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風冷冷(熱)水機組節(jié)能型性能試驗室

閱讀:1995      發(fā)布時間:2020-4-15
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1 風冷冷(熱)水機組測試系統(tǒng)依據(jù)的相關(guān)標準
風冷冷(熱)水機組測試系統(tǒng)依據(jù)的相關(guān)標準主要有:GB/T10870-2014《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組性能試驗方法》、ARI550/590-2003《蒸汽壓縮循環(huán)冷水( 熱泵) 機組》,、GB/T18430.1-2007《蒸汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組/工商業(yè)用及類似用途的汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組》,、GB/T18430.2-2008《蒸汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組/戶用及類似用途的汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組》。上述標準中明確了測量風冷冷(熱)水機組的主要性能指標,,而測試系統(tǒng)能夠模擬標準中規(guī)定的各種工況,,并能測試出風冷冷(熱)水機組的各項性能指標。研究,、設(shè)計風冷冷(熱)水機組測試系統(tǒng)也需嚴格遵照上述標準的要求,。
 
2 風冷冷(熱)水機組測試系統(tǒng)測試方法及原理
2.1 測試方法
對于冷(熱)水機組,,制冷量、制熱量按GB/T10870-2014《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組性能試驗方法》中5.1 載冷劑法進行試驗,。在機組蒸發(fā)器(冷凝器)冷(熱)水進(出)口處安裝有水量測量裝置,,試驗時,還應有能提供連續(xù)穩(wěn)定的冷水流量,、冷卻水流量和符合試驗工況水溫的附加裝置,。機組制冷量按式(1)計算:
Qn=Cqm(t1-t2)+Qc (1)
熱泵制熱量按式(2)計算:
Qh=Cqm(t2-t1)-Qc (2)
式中:
Qn——機組凈制冷量,W,;
C——平均溫度下水的比熱容,,J/(kg·℃);
qm--冷(熱)水質(zhì)量流量,,kg/s,;
t1——蒸發(fā)器(熱泵制熱時為冷凝器)冷(熱)水進口溫度,℃,;
t2——蒸發(fā)器(冷凝器)冷(熱)水出口溫度,,℃;
Qh——熱泵制熱量,,W,;
Qc——環(huán)境空氣傳入干式蒸發(fā)器冷水側(cè)的修正項,W,;
 
2.2 系統(tǒng)原理
現(xiàn)以大制冷量為800kW的風冷冷(熱)水機組為例,,根據(jù)標準GB/T18430.1-2007《蒸汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組/工商業(yè)用及類似用途的汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組》要求的測試項目,參考標準GB/T10870-2014《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組性能試驗方法》,,我們搭建了測試系統(tǒng),,測試原理如圖1所示。

圖1 測試系統(tǒng)原理圖
 
由圖1 可知主要設(shè)備有:
(1)測試間:采用150mm 厚的聚氨酯發(fā)泡庫板搭建,,用于與外界的隔熱保溫,。
(2)各類水泵:主要用來提供水流量。
(3)恒溫水箱:主要用來為測試系統(tǒng)提供穩(wěn)定溫度的水源,。
(4)冷卻塔:主要用來對水箱進行散熱,。
(5)空氣處理機組:包括表冷盤管、蒸發(fā)盤管,、加熱段,、加濕段、風機,。主要是對被試機的排風進行處理,,使得測試間內(nèi)的溫濕度滿足國標要求。
(6)溫濕度取樣裝置:主要用來采集被試機周圍的溫濕度情況。
風冷冷(熱)水機組測試時,,通過空氣處理機組將風冷冷(熱)水機組風側(cè)產(chǎn)生的冷熱量進行處理,,使得測試間內(nèi)的溫濕度達到國標要求的值。而機組產(chǎn)生的冷熱水回到水箱后,,通過水箱配置的冷熱源進行平衡,,從而達到機組在國標要求的工況下穩(wěn)定運行,采集系統(tǒng)將所有的測點采集,,通過電腦內(nèi)專業(yè)計算軟件進行計算輸出實驗報告,。

3 測試系統(tǒng)的電氣部分
本測試系統(tǒng)的電氣部分由動力部分,、控制調(diào)節(jié)部分,、數(shù)據(jù)采集部分組成。
3.1 測試系統(tǒng)的動力部分
動力部分主要完成各設(shè)備的配電,、電器的安全保護等,。本系統(tǒng)進線為三相五線制,交流380V±5%,,50Hz,。設(shè)備的動力來源自動力柜,樣機供電由功率測量系統(tǒng)提供,。
3.2 測試系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)及數(shù)據(jù)采集部分
設(shè)備控制的核心為PLC及觸摸屏,,在觸摸屏上可方便的控制設(shè)備的啟停,并且可以對故障報警進行顯示和記錄,。調(diào)節(jié)功能是通過PID數(shù)字調(diào)節(jié)表實現(xiàn)的,。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的是專業(yè)的數(shù)據(jù)采集器,通過RS232或以太網(wǎng)與計算機通訊,,共同完成數(shù)據(jù)采集,。采集的數(shù)據(jù)再通過相應的計算機軟件進行記錄和處理。軟件系統(tǒng)主要是對采集的數(shù)據(jù)進行記錄,、分析和處理,。該軟件可對試驗類型、工況,、操作級別等進行設(shè)定,,軟件可自動采集并記錄數(shù)據(jù),記錄過程曲線,。試驗完成后,,還可進行打印和試驗數(shù)據(jù)分析等。
 
4 測試系統(tǒng)的節(jié)能性分析
4.1 表冷器的運用
該測試系統(tǒng)在測試時,,運用表冷器能夠使得冷熱量自平衡,,大限度地利用風冷冷(熱)水機組使用側(cè)的冷量與熱源側(cè)的熱量交換,熱源側(cè)的熱量被使用側(cè)的冷量平衡后剩余的只有壓縮機的功率這部分熱量需要通過冷卻設(shè)備散去,,并不需要消耗大量的能量來單獨平衡使用側(cè)產(chǎn)生的冷量和熱源側(cè)產(chǎn)生的熱量,。而且風冷冷(熱)水機組的能效比越高,,同等制冷量下,需要測試系統(tǒng)散去的壓縮機功率也就越少,,測試系統(tǒng)也越節(jié)能,。以800kW風冷冷(熱)水機組制冷為例,表冷器的運用對測試系統(tǒng)的耗能比較見表1,。
表1 測試系統(tǒng)主要電能

除去其他正常設(shè)備的耗功,,無表冷器的測試系統(tǒng)的電消耗主要在平衡風側(cè)熱量的壓冷機組耗功kW(能效比按3.5 計算)與平衡制冷量的電加熱耗功kW 之和共計1058kW,而有表冷器的測試系統(tǒng)與之對應的只有表冷器水泵22kW 的電消耗,,節(jié)省了1038kW 的耗電量,,按工業(yè)用電1.0 元計算,每小時可節(jié)省1038 元,,大大減少了空調(diào)企業(yè)的測試成本,。
4.2 冷凝熱回收裝置的運用
如圖1 風冷冷(熱)水機組(以下簡稱被試機)制冷測試時,水側(cè)的出水溫度是通過調(diào)節(jié)被試機水泵后端的三通調(diào)節(jié)閥的開度來控制,,即通過調(diào)節(jié)被試機水泵進口從水箱抽水和被試機回水之間的比例來控制,。制冷時,恒溫水箱的溫度按照經(jīng)驗一般控制在15℃左右,。所以做一些非標工況,,環(huán)境間的溫度與水箱溫度接近的時候,無法用表冷器換熱,,比如測試間干球溫度15℃及以下的低溫制冷工況,。而壓縮冷凝機組的冷卻水出水溫度一般在30~40℃,供回水溫差在4~7℃左右,,此時將被試機組產(chǎn)生的冷水直接與平衡測試間內(nèi)被試機空氣側(cè)產(chǎn)生的熱量的壓縮冷凝機組的冷卻水在板換里進行換熱,,通過調(diào)節(jié)熱回收三通閥可調(diào)節(jié)被試機出水進入板換的水量,從而調(diào)節(jié)換熱量來平衡被試機的冷量,。冷凝熱回收系統(tǒng)的運用不僅提高了壓縮冷凝機組的效率,、降低了壓縮機功率,也減少了機組運行成本,。
 
5 結(jié)語
本文所述的風冷冷(熱)水機組測試系統(tǒng)設(shè)計制造均符合國內(nèi)相關(guān)標準的要求,,該系統(tǒng)將使用側(cè)和熱源側(cè)進行換熱,使得能源得到的利用,,實現(xiàn)節(jié)能的目的,;且具有很高的自動化程度,能實現(xiàn)自動控制和調(diào)節(jié),、過程監(jiān)控,、數(shù)據(jù)采集和軟件傳輸;整個測試系統(tǒng)在試驗設(shè)備穩(wěn)定可靠運行的基礎(chǔ)上又保證了測試的精度和準確性。

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