器室内侧、室外侧出风口的静压与未连接测量装置时相同。

本发明具有下述优点：该测量方法中设备投资远低于房间量热计；可单独做为主测，也可与室内焓差法配套，作为辅测装置。

附图说明

图1为本发明中的风管箱量热计的结构示意图。

图2为本发明中的风管箱量热计的电路示意图。

图中：风管箱1，隔板11，第一室体12，第二室体13，过孔14，风管箱进风口15，风管箱出风口16，冷冻水系统2，冷水机系统21、冷冻水盘管22，冷冻水循环泵23，进风温度测量装置3，进风口取样风机31，进风口取样风机的进风口311，温度检测装置32，测量控制装置4，出风检测装置41，出风口取样风机411，出风口取样风机的进风口4111，温度湿度检测装置412，控制单元42，加热装置5、加湿装置6，混合器7，引风机8，引风机的进风口81，静压测量点9。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

参见图1，一种风管箱量热计，包括风管箱1、冷冻水系统2、进风温度测量装置3和出风检测装置41。风管箱1设有绝热层。风管箱1通过隔板11分割为为第一室体12和第二室体13。隔板11设有过孔14。第一室体12设有风管箱进风口15。第一室体12内设有加热装置5、加湿装置6和混合器7。第二室体13设有风管箱出风口16。第二室体13内设有引风机8。引风机的进风口81处在第二室体13中。引风机8的出风口同风管箱出风口16相连通。风管箱进风口15中设置有静压测量点9。静压测量点9为设置在风管箱进风口15的壁上的四个孔，该孔的直径为1.0-2.0mm，4个孔间用软管连接在一起。

冷冻水系统2包括冷水机系统21、冷冻水盘管22和冷冻水循环泵23。冷水机系统21和冷冻水盘管22通过水管连接在一起。在连通冷水机系统21和冷冻水盘管22的水管上设有流量调节装置。

进风温度测量装置3包括进风口取样风机31和温度检测装置32。进风口取样风机的进风口311同风管箱进风口15相连通。进风口取样风机31的出风端同温度检测装置32的进风端对接。温度检测装置32的出风端同第一室体12连通，使得进风口取样风机的出风气流重新回到所述风管箱中。

出风检测装置41包括出风口取样风机411和温度湿度检测装置412。出风口取样风机的进风口4111在风管箱出风口16中。出风口取样风机411的出风端同温度湿度检测装置412的进风端对接。温度湿度检测装置412的出风端与测试环境相通。

参见图2，出风检测装置41和控制单元42构成测量控制装置4。冷冻水系统2、进风温度测量装置3、加热装置5、加湿装置6、混合器7和引风机8同测量控制装置4电连接在一起。

通过本发明的风管箱量热计进行空调器制冷量制热量测试的方法为：

在风管箱量热计单独使用时，风管箱的进风口15同被测空调器室内侧出风口密封对接，

测量空调器室内侧制冷量的方法为：通过引风机8克服被测空调器排出的空气流过风管箱1时所受的阻力，使得风管箱进风口的静压与空调器出风口要求的静压相同，测量控制装置4使加热装置5对风管箱1的第一室体12内的空气进行加热、加湿装置6对风管箱1的第一室体12内的空气进行加湿，出风检测装置41检测从风管箱的出风口16流出的空气的干球温度与湿球温度，使从风管箱的出风口16流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相等，测量控制装置4根据公式Φ_tci=ΣP_r+Φ₁计算出被测空调器的制冷量，

其中：Φ_tci为被测空调器室内侧总制冷量；

ΣP_r为加热装置5、加湿装置6、引风机7和进风口取样风机31消耗的功率之和；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量；漏热量的测量方法可以采用风管箱内、外温差法来进行，即将风管箱的进风口和出风口封闭，在风管箱中放置一循环风扇和一加热装置（也可利用风管箱中带有的加热装置），给循环风扇和加热装置通电，使得风管箱中的空气温度高于风管箱外环境温度在10℃以上，调节加热装置的发热量，使得风管箱内、外的空气温度差保持稳定；通过测量循环风扇和加热装置的输入功率以及风管箱内、外的空气温度差，计算风管箱的漏热量，单位为W/℃。

测量空调器室内侧制热量的方法为：通过引风机克服被测空调器排出的空气流过风管箱时所受的阻力使得保证风管箱进风口的静压与空调器出风口要求的静压相同，测量控制装置4使冷冻水系统2的冷冻水盘管22、加热装置及加湿装置对风管箱内的空气进行冷却、除湿、加热、加湿处理，使从风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相等，测量控制装置根据公式Φ_twi=Φ_c -ΣP_r-(h_w1-h_w2)*W_c +Φ₁计算出被测空调的制热量，

其中：Φ_twi为被测空调器室内侧总制热量；

ΣP_r为加热装置、加湿装置、引风机和进风口取样风机消耗的功率之和；

Φ_c为冷冻水盘管内的冷却水带走的热量，Φ_c=（t₂- t₁）*W_l，t₁为冷冻水盘管进水温度，t₂为冷冻水盘管出水温度，W_l为流过冷冻水盘管的冷冻水的流量；

h_w1为加湿水对应的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_c为冷冻水盘管冷凝水量或加湿水量；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量。

在风管箱量热计与室内焓差法装置配合使用时，

测量空调器室内测制冷量的方法为：风管箱的进风口与室内焓差法装置的出风口相连，被测空调器的出风口与室内焓差法装置的进风口相连，采用引风机8来调节室内焓差法装置进风口处的静压测量点的静压与空调器室内测出风口要求的静压相同；测量控制装置控制加热装置对风管箱内的空气进行加热、控制加湿装置对风管箱内的空气进行加湿，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Φ_tci=ΣP_r+Φ₁计算出被测空调器室内测的制冷量辅测值；

其中：Φ_tci为被测空调器室内侧总制冷量；

ΣP_r为加热装置、加湿装置、引风机、室内焓差法装置的取样风机和进风口取样风机消耗的功率之和；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量；

室内焓差法装置所测的制冷量与风管箱量热计所测的制冷量进行比较，二者相差值在5%以内，此次测试有效。

测量空调器室内侧制热量的方法为：风管箱的进风口与室内焓差法装置的出风口相连，被测空调器的出风口与室内焓差法装置的进风口相连，采用引风机8来调节室内焓差法装置进风口处的静压与空调器室内测出风口要求的静压相同；测量控制装置控制冷冻水系统的冷冻水盘管、加热装置及加湿装置对风管箱内的空气进行冷却、除湿、加热、加湿处理，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室内进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Φ_twi=Φ_c -ΣP_r-(h_w1-h_w2)*W_c +Φ₁计算出被测空调器的制热量，

其中：Φ_twi为被测空调器室内侧总制热量；

ΣP_r为加热装置、加湿装置、引风机、室内焓差法装置的取样风机和进风口取样风机消耗的功率之和；

Φ_c为冷冻水盘管内的冷却水带走的热量，Φ_c=（t₂- t₁）*W_l，t₁为冷冻水盘管进水温度，t₂为冷冻水盘管出水温度，W_l为流过冷冻水盘管的冷冻水的流量；

h_w1为加湿水的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_c为冷冻水盘管冷凝水量或加湿水量；

Φ₁为风管箱向室内侧房间的漏热量；

室内焓差法装置所测的制冷量与风管箱量热计所测的制冷量进行比较，二者相差值在5%以内，此次测试有效。

测量被测空调器室外侧制冷量的方法为：风管箱的进风口与被测空调器的室外出风口相连，通过风管箱中引风机克服被测空调器排出的空气流过风管箱时所受的阻力、使得保证风管箱进风口的静压与空调器室外侧出风口要求的静压相同，测量控制装置控制冷冻水系统的冷冻水盘管、加热装置及加湿装置对风管箱内的空气进行冷却、除湿、加热、加湿处理，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测空调器的室外进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Ф_tco=Ф_c-∑P₀-P_t-(h_w1-h_w2)*W_r+Ф_l计算出被测空调器室外侧制冷量（辅测值），并与被测空调器室内侧制冷量（主测值，可用室内焓差法测量）相比，二者相差值应在5%以内，此次测试有效。

其中：Ф_tco为被测空调器室外侧的制冷量；

Ф_c为冷冻水盘管内的冷却水带走的热量；

∑P₀为加热装置、加湿装置、引风机和进风口取样风机消耗的功率之和；

P_t为被测空调器的总输入功率；

h_w1为加湿水的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_r为冷冻水盘管冷凝水量或加湿水量；

Ф_l为风管箱向室外侧房间的漏热量；

测量被测空调器室外侧制热量的方法为：风管箱的进风口与被测空调器的室外出风口相连，通过风管箱中引风机克服被测空调器排出的空气流过风管箱时所受的阻力、使得风管箱进风口的静压与空调器室外侧出风口要求的静压相同，测量控制装置控制加热装置对风管箱内的空气进行加热处理、控制加湿装置对风管箱内的空气进行加湿处理，使经风管箱的出风口流出的空气的干球温度与湿球温度同流入被测量空调器的室外进风口的空气的干球温度与湿球温度相同，测量控制装置根据公式Ф_ho=∑P₀+P_t+(h_w1-h_w2)*W_r+Ф_l计算出被测空调器室外侧制热量（辅测值），并与被测空调器室内侧制热量（主测值，可用室内焓差法测量）相比，二者相差值应在5%以内，此次测试有效。

其中：Ф_ho为被测空调器室外侧的热泵制热量；

∑P₀为加热器装置、加湿器装置、引风机和进风口取样风机消耗的功率之和；

P_t为被测空调器的总输入功率；

h_w1为加湿水对应的焓值；

h_w2为冷冻水盘管冷凝水的焓值；

W_r为加湿水量；

Ф_l为风管箱向室外侧房间的漏热量。