制冷设备综合测试系统的设计与开发

制冷设备综合测试系统的设计与开发

何亮

 广州兰石技术开发有限公司  广州  510000

摘要：论述了利用焓差测量空调制冷机的冷热和制热实验设备的配置方案，并对其软件、软件和软件的设计和功能的具体实施进行了论述；通过对试验体系的优化和完善，扩展了系统的测试功能，降低了工程造价。

关键词：制冷设备；性能测试；系统优化

引言

随着我国制冷、空调器的种类及各种功能指标的制订，目前我国的制冷、空调器测试技术已日益普及。随着我国空调设备、产品的品种和数量的快速增长，空调设备制造商的数量不断增长，国内空调设备的数量已经跻身于全球最大的行列，但是其产品的性能和品质与国际上的先进水平还有很大的距离。

为了控制产品质量，检测产品的质量，确保空调产业健康发展，必须对其进行科学的检测与测量。根据数据，目前我国有关大型工厂及部分单位已建立了相应的实验系统，比如五洲制冷拥有90kW的焓差焓测试平台、春兰空调热焓差异测试中心；从这种意义上讲，在技术上，对制冷空调的测试设备没有任何困难。

不过，各部门和工厂的实验室，大多是以个别的产品为研究对象，在一个试验台上，也就是一个产品的检验，目前还没有一个能够全面地进行各种类型的冷媒产品的检验。

然而，作为家电产品品质检验机构和技术监督机构设立的实验平台，应当尽可能地增加仪器利用率，在一个平面上对各种型号的测试和测试，以降低投入，最大限度地利用该装置的潜能。

江苏省电子产品质检部是全国为数不多的几个单位，承担着大量的测试工作；江苏省是制冷空调及制冷设备的大省，厂家多，产量大，品种多，与西南大制冷空调热泵研究院联合研发了制冷设备的综合性能试验系统。

一、主要技术参数的技术要求

1.1试验的对象和测试范围

该试验主要采用了空气焓差法，在空气一侧采用“热焓差法”，在水边采用“流量差法”。该实验装置为组合结构，在室内设置两个焓差测量装置：小焓差实验平台和大焓差实验平台。能完成空气管道吹风型空调机（热泵），风冷单元空调机，水冷单元空调机，顶板空气冷却系统（热泵），除湿机，家用蒸汽压缩循环冷却器；工（商）工业用的蒸气压缩，循环体积式水冷冷水机组，风机盘管机组，柜式风机盘管机组，组合空调设备，暖气，暖通，用于空调机的轴流和室内空调器的试验研究。

1.2试验房间与设备要求

测试室或区域必须保证工作条件在指定容差之内，测试设备周围的空气流速不得大于2.5米/秒，测试室或面积必须有足够的容积，以保证测试时空调的气流不会发生变化，并保证室内任何一个表面与空调出口表面之间的距离不少于1.8米，与其他任何表面之间的距离不得少于0.9米。室内回风设备送风不能比室外送风少，空调进，回风方向的风要稳定，温度均匀，速度要慢。4个区段，即控制室，制冷设备侧和焓差室的内部以及室外侧。

根据需要室内的实际需求，选择了3套制冷工况机组，分别为10匹（7.35kW），15匹（11.025kW），20匹（14.7kW），42kW的固定电加热，24kW的可调节电热，21kW的恒温，24kW的电增湿，后处理装置由电加热装置，电加热装置和电加湿器组成；空调机箱式风扇，与室内的负载区间一致。

在水侧系统中，系统同时装备了10匹（7.35千瓦）和15匹（11.025千瓦）的冷水机组，36kW的固定电加热，48kW的可调节电加热，21kW的冷却水调节式电加热，21kW用于供水。

测试时，将测风仪置于室内，并将其与空调进风口相连，测风仪必须具有优良的隔热性能，从空调进风口起，一直到测温点；包括管道的安装，其泄漏热量不得大于测量制热的5%。为了确保空调系统的回风参数在规定的干球，湿球温度范围之内，实验室内设置了一个空气再生单元，测试设备的具体配置是在空调工作条件稳定后，进入空调系统的热焓为h1，空调系统的制冷和除湿使空调的输出热焓变成h2；此时，空调的制冷能力Q0=(h1-h2)ma,ma是流经单元的空气流量。

二、数据采集与控制

本系统由HPWorkstationxw4300（PC）、34980A采集仪、S7-200PLC、UT550控制器、WT230型电源等组成；触摸屏，高精度温湿度传感器，RS-232至RS-485绝缘转换器，MOXA公司生产的CP-104UL多串口芯片等。所用仪器均达到或超过国家标准规定的测量准确率。该控制和数据采集部分采用USB接口，串行通信等多种通信手段进行通讯，以确保数据采集的稳定性。

该控制方案采用了精巧的结构，实现了两种不同的控制方式，既能实现对设备的控制，又能实现对设备的控制和操作。

本文采用VB作为在Windows环境下的一种可视性的高级编程语言，它适用于窗口类的开发。本系统的测试和控制软件已经从原来的简单的数据获取变成了更多的数据处理和分析。

它包含了试验项目选择，系统控制，实时显示等模块，数据处理，打印功能，其他功能模块等.各功能均达到了设计指标，达到了测试的要求，并将ActiveX控制与ActiveXDLL文档结合在一起，增强了系统的整体性能；该方法可以有效地优化软件的运行，增强软件的可扩充性，为未来的网络环境下的制冷设备集成检测系统的研制奠定了坚实的基础。

三、系统的优化

在常规的试验水道系统中，进水口装有一个电加热装置，以确保受检者的入口温度。为确保机组进、出水的5℃温差，也就是确保受检装置的出口水温，在进、出水管路间设置了电动阀门旁通，以调整流经受检机的流量，确保出口温度；并利用受测机的供水管上安装了流量计，对机组进，出水流量进行了测量。

而在本系统的水道中，采用了表冷器和平板交换器，利用系统内的凝结水或室外室内的热，实现对冷却水的冷却，既节省了一次设备投资，又节省了一万元，同时，实验期间的能耗也得到了极大地节省。

通过对一次25 kW的风冷式冷水机的试验数据的分析，在进行冷量性能试验时，采用此设计的冷凝器与传统的试验台相比，一次试验节省了48 kW左右的电能；在热泵测试中，选择了这种结构的表冷器，其能耗比传统的测试平台节省了16 kW左右，改造后的试验系统运行成本大幅下降，从长远来看，节能效果好，有较高的应用价值。

结语

本系统采用焓差法恒温、恒湿试验室所提供的各种工作条件，以及制冷机组所提供的相对稳定的水系统，实现了利用硬件资源进行制冷机，室内空调器，暖风机的一体化测试；对20多种制冷空调产品如除湿机进行了性能试验。通过对2-80 kW制冷空调产品进行性能试验，其工作温度在－20~52℃，其风量可达250~12000m3/h。

本装置可对市面上绝大多数的制冷空调产品进行性能检测，其测量和控制精度按照国家有关规定进行，在同一工作环境下（一次安装）的重复准确率（再现性）不超过±2%，当有主辅助检测时，其误差不超过±4%。本系统具有很强的扩展性，既能对各种制冷设备进行检测，又能用于相关的科学研究，同时还能实现 ActiveX控件， ActiveDLL等多种功能，并为网络上的各种系统提供了接口。

利用此系统对制冷空调产品进行全面的检验，有利于质检部门对其进行监督管理，规范市场准入，对产品质量进行严格的控制。同时，对市场进行监督和管理，确保制冷空调行业的节能，高效发展。现已完成中国认证中心认证，并承接多项委托，定期检测任务。

参考文献

[1]温化南，李红旗.房间空调器的节能分析与优化设计方法[J].家电科技，2016，（6）：64~68.

[2]李士龙.焓差法空调器实验室设计[J].电机电器技术，2019，5：4～7.

[3]李雄林，曹小林，等.焓差法空调器性能测试平台的研制[J].流体机械，2019，35（1）：69～73.