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      1. 新聞動態
        焓差試驗室中的風量測量及偏差分析
        2021.07.28

        焓差試驗室測量風量時,有時會遇到風量偏差較大或者測不準的情況,如何找出發生測量偏差的原因?
            我們先分析一下風量計算的原理,看看有哪些影響風量計算的因素,然后據其分析偏差原因。

        一、焓差法風量測量原理

        利用空氣焓差法測量空調性能的測試方法在標準《GB/T 17758-2010 單元式空氣調節機》中有詳細規定,但是關于風量計算只有如下兩個相關公式,并未詳細解釋。

        Qmi = 1.414CAa(PvV'n)0.5   (1)

        V'n = 101325Vn/[(1+Wn)Pn] (2)

        Qmi是體積風量;

        C是噴嘴的流量系數;

        Aa是所有已開的噴嘴其喉部面積之和;

        Pv是噴嘴前后壓差;

        V'n是噴嘴處的空氣比容;

        Vn是噴嘴前的空氣比容;

        Wn是噴嘴前的空氣濕度;

        Pn是噴嘴前大氣壓(把噴嘴前靜壓含在內的)。


        我們現在來詳細了解一下風量是如何計算的。

        風量測量是采用GB/T 1236中的多噴嘴風室法來測量的,因為此標準是針對風機風量測量的,而焓差試驗室中的風量測量裝置不僅要測空調風量,還要測量空調的出風焓值,所以在結構上稍有區別,但風量的計算公式是一樣的。   

        式(1)就是風量的計算公式,即:風量=流量系數×通流面積×風速。噴嘴的流量系數C,與噴嘴的形狀規格尺寸以及雷諾數有關,計算較復雜(詳見GB/T 1236),在GB/T 17758-2010附錄A.6.4.2中對其進行了簡化,因為對于標準要求的噴嘴風速范圍15~35 m/s,其簡化后誤差可以忽略不計,所以一般焓差室測試軟件中的參數C就是按該規定來取值的;通流面積Aa就是處于全開狀態的各噴嘴的喉部截面積之和;風速就是1.414(Pv×V'n)0.5 ,即式(3)。


             式中:V---風速,m/s

                 ρ---空氣密度,kg/m3

                  △p---噴嘴前后壓差,Pa

        式(3)是根據伯努利方程推導出來的,其中的△p就是噴嘴前后壓差,焓差試驗室肯定有這個測點,這是計算風量關鍵的數據。ρ為噴嘴處的空氣密度,與噴嘴處空氣比容V’n是一回事,因為兩者互為倒數。

        V'n是按式(2)計算出來的,式(2)中Pn是噴嘴處大氣壓力,我們一般除了采集室內側測試間的大氣壓力外,還會采集噴嘴前的靜壓,兩者相加才是噴嘴處的大氣壓力;Wn是噴嘴前空氣濕度(含濕量,單位:kg/kg干空氣),Vn是噴嘴處空氣比容,這兩個參數的計算很復雜,學界有多種算法,對于空氣溫度10~70℃的空調工況來說,以沈維道版《工程熱力學》教材中的計算方法為準確。

        計算V'n需要用到的測點:

        噴嘴前干球溫度(如果是整體式風量測量裝置,則樣機出風干球溫度就是噴嘴前干球溫度);

        噴嘴前濕球溫度(即樣機出風濕球溫度);

        室內側大氣壓力;

        噴嘴前靜壓。

         

        二、風量計算有關的參數

              綜上,與風量計算有關的參數如下:

        噴嘴前后壓差;

        噴嘴前干球溫度(如果是整體式風量測量裝置,則樣機出風干球溫度就是噴嘴前干球溫度);

        噴嘴前濕球溫度(即樣機出風濕球溫度);

        室內側大氣壓力;

        噴嘴前靜壓;

        噴嘴規格(數量與喉徑)。

        如果風量測量有問題,要從傳感器上查找原因的話,就要從上述參數的傳感器查起。噴嘴規格只要實際所開的噴嘴大小和數量與測試軟件中參與計算的一致,且開的噴嘴要全開,關的噴嘴要關嚴,應該不會出問題在噴嘴上,噴嘴尺寸的誤差很小的。

        與風量測量有關的還有個參數:出風靜壓。要保證:這個傳感器測量也是正常的;試驗時出風靜壓的數值設置沒有錯;出風靜壓取壓是否合乎標準。

        這些參數測量有問題,都會影響風量的終計算結果。

         

        三、風量測量不準確的原因排查

        風量測不準,請檢查以下各項:

        1.   檢查測試軟件噴嘴選擇:保證軟件與實際使用噴嘴一致;

        2.   檢查測試軟件通道設置:保證各相關測點的測量上下限范圍一致,調試過程中需檢查此項;

        3.   檢查電壓偏差:要使用穩壓電源,保證電壓偏差在標準要求以內。電壓偏差大,則功率偏差大,就會導致風量偏差大;

        4.   檢查校準變送器:對出風靜壓、噴嘴前靜壓、噴嘴壓差的壓差變送器,拔出軟管,校正零點;或者交換變送器測量噴嘴壓差,以排除壓差變送器的原因;

        5.   檢查測壓軟管:檢查保證上述三組測壓管路均沒有漏風,還要注意靜壓壓差傳感器的低壓端(對大氣)接的軟管末端要放到樣機回風處附近;

        6.   檢查樣機連接:保證各連接處無漏風現象;

        7.   檢查風量測量裝置:保證風門、取壓接頭處無漏風現象;

        8.   檢查樣機外殼:樣機外殼應無漏風現象;

        9.   檢查樣機風機:風機偏心等可能造成風量不對;

        10. 檢查樣機蒸發器:蒸發盤管排水不暢等可能造成風量不準;

        11. 檢查出風靜壓又沒有正確設置與測量;

        12. 檢查各相關參數傳感器是否測量準確;

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