焓差法空调制冷量测量不确定度分析

曹晨，李宏哲，刘骏亚，于晓琳，张煜晨

（合肥通用机械研究院，安徽 合肥 230031）

焓差法空调制冷量测量不确定度分析

曹晨，李宏哲，刘骏亚，于晓琳，张煜晨

（合肥通用机械研究院，安徽 合肥 230031）

焓差法空调制冷量测量方法是当前对空调制冷量进行检测分析的重要方法。焓差法主要测量空调制冷运行过程中温度、压力和流量的三个重要指标，并且对空调的制冷效果进行评判。其中，空调制冷空气焓差检测受到外在条件的影响，存在不确定性。本文从焓差法空调制冷测量检测的方法运用特点进行分析，提出几点有利于提升测量准确度的可行性建议。

焓差法；空调制冷；测量方法；不确定度

1 空调制冷焓差法测算分析与技术实现

焓差法空调测量不确定度的影响因素角度。其中，在空调制冷数值测算活动中，空调制冷标准不确定度分量受到人为操作的影响比较大。焓差值分析中不确定度来源分析中，人为操作带来的误差发生比例最高。除此之外，在焓差值空调制冷量测算活动中，室内外测温度、湿度的波动情况，对空调制冷量的测算也会造成较大影响。

空调制冷活动中，蒸发器和冷凝器对温度的变化比较敏感，采用焓差法对制冷量进行测量，考虑到温度不规则起伏对于压缩机的影响，将不确定度进行排除，从而得到更加精准的实验数值。在空调能量转化模式中，房间最后实现降温完全是由冷空气供应决定的。冷空气供应越充足稳定，室内的降温效果越高。监测人员应该采集单位时间内房间温度数值变化情况，温度数值的变化是否呈现出均匀下降的态势，判断空调制冷运转状况是否稳定。

为了降低空调制冷测量不确定度，可以采用多次、多点测量取平均值的方法，提升测量工作的覆盖范围。积极使用紧密程度更高的测量仪器设备，从而在技术实现上将可能影响测量不确定度的因素排除。积极引进国外先进的数据测量与分析系统，结合本地的环境变化因素进行分析，设计出精准程度更高的焓差值测量系统方法。

2 焓差法空调测试系统不确定度来源

2.1 影响焓差法空调不确定度的显性来源

焓差法空调制冷测量技术，主要受到测量仪器的精度影响，仪器的精度越低，测量的不确定度越高，制冷量的测量误差越大。值空气焓差法测量中，使用的测量方法越系统，仪器的精密程度越高，测量的不确定程度越低，得到的空调制冷量数据越准确。一些精密程度较低的实验器具对空调外壁和制冷剂温度采集没有区分，导致仪器数据信息采集失准。

焓差值空调制冷量测量中，静压调零对于被测空调器出风量造成的波动影响比较大，由于部分用户空调机设备使用两相电，并且线路老化问题严重，导致空调机在运行的过程中，冷凝器的正常运作受到不稳定电压波动的影响，导致焓差法空调制冷量测量出现较多确定因素。焓差值空调制冷量产生不确定的另外一个重要因素，是数据采集系统的读数误差问题。

由于空调内挂机的芯片质量较差，导致数据采集活动的持续性比较差，存在部分数据漏采和误采的现象，最终产生了较为明显的制冷数据采集不确定现象。在空调制冷数据采集系统设计中，技术人员应该考虑到空气的膨胀系数，考虑湿空气对应干空气的比容关系。下雨天的测量中空气湿度比较大，天气连续晴朗时空气比较干燥，不同天气环境中的饱和水蒸气含湿量不同，都会对空调制冷数据测量产生不利影响。

2.2 隐性条件对于焓差法系统不确定度影响分析

除了这些影响较大的不确定因素，焓差法测量还会受到一些隐性条件影响。

空调机喷嘴前的风温变化、室外侧环境干湿球与室内侧吸程度的强弱，都会对空调制冷测量产生较为明显的影响。室外侧温度波动情况，受到太阳光照射的强度影响比较大。除此之外，空气中焓差测量法受到大气压力变化、空调冷凝器喷嘴压力差的变化影响也比较大，可能会产生测量上的误差。焓差法空调制冷的不确定因素，还有一个原因是喷嘴直径的测量误差带来的。

空调制冷测量活动中，总输入功率一定时，其冷却盘管进口水温和冷却盘管出口水温变化比较大，使用焓差法对水温的变化进行分析和检测，最终得到评价空调质量的效能水平。目前市面上的空调一般采用压缩式制冷的方式，采用制冷循环的工作模式实现制冷。压缩机对蒸发器内部的冷冻水进行处理，由蒸发器对冷冻室内的液体进行集中蒸制，水在蒸发的过程中吸收室内的热量，并且形成冷空气供应。空调制冷中冷凝器负责将空气中的水冷却，并且形成源源不断的冷冻水供应，起到对室内降温的效果。

3 焓差法空调制冷试验标准的偏差值分析

分析水温变化受总输入功率影响的概率分布情况，计算水温分布的标准不确定度。在测量活动中，技术人员需要对被测机的凝结水流量进行检测，除了中间墙之外，护卫内壁的平均温度和外壁的平均温度，也应该是焓差法测量的标称重点。将这些外部条件进行合成不确定度分析，控制重复性测量的引入分量，才能够找准试验标准的偏差值。

在焓差法测量开展之前，首先确保管道系统中制冷装置运转正常，优化送分静压系统。（基于暖通空调末端装置的风量调节系统，完成风门开度的调节。）空调在持续制冷的过程中能耗比较高，采用labview分析系统对空气泵直连控制，能够优化制冷空调的送风静压效果。对稳定状态下的焓差值多类型数据进行采集和分析，并且根据空调压缩机喷嘴面积确定冷凉的平均值，计算空调运站中的制冷量扩展不确定度。监测制冷机制冷却水处理量是否稳定，判断空调制冷量的不确定度传播系数。

以制冷量Q=27755.1W的空调机为例：

其制冷量的扩展不确定度为U(Q)=u(q) X2=282.4。

采用多次测量取平均值控制误差的方法对空调制冷量的测量不确定度进行探究。此时的空调制冷量不确定度传播系数为：

C△P=62.82，

C△1=1.90，

C△2=-1.90，

C△=-27253.50。

根据实地测量的温差变化情况，制定空调的制冷量不确定度列表。

当Ua（Q）为93.62W时，

△P=15.78W,

H1为81.45W,

H2位-67.26，

CyU(V)=-0.47,

Cdu(d)=-1.79。

使用焓差法计算空调制冷量，技术人员需要考虑在不同时段但是制冷风量输送一定的情况下，湿空气的比容大小。其中，空调制冷最大功率条件下的房间含湿量，是计算空调焓值的重要参考指标。

4 结语

从整体上来看，影响焓差法空调制冷量测定精确程度的因素有很多。在实际应用中对冷却盘管单位时间水流量的检测不够准确，导致被测机和空调柜的凝结水进入房间的水温计算出现误差。

因此，在焓差法空调制冷量测量活动中，技术人员需要对空调柜的凝结水温和被测机的凝结水温进行测量，并且记录温度变化的情况。忽视对空调柜机内外壁的的温度变化数据采集，将会扩大制冷量检测的不确定度。提升水温检测设备的灵敏系数，有利于减少测量中的误差问题产生。

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TU831

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