浅谈空气焓差实验室测试环境的相关要求＊

时间：2024-05-18

丁锦宏，刘锋

浅谈空气焓差实验室测试环境的相关要求＊

丁锦宏，刘锋

（广东省河源市质量计量监督检测所，广东河源 517000）

空气焓差实验室有工况稳定速度快、方法简单、装置廉价和节约能量等特点，被广泛应用于热泵空调器主要性能参数和能效检测，空调器生产企业、监督检测机构均使用空气焓差实验室进行产品研发及质量检测。焓差实验室的设备结构设计、工况技术要求、实验室安全要求等方面的规划设计直接影响焓差实验室的测试结果准确性、操作方便性等，因此在结合实验室使用经验的基础上，归纳和总结焓差实验室建设中的相关要素，为空调企业和监督检测机构提供参考。

焓差实验室；测试环境；技术要求；安全要求

1 引言

空气焓差法和房间型量热计法是热泵空调器制冷、制热性能测试时通常采用的两种方法。与房间型量热计法相比，空气焓差法具有测试较为简单、实验达到平衡状态所需时间短、设备投资较少等特点，是空调器生产企业、检测机构单位中最为常见的测试方法。

空气焓差实验室的工作原理是通过空气处理机组模拟各种不同的温、湿度环境工况，并同时测试空调的各种性能参数制冷能力、制热能力、低温非稳态制热能力、功耗、COP、EER、循环风量季节能源消耗效率的实验室。其中制冷能力（制热能力）是通过对室内侧热泵空调器的出风参数、进风参数和循环风量进行测量，即用测出的风量与出风、进风焓差的乘积确定空调器的制冷能力（制热能力）。

2 焓差实验室测试环境要求

2.1 设备结构设计

空气焓差实验室通常由2个相邻的房间组成，一个作为室内侧实验房间，另一个作为室外侧实验房间，以广东省热泵空调产品质量监督检验站（河源）中广州兰石50HP空气焓差实验室为例，平面布局方式如图1所示，图中室内侧、室外侧的位置可以互换，控制室、机组、冷却塔的位置可根据场地情况进行调整。从承重、样品搬运和安装等因素考虑，空气焓差实验室地面承重能力≥5 kN/m2，实验室宜建在较低的楼层，一层最为合适，水冷冷却塔有较大噪声，建议安装在户外。实验间墙体采用硬质聚氨酯冷库保温板现场拼装而成，厚度≥10 mm，结构墙体密度≥40 kg/m3，因此结构具有良好的保温防漏作用，包括空气测量装置连接风管在内，以使漏热量不超过被测制热量的5%；保温材料阻燃测试自熄时间≤7 s，符合GB 8624—2006的要求。

图1 焓差试验室平面布局的示意图

2.2 工况技术要求

空气焓差实验室是通过控制室PID控制原理稳定工况进行模拟测试环境，工况的稳定性直接影响测试结果，因此保温从空调器送风口开始，直至测温点为止，实验装置周围的空气速度不超过2.5 m/s；同时保证实验室内、外侧各参数测量的不确定度及工况控制精度范围，如表1所示。

在测试空调热泵空调能力参数时，通过测量空气干湿球温度、风量等进行计算，所以要室内空气焓差测量点的测量不确定度，如表2所示。在热泵空调制冷（热）能力测试时，重复精度、测试精度、输入功率偏差需满足如下要求：

重复精度：做额定制冷（热）量实验时，一次装机三次测量，三次测试结果与平均值的偏差≤±1.0%，风量偏差≤±1.0%，整机功率偏差≤±0.5%.

测试精度：用标准样机与具备能力验证的国家认可实验室或甲方指定第三方实验室的额定制冷（热）量实验的测试数据比较，3次装机额定制冷（热）量的最大偏差≤±1.5%，3次整机功率的最大偏差≤±1.5%.三次电热测试结果的最大偏差与电热校准装置输入功率的偏差≤±1.5%.

表1 室内外各参数测量不确定度、工况控制精度

序号测量点测量不确定度控制精度 1室内侧进风干球温度±0.1 ℃±0.10 ℃ 2室内侧进风湿球温度±0.1 ℃±0.10 ℃ 3室外侧进风干球温度±0.10 ℃±0.10 ℃ 4室外侧进风湿球温度±0.10 ℃±0.10 ℃ 5室外侧进风相对湿度±2%RH±3%RH 6静压±0.5 Pa±0.5 Pa 7进水温度±0.10 ℃±0.10 ℃ 9出水温度±0.10 ℃±0.10 ℃ 10水流量±0.35%±0.5%

表2 室内空气焓差测量点不确定度

序号测量点测量不确定度 1室内侧出风干球温度±0.1 ℃ 2室内侧出风湿球温度±0.1 ℃ 3室内侧喷嘴前干球温度±0.1 ℃ 4室内侧喷嘴前后压差±0.65 Pa 5室内侧喷嘴前压力±0.5 Pa 6室内侧环境大气压力（80～120 kPa）±0.1% 7制冷剂压力±0.2% 9压缩机频率（0～150 Hz）±1.0% 10电压、电流、功率、功率因素、电能、频率±0.2% 11热电偶（－10 ℃～130 ℃）±0.5 ℃ 12热电偶（<－10 ℃或>130 ℃）±1 ℃

3 安全要求

保证空气焓差实验室设备仪器安全运行的安全性要求，是决定了实验室操作人员能正常测试的前提，故需满足如下安全要求：①实验室的检测操作区域应提供充分照明，实验室照明度应不低于250 lux，灯具带防跌落护具和在高湿度、低温的环境（工作环境温度－25～60 ℃，相对湿度95%）能可靠的工作。②焓差实验室应预留放置样品的区域，根据实验室样品流转情况预算放置样品的区域面积按照每个样品2 m2的比例进行计算，放置样品区域应不小于50 m2。③冷却塔应装有防护措施，确保机械安全，防止树叶等杂物进入。④测试室配置急停装置和求救装置，以便情况紧急时迅速切断所有设备电源及保护设备和操作员。⑤各种管路布置合理，色彩符合国家的相关标准，并有清晰的文字标识、流向标识，此外，阀门标识在正常工作状态下，是常开或常闭。⑥焓差实验室的门应配备警示牌，确保门只有操作或授权人员打开。