焓差法空调器试验室设计

1、焓差法空调器试验室设计4焓差法空调器试验室设计李士龙了日,.摘要砷空调器焓差法试验室的主要部件:试验室圊护结构,室内侧空气再调节机组,室外侧空气再调节机组及风量洲量裁王.在设计过程中,利耳l其理论计算结果,结合实际要求,选择各部件的配置量./关键词.空气焙差法空调器一试验宣设计'一1一J./一GB772597房间空气调节器国家标q一:(T)×A(d)准将于明年(1997年)正式实旖,该标准允许÷+÷采用空气焓差法测量空调器的制冷(制热)式中:外侧自然对流换热系数,取萤,并且由于它本身有诸多优点,越来越受人10w/m2.们的重视.本文以试验室规格为实例,浅谈

2、内侧强对流换热系数,取28w/空气焙差法空调器试验室一些主要部件的计m2?算方法和各部件配置量的选择.库板厚度,取0.1m试验室规格库板绝热层导热系数,对聚氮1_试验室圈护结构:房间结构尺寸为:酯材辩一般取0.028wZm9000X3600×3100(mm)0(长×宽x高)材?I料:聚氮酯库板F围护结构表面积,按房间结构2.被测空调器制冷(制热)量范围:1400尺寸为:I3500W9000x3600x3100(ram).(长x宽x高)3.被测空调器循环风量:则F一2(9×36+9x3?1-t-3?6x3-1)2101900m3/hl4Zm'一,试验宣围护结

3、构的设计计算;由传热学原理可知,漏热量由下式确定:qK?At?F(1)式中K为传热系数,由下式确定:K1l啦(2,其中为保温层各层材料热阻之和,觋选用拼装库板,由于库板两表面金属板的热阻远小于其绝热层热阻,所以取皇一(3)懵由式(1),(2),(3)式可得绝热层漏热量:一dt室内外最大温差,取51.则q2000w.二,室内侧空气再调节机组的设计计算:1.电加热器消耗功率的计算:制冷工况时该侧为冷端,工况稳定时得如下热平衡式:Qn=E1q-q-E3q-E?q-(hw】一hw2)Wq-(qll-Fql)(5)式中Q4被测机的制冷量W;E】风机电机的插入功率W;电加热器输入功率W;岛电加湿器输入功率

4、w;E.取样风机输入功率w;hw进入室内侧加湿用水的焓值kcal/kg;hw被测机排出室内侧凝结水的焓值kcal/k$;室内侧加湿量kg/h;(q1.+qh)围护结构总漏热量wI由式(5)可得电加热器输入功率为:一Q日一ElE3一E.一(hw】一hw2)w一(ql+q1,)(6)本试验室测试的最大机组制冷量:Q413500w2台风机电机的输入功率:E】=2×350w一700w;空气取样风机输入功率:一100w;加湿器进水焓值取27"C常压下水的焓值:hw127.03kcal/I根据有关产品榉本,制冷量为13500w的空调机组其输入功率一般为w=4900w;循环风量G一般为;

5、2100m/;除湿量一般为;8kg/h.排出室内侧凝结水的焓值hwz可取被测机组出风口湿球温度下水的焓值,为此需求出被测机组出风口湿球温度的焓值和含湿量.根据传热学原理QoG(I1一Iz)?Y(7)IIi一(8)式中:Y为空气的比重:取12kg/m,II为赦测机组进风口空气的焓值,即干球27,湿球19.5状态下空气的焓值,查表得:I1=13.28kcal/kg.代入式(8)得:I2_l3.28一=8.19(keal/h)另根据湿平衡式有:Wr一(d【-d)?G?V(9)d(1.)式中Vn为空气的比容:取0.833m'/kS,dI为被涮机组进风口含湿量,查表得:d114.3×1

6、0kS/ks?干,代入式(10)得:.14.3×l0一×1900×0.8338n2两丽i一=9.25x10(kg/kg?干)根据I2.d:点.在湿空气jd图上查得被测机组出风口湿球温度t2=12.2"C,该温度下水的焙值为:hw2=12.2kcal/kg.室内僦围护结构总漏热量的计算.由室内侧围墙q.与中隔墙qt组成,室内侧与外界最大温差取35"C.中隔墙与室外侧的最大温差取20,由式(4)可得t1qlp一(T:丁)×F×At击+昔十专1.0.1而丽88.8(w)l上+嘞)X83.52X35)XF×一'T_

7、广_T)×11?16X20两十十甄=61.3(w室内侧围护结构总漏热量:q】9+q【t=788.8w+61.3w849.1w加湿器输入功率由下式确定:E3=?wt(1i)式中K-为水的气化潜热,取K-=539kcal/kg代入式(11),得:E3=539×8=4312(kca1)=50)d(w)将上述各值代入式(6),得:E一B718.26(w)若考虑除湿量为零时的热负荷,则有;E一13500700501410084916836.9(w)实际测量时空调器必有除湿量,因此实际加热功率总小于683G.9(w),但考虑到再调节机组冷机的冷量,部分预留及秀温速率.实际选取电加热器功

8、率为;30(kw).为调节方便共分3组,功率分配分别为:12kw,一5一9kw,9kw.选用翅片式电加热器.2电加湿器功率选择t根据上面的计算,最大被试机组试验时加湿功率为5kw,考虑升温时问,加湿时闻滞后和再调节机组冷机的除湿量.适当加大加湿功率.实际取加温功率为:12kw,为调节方便分成3组,3组功率分配分别为;4kw,4kw,4kw.3.制冷机冷量的计算:热泵制热试验时,室内侧为热端,其热平衡式如下:qe=Qh+El+E2+Es+E?+Wr(hwlhw2)+ql.+qll(12)式中为再谓节机组冷机从室内埘带走的热量,将各值代入(12),得:q'=13500+700+6718.2

9、6+5014+100+(27.03一l2.2)×8+849.I27000(w)qe=27000(w)为满负荷所需制冷量,而实际使用时,电加热视具体工况而定,所以实际配备一台5Hp和一台3Hp压缩机.4.空气再调节机组送风量及风机的选择:按标准要求,该机组风量不小于被测机组风量的两倍,也不小与房间每分钟一次的换气量.根据前面所述.制冷量为13500w的空调器一般循环风量为1900m/h,其两倍为3800ms/h;另外.房间的容积为50,22m.,每分钟一次的换气量,则循环风量为:5O.22×60=30132m./h.两者取大者,则空气再调节机组进风量应大于3800m/h.现选

10、用两台YDF一1低噪音离心风机,其风量为:2X2800=5600(m.Ih).三,室外侧空气再调节机组的设计计算:1.电加热器消耗功率的计算:热泵制热时,室外侧为冷端.电加热器的输入功率由下式确定:E2=QoE1一EsEIwT2(hw日一hwT)一(ql-+q-)(I3)若设室外徊的加湿量为零,则电加热的一6一功率为最大.此时算得:E2=I1850.9w.实际涣I量时空调器必有除湿量,因此实际加热功率总小于E2一l18509w.但考虑到再调节机组冷机的冷量,部分预留及升温速率,实际选取电加热器功率为:30(kw).为调节方便共分3组.功率分配分别为:12kw,9kw,9kw.选用翅片式电加热器

11、.2.电加湿器功率选择:热泵制热时,室外侧为冷端,技测机组有除湿处理过程,再调节机组需加湿.加湿量一般小于同类塑机组试验室内侧加湿量.因此选择;bnm器功率和分组情况与室内埘再调节机组一致.3钳冷机冷量的计算:根据'房问空气调节器).为适应低温工况的要求,室外侧还须配备一台低温冷气机.由热平衡原理,可得冷却负荷有式中:q为计算冷却负荷w;qb,为房间漏热量W;o试验机组放出的冷量W.由于该工况下试验机组有时停机不工作.此取Q一0,漏热量的计算见下表:臣q=jw0.夏34=j=5巫9,4疆(40-1互,5)=38.5I777,55!f10.3419.86l(2jI,5)=10.5I65.

12、37l根据上面计算结果,考虑到试验中除霜时需将制冷机组停下.假定试验稳定状态的开停时间比为lt2,则其工作时间系数为:R=l/(1+2)一0.33则房间内所需最大制冷量为Q.=Y.q/R=842.92/033=2554(w)拟选用一台3匹全封闭制冷压缩机,3匹制冷压缩机在空调制冷工况制冷量为:9000w.根据样本资料.在蒸发温度为一l0时,其制冷量为:4500w,满足Qmax的需要.4.空气再调节机组送风量及风机的选择:该机组送风量的确定可按室内侧计算,选周与室内翻一致的YDFl低噪音离心风机两台机.其风量为:2×2800=5500(m'/h).四,风量最f童装置的设计计算:

13、1.排风机的选择:喷嘴前岳的静压差为排风机要克服的风压,因此捧风机的最大风量应满足最大试验机组循环风量的要求.现选用低噪声离心风机.其参数如下型号:YDFl;转速:l120r/m风量:2800m/h;功率:350w风压:1040mmHO.2.喷嘴喉部风速的计算根据单个喷嘴风置的计算公式;QtK?Cd?Ahp?Vxi(15)式中.hp喷嘴喉部动压或喷嘴前后静压差Pa(mmH:0);Q通过单个喷嘴的体积流量m'/s(m0/h)IK取1.41(15950)IQ喷嘴的流量系数A喷嚏的面积11"1;V喷嘴进13处湿空气的比容.为简化计算取0.833mS/.分别以*50mm.&l

14、t;b70mm,<bl00mm为倒,取风机的最大风压:hp=40mmH20.则单个喷嘴的流量分别为:177m/h,347m'/h,708m'/h.从公式:Or=V?(16)可得:V=一90190m/h25m/s根据标准要求经过喷嘴喉部的流速在1535n*L之问,上式计算结果符合标准要求.3.喷嘴的选择;试验机组循环风量范禹:210l90Qm3/hl当流速为15m/s时,喷嘴q>50mm,q>70m-m,lOOmm的流量分别是:106m./h,208m/h,424ms/h.因此选用不同的喷嘴组合.可以得到不同的流量,现选取一个q>50mm,两十,70n'un,两个q>l00mrn的喷嘴可以得到下表的不同流量:序号50azm70ram钎mnm100mm100ram风量范围(m'/b)1,/lO61772,/20834734247084,/,/3145245,/5308856,/,/63210557,/8814l68,/,/,/,/,/ll622287五,结柬语:理论计算的结果仅供参考,设计时还需要考虑满足各试验工况,升(降)温速率的要求,来选择循环风量,制玲量,加热量和加湿量,本方法所选择的各部件的配置