[发明专利]高精度空调能力试验装置

说明书

本发明提供了一种高精度空调能力试验装置，其包括具有加热和冷却热交换器、加热电加热器、调节温度微小幅度变化加热器、加湿电加热器和调节湿度微小幅度变化加热器的空气再处理机组；所述中央演算装置具有高精度型干球温度和湿球温度检测装置；除干扰单元；稳定控制单元，用于使环境空间工况由未达到稳定状态变为达到稳定状态；微小幅控制单元，用于使所述环境空间的温度实测值在温度设定值范围内做周期性波动；变化象限判断单元；周期平均演算单元。本发明通过上述技术方案使得控制环境温度和湿度在±0.01K范围以内，并且以目标值为中心周期性波动；所测试的空调器能力值准确、一致性高；运行周期短，减小了实验室运行成本。

技术领域

本发明属于空调器能力测试领域，尤其涉及一种高精度空调能力试验装置。

背景技术

空调能力试验装置主要有两种：一种为空气焓值法试验装置，另一种为平衡环境型量热计试验装置。

空气焓值法试验装置采用的是空气焓差法进行测试，其结构如图1所示。测试时，先调节试验装置中室内侧和室外侧各自的空气再处理机组，对应使室内侧和室外侧各自的干球温度和湿球温度达到所规定的环境条件，环境条件稳定后，通过测试空调器的进风干球温度和进风湿球温度以及空调器的出风干球温度和出风湿球温度，计算出空调器进风和出风的焓差；通过空气焓值法试验装置中的风量测量装置控制辅助风机的转数，使得空调器的出风口的静压为零，然后测量设置在出风气流所通过的位置上的喷嘴的前后压差，计算出空调器的风量(即利用喷嘴前后压差计算出空调器的风量)。通过焓差和风量可以计算出空调器的制冷能力和制暖能力。

平衡环境型量热计试验装置采用的是平衡环境型量热计法进行测试，其结构如图2所示。测试时，先调节装置中套间、室内侧隔室和室外侧隔室各自的空气再处理机组，对应使套间和室内隔室、室外隔室各自的干球温度和湿球温度达到所规定的环境条件，然后根据被测空调器的能力和凝结水量(除湿量)与室内侧隔室中的空气再处理机组的加热量(风机等有功率的设备)和加湿量来计算空调器的能力。

虽然空气焓差法试验装置的加热器和加湿器在运转时全部设定为ON，由调节器控制输出比例，但是加热器和加湿器的输出能力的最小分辨率并不好。平衡法试验装置一般分为粗控加热器和精控加热器，但试验装置的环境温度和湿度的控制方法通过PID控制方式进行。在PID控制方式中，当温度接近目标值时，尽可能地使温度接近设定值并进行稳定控制，工况并未出现周期性的变化，且所控制的工况为±0.05℃～±0.1℃，无法实现精确控温。

在进行能力测试前，需满足稳定性判定条件，例如空调器性能标准GB/T7725《房间空气调节器》及ISO 5151：2010《Non-ducted air conditioners and heat pumps-Testingand rating for performance》中规定的空调器能力测试的稳定性判定条件：所测试的干球温度的算术平均值与设定值的偏差应在±0.3℃以内，所测试的湿球温度的算术平均值与设定值的偏差应在±0.2℃以内；所测试的干球温度的最大值与设定值的偏差应在±0.5℃以内，所测试的湿球温度的最大值与设定值的偏差应在±0.3℃以内。在现有的控制方式中，由于无法实现在采集期间内各个周期中工况出现周期性变化，因此在上述空调器性能标准中，采集期间规定为每5分钟一个周期，采集7个周期35分钟，以避免测量时出现的变动。因此，测量周期比较长。

目前，在进行空调器能力测量时，即使稳定性满足了标准的要求，在该稳定温度区域内，测量结果也会出现各种可能性，虽然在容许范围内，但是会导致所测试的空调器能力波动较大、测量结果的一致性较差。可能性的测量结果(即在试验的设定值的上限值以下、在下限值以上，且在容许范围内)如图3的①～④所示，在图3中，①和②所示曲线表示：在容许范围内而稳定的温度的平均偏差较大。③所示曲线表示：虽然在设定值附近接近设定值，但温度变化在温度控制器的检测之外，为在控制范围外的变化曲线。虽然在设定值附近，但低于设定值，即使平均化，也会与设定值有差异。通过调整温度控制器的控制常数，可设定为④的变化曲线。然而，目前的控制理论中，以偏差为零，且不随时间变化的环境为目标，因此容易想到控制是存在极限的。