空气焓差法测试空调器性能的影响因素

吴晓磊

（合肥产品质量监督检验研究院，合肥 230088）

热平衡法与空气焓差法（以下简称焓差法）是空调器能力的两种测试方法。对比而言，焓差法是独立的试验，没有参考和可比性，测出来的结果准确与否全看试验设备的好坏，不能排除某个设备偶尔“失灵”而带来的误差。热平衡法由于有室内外侧作对比，所以排除了设备引起的偶然误差，数据可信度高，常在检验、争议和仲裁时使用。

但是，焓差法具有测量周期短、操作简单和设备造价低等优点而被广泛使用，所以对于测试人员而言，如何准确地使用焓差法变得尤为重要。

1 焓差法的测量原理以及试验系统的介绍

空气焓差法是一种测定空调器制冷、制热能力的试验方法，它对空调器的送风参数、回风参数以及循环风量进行测量，用测出的风量与送风、回风焓差的乘积确定空调器的能量[1]。风洞式焓差法的测试室布局如图1所示。

图1 风洞式空气焓值法的试验装置

试验装置分为室内侧和室外侧的两个测试间室，制冷量和制热量是通过测定试验室温湿度、压力、风量以及电参数等来确定。空调器送风口与室内侧的空气测量装置连接。空气测量装置应使得空调器送风口至测温点的漏热量在被测样品制热量的5%以内。室内侧与室外侧的空气调和机组主要是提供标准要求的环境温湿度条件。参考《房间空气调节器》（GB/T 7725-2004），可知制冷量的公式为：

式中，θtci为制冷量；qmi为风量；ha1为空气焓值（内侧回风）；ha2为空气焓值（内侧送风）；V´n为比容（测点处湿空气）；Wn为空气湿度。

2 影响试验结果的主要因素

由制冷量的计算公式可分析出，风量和送风、回风空气焓差影响制冷量测试结果。故结合焓差法的测试原理，笔者分析出影响空调器制冷量的几点因素。

2.1 取样风速的影响

空气湿球温度的测量会受取样风速影响，空气干湿球测量温度T=27℃和Tw=19℃在不同取样风速下所对应的空气焓值I如图2所示。

从图2可以看出，当取样风速v大于3m/s时，焓值I随v的变化已经很小，当v大于6m/s时，I已基本保持不变[2]。但如果取样风速过高，会使湿球纱布变得更干或将纱布吹起，影响湿球温度测量。

图2 风速与焓值的关系

2.2 湿球温度对测量精度的影响

经过对干湿球法测量相对湿度的结果分析，如果温度波动在±0.15℃以内，湿度的测量不确定度结果＜1.5%RH。如果温度波动达到±0.5℃时，湿度的测量不确定度将被放大至6%左右。所以，在使用干湿球法测量相对湿度应小心谨慎，否则会对测量结果造成很大误差[3]。

更换湿球纱布时应特别注意：湿球纱布应至少24h更换一次（24h后纱布的吸水性会变差）；纱布应选用脱脂纱布，其直径应与湿球铂电阻的直径一致（避免纱布与铂电阻之间产生空气层，影响测温精度）；湿球纱布在更换之前应用蒸馏水煮沸，试验人员应清洗双手后方可更换纱布，在更换好湿球纱布后应将纱布顶端与末端用棉线绑扎，顶端应绑紧以防止试验过程中纱布脱落，末端应轻轻绑扎；温湿度测定装置水杯应使用蒸馏水。

2.3 风量对测量精度的影响

为保证测量的准确和数据的可靠性，所使用的喷嘴的喉部流速应控制在15～35m/s，过大的风速会导致热量流失快，过小的风速会导致带走热量慢，使水的焓值受到影响。

如果风量不在这一范围内，可通过调节喷嘴达到要求，表1给出的各种喷嘴的流量范围，就是按照限制喉部流速的要求计算出来的。这一点对正确使用喷嘴装置十分重要[4]。

表1 各种喷嘴的流量范围

3 结语

空调器性能测试结果的影响因素除了取样风速、湿球温度、喷嘴风速外，还有风道保温、漏热、测量仪器精度和人为因素等，希望广大研究与测试人员能在实际测试过程中发现问题并提出建议。