本实验室可同时模拟室内侧和室外侧的环境,两侧的温湿度独立控制,互不干扰,通过采用空气焓差法对室内、室外两个环境模拟的空调设备性能测试提供条件。同时也可以根据用户的要求扩展其功能,实现对更多空调设备的热工性能测试。
实验室主要由舱体系统、空气处理系统、风量风压测量系统、水系统、控制系统组成。
一、舱体系统
舱体系统围护结构一般采用100mm厚双面彩钢聚氨酯库板,低温环境室采用150mm厚双面彩钢聚氨酯库板,需要对地面进行保温处理。环境室安装保温密封门,门上设置双层玻璃观察窗。
二、空气处理系统
主要由制冷系统及空气处理机组构成。室内外压缩机配置合理,充分考虑实验室节能,充分考虑多种不同机型测试时的节能措施,保证实验室较低的长期运行成本。
1、制冷系统
根据实验室测试容量,对其配套的制冷系统进行专项设计,同时根据测试机组类型合理进行节能设计,以保证实验室达到节能目的,降低运行成本。
1.1压缩机变频或其他无级调节或压缩机其他节能模式,有效减少热对冲。
实验室配套冷机采用多台+变排量机组的组合方式。冷机可进行多级分档调节,可根据实际测试需求,开启相对应冷机,避免出现过大再热情况,有效减少热对冲。
1.2具备快速实现工况技术
根据项目安装地点,结合当地气象参数条件,在实验室极端工况下利用室外自然条件,通过冷热室之间气流互换,对实验室内温湿度进行预处理。
实验室具备快速实现工况技术,通过对实验室进行负荷计算,结合降温速率,确定温湿度处理系统参数,根据计算结果配套选型设备容量,确保实验室从空载标冷到标热过渡不超过1.5小时。
1.3后台工况机组热回收
后台工况机具备热回收功能,可根据需要将系统整体排出的热负荷充分利用回收,降低整体能耗;系统冷机配备双壳管换热器,根据实验需要,将冷机蒸发侧通过壳管换热器制取冷水存储到冷水箱内;冷机冷凝侧先通过壳管换热器制取热水存储到热水箱内,再经过风冷冷凝器将多余的热量排走;其中与冷凝侧壳管换热器连接的热水管路,水泵为可变频调节,工况测试时,可通过水泵控制流量大小,保证风冷冷凝器侧出口冷媒压力。
空气处理机组内置节能换热盘管,可根据测试工况启闭相关阀门,调节管道走冷水或热水;补充环境室内的冷源或热源,进而降低实验室整体冷热投入。
1.4热回收方案
根据实验室测试机组类型,进行节能专项设计,对被试机冷热再回收,确保减少多余冷热投入。
在室内侧环境室空气处理机组中增加冷热水盘管,在室外侧环境室空气处理机组中增加乙二醇水溶液盘管,以减小电加热的使用量。
乙二醇回路节能设计:乙二醇回路可实现室外侧节能换热利用,采用乙二醇换热针对不同机组,可实现最大节能。回路由乙二醇蒸发盘管,板换,乙二醇水泵等组成。室外侧空气处理机组内部安装乙二醇能量回收盘管,可达到测试时节能的作用,将被测机组产生的冷热量进行平衡。可以进行水-风、风-风的平衡。
1)风-风型机组热回收方案:
结合测试机组的排风特性,将被试机自身的排风引入到试验室工况营造中,从而降低试验室自身机组负荷。例如:在对全热回收型机组进行工况测试时,将排风管与新风管通过风管进行连接,并在两者连接风管处以及排风管外端处安装风阀。使得通过排风管进入新风管的风量可实现调节,经过与排风管的部分回风与新风进行混合,初步达到预期的工况新风效果。
2)风-水型机组热回收方案:
在进行风冷冷(热)水机组制冷工况时,机组制取的冷水储存在水箱中,水箱内冷水通过乙二醇-水板换使乙二醇降温,乙二醇再输送到空气处理机里辅助环境降温,减小了室外组空配套冷机的投入量,同时也使机组产生的冷水升温,降低了电加热的投入量。
2、空气处理机组
主要由节能盘管段、直膨表冷段、电加热段、风机段和电加湿段组成,通过节能盘管段或直膨表冷段粗调空气温湿度,通过电加热段和电加湿段精调空气温湿度。
相关参数如下:
(1)本体材质:不锈钢框架、不锈钢外壳。
(2)机构方式:立式机构,从下至上分别为前电加热(室外侧)段,蒸发器段,后电加热段,加湿段,风机段。其它节能盘管之类按设计要求合理布置与空气处理机组内部。
(3)送风装置:皮带带动结构,内、外侧变频器控制。
(4)加热装置:不锈钢电加热器,三相调功器调节,易拆装维护。
(5)加湿装置:无压蒸汽发生器型加湿器,三相调功器调节,全不锈钢箱体水箱与支架。
(6)保护装置:超温、高低压力、过电流。
(7)过滤装置:过滤软化水质。
加湿器主要由补水箱和加热箱组成,补水箱和加热箱的底部由水管相连组成连通器,当水位下降时,补水箱内的浮球阀打开为水箱补水,使水箱内的水位维持在一定高度。加热箱安装电加热,加热所产生的蒸汽通过加热箱顶部的蒸汽管送入空气处理机组的蒸汽喷管,从而实现为室内加湿的功能。补水箱内设置浮子水位报警器,当水位低于安全水位时报警并切断加热器电源以防止电加热干烧。
三、风量风压测量系统
主要用于测试机组风量及进出口空气状态,根据使用需要可做成分体式或整体式。 取样装置中取样风机电源线、干湿球温度传感器信号线及压力传感器信号线集成通过一根信号线连接上位机。
每套风量测量装置内均配有一套可自动补水的出口空气取样装置。风量测量装置包括进风段、混流段、整流段、取样段、喷嘴段及出风段。
四、水系统
冷热水系统水流量均都可控,均设有水流量计,均可通过变频水泵调节被试末端设备的水流量。供回水系统包括变频水泵、精调加热水箱、进出口温度取样、水流量计等,通过水泵变频调节水流量,通过精调加热水箱控制进口水温,根据使用需求设置冷水箱和热水箱。
五、控制系统
测控软件采用可视化程序设计语言编制,实验过程中的设备启停、参数调节等均可在测控软件中完成;可动态显示系统中各设备的运行情况,以多级菜单和窗口实现控制方式、控制对象、控制值的选择和输入,并以数值显示的形式实时显示控制过程中的主要参数;数据采集时,可设定采样时间间隔,并具备数据定时存储、查询和打印功能;输出的数据文件为EXCEL格式,方便后期进行数据处理。以下为操作界面说明。
系统监控界面可监控系统运行情况,控制设备启停设置参数,数据观测及其他常用功能。
控制系统能够对实验室进行自动控制,并能自动对连接到采集系统上的所有传感器的数据进行记录。考虑数据采集的种类以及今后方便扩展,配置的数据采集器总通道数满足下表
数据采集通道
通道类型 | 通道数量 | 用途 |
大气压力 | 1 | 满足测试标准 |
热电偶温度采集 | 30 | 热电偶(室内15,室外15,测试范围:-40~150℃) |
压力采集 | 8 | 压力传感器(低压(0-3MPa)4个,高压(0-5MPa)4个) |
PT100温度采集 | 37 | 满足测试标准 |
水差测量 | 2 | 水侧切换使用,满足测试标准 |
空气差压测量 | 5 | 风洞流量测量使用 |
流量测量 | 4 | 满足测试标准 |
功率测量 | 1 | 满足测试标准 |
实验室软件介绍
一、设备的控制 | |
1 | 本软件使用数据采集系统、控制计算机作为控制系统的参数显示及控制的人机界面,通过在计算机上设定被测机组测试工况,对工况流量控制、温度控制单元系统进行调节达到被测机组要求的参数(调节的精度不能低于控制的精度),如图所示。 |
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二、数据采集 (测试软件需具备远程展示功能) | |
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3 | 本软件中,仪表包含有虚拟仪表界面进行展示,如图; |
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主测试数据界面(包括界面包括设定值和实时测量值、测试计算值) 辅测试数据界面(包括热电偶、压力测量值、风机压缩机电流功率单独测量值,该栏的测量点名称定义能实时进行修改名称) 进出水温度、电功率参数2套系统分别计算显示测量结果,同步最终显示加权平权结果。 铭牌参数和测量地点时间等界面(该界面的铭牌参数能实时进行修改) 曲线显示与查询界面(一次可同时显示12条以上,并且各曲线的颜色识别明显,每条曲线可单独进行上下限调整和坐标查询数据,每条曲线并可进行局部放大或是缩小的功能) PID表即时显示和修改界面,在测试软件上实现PID的操作,主要有设定值输入、P、I、D值修改、正反作用设定、仪表偏差设定、百分比输出的实时调整。 在界面上可有模拟设备运行图,可在计算机上显示各个设备的运行状态和参数。 由触摸屏操作的设备可以由测试软件上实现控制,防止在触摸屏发生故障时影响试验操作正常进行。 |
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18 | 本测试软件包含测点零点修正(包含有多项式修正功能)、软件系统数据库的修改(包括史称、小数点位数、单位、仪表的上下限),修改完毕后能传送给数据采集器进行修改和设定,可以增加密码管理。如图所示: |