空氣焓差法測試空調器性能的影響因素

吳曉磊

（合肥產品質量監督檢驗研究院，合肥 230088）

熱平衡法與空氣焓差法（以下簡稱焓差法）是空調器能力的兩種測試方法。對比而言，焓差法是獨立的試驗，沒有參考和可比性，測出來的結果準確與否全看試驗設備的好壞，不能排除某個設備偶爾“失靈”而帶來的誤差。熱平衡法由于有室內外側作對比，所以排除了設備引起的偶然誤差，數據可信度高，常在檢驗、爭議和仲裁時使用。

但是，焓差法具有測量周期短、操作簡單和設備造價低等優點而被廣泛使用，所以對于測試人員而言，如何準確地使用焓差法變得尤為重要。

1 焓差法的測量原理以及試驗系統的介紹

空氣焓差法是一種測定空調器制冷、制熱能力的試驗方法，它對空調器的送風參數、回風參數以及循環風量進行測量，用測出的風量與送風、回風焓差的乘積確定空調器的能量[1]。風洞式焓差法的測試室布局如圖1所示。

圖1 風洞式空氣焓值法的試驗裝置

試驗裝置分為室內側和室外側的兩個測試間室，制冷量和制熱量是通過測定試驗室溫濕度、壓力、風量以及電參數等來確定。空調器送風口與室內側的空氣測量裝置連接。空氣測量裝置應使得空調器送風口至測溫點的漏熱量在被測樣品制熱量的5%以內。室內側與室外側的空氣調和機組主要是提供標準要求的環境溫濕度條件。參考《房間空氣調節器》（GB/T 7725-2004），可知制冷量的公式為：

式中，θtci為制冷量；qmi為風量；ha1為空氣焓值（內側回風）；ha2為空氣焓值（內側送風）；V′n為比容（測點處濕空氣）；Wn為空氣濕度。

2 影響試驗結果的主要因素

由制冷量的計算公式可分析出，風量和送風、回風空氣焓差影響制冷量測試結果。故結合焓差法的測試原理，筆者分析出影響空調器制冷量的幾點因素。

2.1 取樣風速的影響

空氣濕球溫度的測量會受取樣風速影響，空氣干濕球測量溫度T=27℃和Tw=19℃在不同取樣風速下所對應的空氣焓值I如圖2所示。

從圖2可以看出，當取樣風速v大于3m/s時，焓值I隨v的變化已經很小，當v大于6m/s時，I已基本保持不變[2]。但如果取樣風速過高，會使濕球紗布變得更干或將紗布吹起，影響濕球溫度測量。

圖2 風速與焓值的關系

2.2 濕球溫度對測量精度的影響

經過對干濕球法測量相對濕度的結果分析，如果溫度波動在±0.15℃以內，濕度的測量不確定度結果＜1.5%RH。如果溫度波動達到±0.5℃時，濕度的測量不確定度將被放大至6%左右。所以，在使用干濕球法測量相對濕度應小心謹慎，否則會對測量結果造成很大誤差[3]。

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

2.3 風量對測量精度的影響

為保證測量的準確和數據的可靠性，所使用的噴嘴的喉部流速應控制在15～35m/s，過大的風速會導致熱量流失快，過小的風速會導致帶走熱量慢，使水的焓值受到影響。

如果風量不在這一范圍內，可通過調節噴嘴達到要求，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算出來的。這一點對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 結語

空調器性能測試結果的影響因素除了取樣風速、濕球溫度、噴嘴風速外，還有風道保溫、漏熱、測量儀器精度和人為因素等，希望廣大研究與測試人員能在實際測試過程中發現問題并提出建議。