风机盘管集中空调系统的焓差法冷量计量方法

　　近儿年，随着北方供热分户计量的逐步推广开展，对于业内人士而，南方集中空调系统的冷计量也受到越来越多的叉注尤其对于上海北等大型城市，冷计量的要求尤为突出较为典型的例子就是办公楼建筑中用户与物业管理或人楼业主之问空调费用的收取的矛盾前集中空调费用收取都是按照用户承租办公面积的大小，按照面积分摊方法收取空调费，而这种方法受到了用户的置疑，因为这种做法产生的结果是用与不用个样，用多用少个样除了产生不必要的能源浪费，还造成管理的不便而物业筲理方或者业主除了这种按面积分摊的办法外，没有更适当的方法对冷量进行计量，尤其对于已建建筑笔各在2003年10月期间对海市金茂大度久事复兴大设等14幢办公楼建筑进行了调查，发现进行冷蟥汁量的建筑少之又少，在所行被调杳建筑里只有2幢有计以措施，而且只是对或区进行计量，做到基金项目。海市科学技求委员会20，4年中小企业创新萆金项圬，41仙24按户计量的儿乎没有在所有的空调系统形式中，风机盘管系统仍是，主要的空调方式，占所系统的82而对于办公楼违筑而言，空调系统史是多为风机，管集中空调系统，这系统的冷沾量之所以难以农用水侧温差流量计方法解决，其原因主要有以下几点0用户和空调系统不能相对独分开这是办公楼空调系统的特殊性决定的，系统在设计的时候不可能考虑到以后的出租方式而分户设计，并1办公楼里还经常出现用户使用面积分隔的变化，这4都制约了从水侧进行分户计量。水侧计量投资大。如果考虑在每个末端的支管处安装热量计进行计量，其成本是任何业主都不可能接受的水侧计量大的问是成本问，主要原闪足流计的价格人，水侧计量安装杂。维修闲难；对于既有建筑而言。安装水侧装置需要破坏水系统，且增加了系统的漏水点，这胚缺点都限制广水侧十量方式在风机盘管空调系统的推广应用水侧计以的法因其自身的缺点而无法在风机盘管空调系统的冷量计量中得以应用，但是如果我们能换个角度考虑从风侧进行计量，找到种投资低安装简中。方便并且比较准确的风侧计量方法，计量问风侧换热考虑来对末端耗冷量进行计量1焓差法原理简介对于风机盘管而吉，冷器的热平衡方程式为是冷器的进水和出水温度，是通过风机盘管的风量；为风机盘管冷器的水流量；则是水的定压比热，4.186，为常数。

　　从式以看出，冷器在稳态换热情况下风侧换热量和水侧换热量相等，在水侧计量方法中，通过流量计测得冷器的水流量，通过媪度传感器测出发冷器的进出水媪，这样，就可以通过水侧换热蚨相似的法2全叶以用仵风侧换热设的计量上风佃峨热量计算和4个量有关，5上和其中，由于湿空气的状态可由任意两个状态参数确定，因此，进出焓值可以通过测诘湿空气的两个状态参数计算得到，例如干球温度和相对湿度叮以通过相应的传感器方便的测得余下另个变量风量6可以通过测量功率来计算了根据流体力学的相关知识，风量和转速成1比，而功率又和转速的次方成正比。这样，风量和功牛之间就是=次关系，因此，可以迪过丈验如式2热量的，1和；通过测量进出门的温度相对湿度和盘管耗电功率就都得到了，于是换热量也因此，以计算得出需要说明的两点是①出口测点的位置要通过实验的方法4找确定在汁算进出1的焓值时，需要测量进出口空气的温度和相对湿度以确定空气的状态进1因为气流为汇流，风机吸人口处的空气状态基本致，囚此进口测点的位置不难7找衍是对十出口位置，由下冷器内水荇行程的叉系咩致冷器的面温度不同，气流横掠冷器换热不致，所以在盘管出口处的空气状态并不是均匀的这在风机盘管性能实验台上也可以得到验证，在实验台的盘管出口后面通常有混风装置，将出。1的空气混合均匀后再测量作为出口的空气状态在研究中通过实验的方法确定出测点的位置，即通过实验找到出断面中和实验台混风板后空气状态致的点的位置，以此作为出传感器的布置位置测量出口的温度和相对湿度。，风玷并不只是和功率办关系，还和风侧的阻力有关系但足风侧阻力足个小，确定的因素，因为风机盘管的接荇情况太复杂，不可能对每种怙况都通过实验来找到确定的关系这里对这个因素进行了忽略，而解决该因素带来的误差则要考虑从计量系统方面进行消除。

　　2实验研究2.1出口测点位置的实验研究实验需借助4机盘管标准劣验台义成，在标准艾验台盘管出口断面布置热电偶温度传感器，测出出断鹉的温度场分布，时利月实验台数据得出盘管出1的平均温度，两萏对比找到和均温度相同的温度测点的位置。在测试过程中。通过变化风量。进风温度等参数进步通过实验确定存1况变化的情况下测点位置钻否发中改变实验通过14350数据采集装置对出测点温度场进行实时采集至于出口湿度的测量，因为盘管的制冷工况般均为湿况，出1空气的状态接近饱和空气，温度巳经接近机器露点温度，相对湿度也几乎全部落在90±5的范围里面；再加上目前市场上的相对湿度传感器般也只能做到5左右的精度，所以出口的相对湿度应该说基本上都是在个可以预期的范围里面，故出口的相对湿度考虑取为定值。

　　由于风机盘管冷器换热过程中，气流是对其换热影响较大的个因素，所以根据盘管所带风机的个数分别做出124个风机的盘管的实验，并分别用相同类型另外的型号加以验证例如对于双风机型盘管5400型号，热电偶的布点情况如下测试的结果是下排测点的温度值更接近于实验台的出平均温度，下排测点的温度2.

　　工况序号其中，2=1测点温度混风板后温度值实验将值作为研究的变蜇。为了能将实验结果小1的更清楚，可以采用无因次的方法对数据进行处理例如假设测点位于，=坐标系，坐标测量断面距离出口断面的长度，2为定值。1的坐标1.因为上排测点的温度和平均温度相差较大，所以下排严31.5也为定值。从而将维问转化成维，只和才1关系。令者的比侦，在01之内，因此所要分析的就是值和义的关系根据实验的结果，可以得出对400型盘管令工况的测点范闱是0.166，0.417闪为找到=，的测点位置是理想情况，所以考虑测点满足51即可，而由此带来的影响在误差分析中考虑。

　　对丁另外台双风机的盘管，通过实验得出为0.245，0.330.因此，双风机的盘管的测点就可以得知了。由丁对各种变化1况都进行了实验，所以测点即使在况变化时仍旧，以作为出1平均温度的代点相同的方法可以得到草风机4风机盘管的出1测点位置。

　　冬季丁况同样可以州这个方法找导制热工况的测点位置，需要注意的是，冬季由于是干丁况，出口测点的相对湿度不能用夏季1况的代替，而应该通过盘管进的参数通过计算得到2.2风量关系的实验研究如前所述，风量实验主要目的是为了得出2式。

　　实验借助风机盘管性能实验台，通过盘管出1的动压测量装界得到盘管风量，再利用测试仪器得到该风枉下盘管所耗电功率，然后经过拟合者的关系得出风量计兑的关系式。

　　下面是某台型3盘管的风量义系拟合曲线功串的次裉妒从中可以看出，2予工况的曲线比冬手丁兄的曲线低，其原因是因为夏季工况盘管面带水，造成盘管风侧阻力增大，闪此和冬季的相同风1比较，所耗的电功率更大，所以会比冬季丁。况的曲线低。

　　用同样的方法，4以得到其他规格盘管的风蛩功率关系曲线，在计量装置的软件中将这些关系曲线对应输人即4.拟合的风量关系和实际的风量值有定偏差，这个偏差值就足拟合程的误差，在下面误差分析要到该值。

　　3焓差法计量方法的误差分析前面已经介绍了计量装置要通过测量哪邱量来完成计量功能。对计量结果进行误差分析是个间接误差的问，即要分析测试的这些量通过计算公式所传递到冷量的误差大小。3然，这里面还应该包括使用传感器的误差。

　　根据间接测量的误差传递公式，假设如果各个自变量的误差分别是，那么内变量的误差通过计算公式传递到7后的这样，就可以利用式9，得到风机盘管各个工况下的冷量计量误差了。经过对误差传递系数函数的分析，可以得到大气压的误差传递系数在各个工况下都是个极小量大为7106，对冷量计算的误差影响极小，为了简化汁量装置，大气压可以根据气象资料取为定值，故将该项去掉。同时，由于出门的相对湿度我们取广定值，因此，出口相对湿度对于冷量计算的偏导数为零，所以在误差分析中对该项我们也不予考虑，于是，公式中的大气压项和出口相对湿度项两项略去不计，式9变为，的计算公式为，r以夏季换热量的误差推导为例，由于换热量0，以尔成为其中为盘管使用当地条件下的大气压力。因此，要计算传递之后的总误差，实际上也就要推导换热量对于各个影响因素的偏导数。夏季换热量的冷量误差公，1为各个分量的误差传递系数。由此可，总误差的问就是求出各个偏导数的达式。

　　为了清楚简洁，将各个分量的误差传递系数用，例如风量误差传递系数用，大气压力用，以此类推那么，夏季的换热量计算公式可以写为由于的都是各个量的误差，在对各个量进行主因素分析的时候又要用到相对误差这个量，所以根据将公式8改写成相对误差的形式，如下实验以其中某型号盘管为例给出焓差法冷量计量准高中低档丁况实验可以得到杓丁1况的参数值，也就是说，将这些参数带入到式9中，可以求得各个值于是就只剩下各个参数的相对误差的问厂，对于风量，前面已经推得了风量计算公式，可以从拟合的公式中得到风量相对误差为5；进口温度的偏差在2尤以内，由于传感器已经做过标定，所以传感器的偏差也包括在内，计算得到进1温度的相对误差为74；进1相对湿度的相对误差般为10左右；出1温度的相对误差为3.8，其中包括了传感器误差和测点位置不准确带来的误差大小。将这些相对误差大小带入到式计算后可以得到该型号风机盘管在标准高中，低档工况时的冷量误差分别为18.07.016.28=如果考虑到前面抛弃的大气压和出1相对湿度两项，冷量计量的误差也在20左右，这比采用计量水侧温差和流量计方式的冷摄计量的误差略大，但是如果提高测温测湿传感器的精度，误差可以减小到12.04，这样，焓差法计量误差就可以和采用水侧温差和流量方式来计量冷量的瞬时误差相当6.当然，提高传感器精度会导致计量装置的成本有所增加。

　　焓差法计童热工况的误差可以采用类似的方法进行分析，需要注意的是，冬季比夏季少了出门相对湿度这项。分析结果明冬季的计量误差比夏季更小，如前所述的80400型盘管，在夏季冷量误差18.01的情况下，冬季大误差只有10.35.

　　4焓差法计量装置的特点成本降低。本计量装置通过测量进出口温湿度以及电功率来计量耗冷量，比起采用水侧温差流量计方法测量冷量成本大大减少，而后者成本高的主要原出来，并由通风带出宰外所以这种靠夜间通风来降，的效果与室外飞象条件有关。主要受室外气温曰较益的影响有文献4明。对于采用间歇机械通风的240砖墙住宅，室内外日平均温度左山室外，平均温度室内闩平均，度与室外日较差的关系为对于北方地31较差较大，白天温度较高，而夜间温度较低，这种怙况下，使用重质结构的墙体加外隔热，不仅可以提高室内的热稳定性，而且如果在夜间，然通风利用的好，还可以使空调的能耗得到明兄8.8，按面的关系式计算，室内外心平均温度差差较小，以广州地为例，夏季室外寻均温日较差成为6.5幻室内外日平均温度差心只有1.36，这种靠夜间自然通风来进行节能调斤的效堪就没打北方地，那样明显，闪此，对于南方地区，护结构的主体结构采重质材料与轻质材料所起到的隔热效果差别不大接第54页因是流量计的价格太高而且，本计量装置还可以和温控器5为体，即实现计量和温控的体化，经过测算，成本仅比温控器的成本略为增加②安装简便计量装置的传感器安装以及布线都是在吊顶内。并不影响原有空调系统的管路，安装简单方便，使用。义活不受水系统筲网的制约。4以实现风机盘筲空调系统的分户计量，即按用户在计量系统软件中对盘管进行分设置，特，适用丁商业办公楼等建筑同时还町以选择就地显小或荇在楼层设备房间内设总显，使用户可以对使用情况目了然④智能化的收费模式末端计馕传感器通过通讯系统将数据传到上位机，位机通过计量软件计算返回用户的用冷景。和温控器结合，用户讨室内温度的调节而导致耗冷量变化可以实时反应在计逯系统中位机还，以有实施欠费停机用冷清单查询打印等功能较隐蔽，可以有效防止盗冷现象5结语热汁量的实施逐渐引起了业内人上对于冷计量5结论护结构在传热过程中，足个被动热源体，对室内的空调负荷起着调节作用，同时也影响房间的热舒适性这种调许作用的强弱主要是由闹护结构的材料和隔热层的位置决定的，在设中应根椐建筑物所在地区的气候特点宰内热环境的要求和房间空调的运行时段等实情况来考虑这问合理地设计选择围护结构隔热石仅4以提岛室内环境的热稳记性，而上1会降低建筑的空凋能耗5熙民传热学叫第版。北克中0建筑。业出版社，1993.

　　陆耀庆。实用供热空调设册北京中闰迂筑1.业出版M，1994.

　　付祥钊。复热冬冷地区建筑节能技术叫。北京中建筑1业叫的又注。尤其对于商业办公楼宇等4机盘管集中空调系统。冷量计量收费的问迫切需要解决本文从风机盘管风侧换热的角度出发，提出广从风侧来对风机盘管换热量进行计量的新方法并艮通过实验研究。解决了实现风测计量的问。介绍了焓差法计添装咒的特点。并且对这种计试方法进行了误差分析冬令都可以对盘管换热量进行计，而认冬季换热量冷量计量的问，以促进冷量计量收费1作的早曰开展实施胡益雄，姚晔。空调收费若干问的探讨第界全刮暖通空调技术信息网大会论文集。北糸迮筑1业出版社，2001363366杨海程，小於，李悦，海市仙霞网球中心宁调冷量计费系统胡益雄，何英伟建筑热能通风空凋习，22，7范养，龙惟定。上海高层建筑建设与空调系统的设计几暖通蔡翊勇。能童计量在楼宇供冷供热中的用外电气4智1能建筑，2002，6670，1亿，秦绪忠。风机盘管集空调系统用冷计适收费装置几暖