基于压缩机热平衡的房间空调器现场性能测试方法研究

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1、基于压缩机热平衡的房间空调器现场性能测试方法研究(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：建筑学院学科：土木工程研究生：黄文宇指导教师:石文星教授二○一七年五月StudyontheMethodBasedonThermalBalanceofCompressortoMeasureFieldPerformanceofRoomAirConditionerThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinCivilEngineerin

2、gbyHuangWenyuThesisSupervisor:ProfessorShiWenxingMay,2017摘要摘要房间空调器是典型的直接膨胀式空气源热泵系统，其实际运行性能一直受到用户、企业、行业和国家的关注，然而至今国际上尚无成本合理、操作简便、精度良好的现场性能检测设备，导致难以对空气源热泵系统的实际运行性能进行大量监测评估。本文采用理论分析和实验测试相结合的方法，研究房间空调器现场性能测试的实现方法并研发其测量装置，对于把控房间空调器等直接膨胀式空气源热泵系统的实际运行性能，推动其节能控制和故障诊断的技术进步都具有理论意义和实用价值。本文的主要工作如下：（1）通

3、过对空气源热泵性能测量原理和现场测试技术要求的综合分析，阐明压缩机热平衡法是实现房间空调器现场性能测试的可行方法，分析指出空调器现场性能测量仪可采用“功率+温度+压力+含油率”（WTPO）、“功率+温度+压力”（WTP）和“功率+温度”（WT）三个层次的传感器设计方案，据此可研发针对既有空调器的第三方性能测量仪和内置在线性能检测功能的房间空调器；（2）通过敏感性分析确定了给定精度下房间空调器WTPO、WTP、WT三个层次性能测量仪的传感器精度分布和成本代价。重点讨论了在WT方案中，单级压缩循环变速空调器在制冷与制热、高频与低频等条件下，含油率的估测、采用温度传感器替代压力传感

4、器时温度传感器安装位置以及温度传感器的数量对空调器性能测量精度的影响程度和提高测量精度的技术途径；（3）在焓差实验室内考察性能测量仪测量单级变速空调器的稳态和动态性能的精度。通过实验，研究WTPO、WTP、WT三种层次的性能测量仪对单级压缩房间空调器制冷（热）量的测量精度，并分析在实测中产生误差的原因；结合实测结果，进一步探讨在保证测量精度的条件下，减少温度传感器数量的可行性；（4）根据压缩机热平衡法测量原理，开发出空调器现场性能检测仪软件，并与企业合作研发出采用2个功率传感器和13个温度传感器，能够测量单级压缩循环房间空调器的第三方性能测量仪。在焓差实验室内对一台单级压缩分

5、体壁挂式变速空调器在不同频率以及不同室内外温度共40个制冷与制热工况下的性能测试结果表明：性能测量仪在95%的工况下其精度可达到±11%以内。关键词：空气源热泵；房间空调器；热平衡；实验研究；性能测量仪IAbstractAbstractAsthetypicalproducttypeofdirect-expansionairsourceheatpump,thefieldperformanceofroomair-conditionerhasattractedwidespreadattentionfromusers,enterprises,industryandthewholeco

6、untry.However,thereisnoinstrumentwithreasonableprice、simpleoperationandhighprecisiontomeasurethefieldperformanceofroomairconditioner,leadingtodifficultytomonitorandassesstheoperationsituationofroomairconditionerinstalledinsitu.Bycombiningexperimentalstudywiththeoreticalanalysis,thispaperfoc

7、usontheimplementationofthedevelopmentofinstrumenttomeasurethefieldperformanceofroomairconditioner,whichisbeneficialtoimprovethelevelofenergy-savingcontrolandfaultdiagnoseofroomairconditioner.Thus,theresearchofthispaperhasacademicsignificanceandpracticalw