空氣焓差法測(cè)試空調(diào)器性能的影響因素

吳曉磊

（合肥產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，合肥 230088）

熱平衡法與空氣焓差法（以下簡(jiǎn)稱焓差法）是空調(diào)器能力的兩種測(cè)試方法。對(duì)比而言，焓差法是獨(dú)立的試驗(yàn)，沒(méi)有參考和可比性，測(cè)出來(lái)的結(jié)果準(zhǔn)確與否全看試驗(yàn)設(shè)備的好壞，不能排除某個(gè)設(shè)備偶爾“失靈”而帶來(lái)的誤差。熱平衡法由于有室內(nèi)外側(cè)作對(duì)比，所以排除了設(shè)備引起的偶然誤差，數(shù)據(jù)可信度高，常在檢驗(yàn)、爭(zhēng)議和仲裁時(shí)使用。

但是，焓差法具有測(cè)量周期短、操作簡(jiǎn)單和設(shè)備造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用，所以對(duì)于測(cè)試人員而言，如何準(zhǔn)確地使用焓差法變得尤為重要。

1 焓差法的測(cè)量原理以及試驗(yàn)系統(tǒng)的介紹

空氣焓差法是一種測(cè)定空調(diào)器制冷、制熱能力的試驗(yàn)方法，它對(duì)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(cè)量，用測(cè)出的風(fēng)量與送風(fēng)、回風(fēng)焓差的乘積確定空調(diào)器的能量[1]。風(fēng)洞式焓差法的測(cè)試室布局如圖1所示。

圖1 風(fēng)洞式空氣焓值法的試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置分為室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)的兩個(gè)測(cè)試間室，制冷量和制熱量是通過(guò)測(cè)定試驗(yàn)室溫濕度、壓力、風(fēng)量以及電參數(shù)等來(lái)確定?？照{(diào)器送風(fēng)口與室內(nèi)側(cè)的空氣測(cè)量裝置連接?？諝鉁y(cè)量裝置應(yīng)使得空調(diào)器送風(fēng)口至測(cè)溫點(diǎn)的漏熱量在被測(cè)樣品制熱量的5%以內(nèi)。室內(nèi)側(cè)與室外側(cè)的空氣調(diào)和機(jī)組主要是提供標(biāo)準(zhǔn)要求的環(huán)境溫濕度條件。參考《房間空氣調(diào)節(jié)器》（GB/T 7725-2004），可知制冷量的公式為：

式中，θtci為制冷量；qmi為風(fēng)量；ha1為空氣焓值（內(nèi)側(cè)回風(fēng)）；ha2為空氣焓值（內(nèi)側(cè)送風(fēng)）；V′n為比容（測(cè)點(diǎn)處濕空氣）；Wn為空氣濕度。

2 影響試驗(yàn)結(jié)果的主要因素

由制冷量的計(jì)算公式可分析出，風(fēng)量和送風(fēng)、回風(fēng)空氣焓差影響制冷量測(cè)試結(jié)果。故結(jié)合焓差法的測(cè)試原理，筆者分析出影響空調(diào)器制冷量的幾點(diǎn)因素。

2.1 取樣風(fēng)速的影響

空氣濕球溫度的測(cè)量會(huì)受取樣風(fēng)速影響，空氣干濕球測(cè)量溫度T=27℃和Tw=19℃在不同取樣風(fēng)速下所對(duì)應(yīng)的空氣焓值I如圖2所示。

從圖2可以看出，當(dāng)取樣風(fēng)速v大于3m/s時(shí)，焓值I隨v的變化已經(jīng)很小，當(dāng)v大于6m/s時(shí)，I已基本保持不變[2]。但如果取樣風(fēng)速過(guò)高，會(huì)使?jié)袂蚣啿甲兊酶苫驅(qū)⒓啿即灯?，影響濕球溫度測(cè)量。

圖2 風(fēng)速與焓值的關(guān)系

2.2 濕球溫度對(duì)測(cè)量精度的影響

經(jīng)過(guò)對(duì)干濕球法測(cè)量相對(duì)濕度的結(jié)果分析，如果溫度波動(dòng)在±0.15℃以內(nèi)，濕度的測(cè)量不確定度結(jié)果＜1.5%RH。如果溫度波動(dòng)達(dá)到±0.5℃時(shí)，濕度的測(cè)量不確定度將被放大至6%左右。所以，在使用干濕球法測(cè)量相對(duì)濕度應(yīng)小心謹(jǐn)慎，否則會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成很大誤差[3]。

更換濕球紗布時(shí)應(yīng)特別注意：濕球紗布應(yīng)至少24h更換一次（24h后紗布的吸水性會(huì)變差）；紗布應(yīng)選用脫脂紗布，其直徑應(yīng)與濕球鉑電阻的直徑一致（避免紗布與鉑電阻之間產(chǎn)生空氣層，影響測(cè)溫精度）；濕球紗布在更換之前應(yīng)用蒸餾水煮沸，試驗(yàn)人員應(yīng)清洗雙手后方可更換紗布，在更換好濕球紗布后應(yīng)將紗布頂端與末端用棉線綁扎，頂端應(yīng)綁緊以防止試驗(yàn)過(guò)程中紗布脫落，末端應(yīng)輕輕綁扎；溫濕度測(cè)定裝置水杯應(yīng)使用蒸餾水。

2.3 風(fēng)量對(duì)測(cè)量精度的影響

為保證測(cè)量的準(zhǔn)確和數(shù)據(jù)的可靠性，所使用的噴嘴的喉部流速應(yīng)控制在15～35m/s，過(guò)大的風(fēng)速會(huì)導(dǎo)致熱量流失快，過(guò)小的風(fēng)速會(huì)導(dǎo)致帶走熱量慢，使水的焓值受到影響。

如果風(fēng)量不在這一范圍內(nèi)，可通過(guò)調(diào)節(jié)噴嘴達(dá)到要求，表1給出的各種噴嘴的流量范圍，就是按照限制喉部流速的要求計(jì)算出來(lái)的。這一點(diǎn)對(duì)正確使用噴嘴裝置十分重要[4]。

表1 各種噴嘴的流量范圍

3 結(jié)語(yǔ)

空調(diào)器性能測(cè)試結(jié)果的影響因素除了取樣風(fēng)速、濕球溫度、噴嘴風(fēng)速外，還有風(fēng)道保溫、漏熱、測(cè)量?jī)x器精度和人為因素等，希望廣大研究與測(cè)試人員能在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出建議。