基于第二制冷剂量热器法的压缩机制冷量测量不确定度分析.pdf

FLUID MACHINERY
Vol.43,No.2,2015
文章编号:1005-0329(2015)02-0032-0
基于第二制冷剂量热器法的压缩机制冷量
测量不确定度分析
李小燕,钟志锋,王磊,冯卉,郭昌
(环境保护部环境保护对外合作中心,北京100035
摘要;介绍使用第二制冷剂量热器法测量压缩机制冷量的基本原理,以名义制冷量为13.5kW的某样机为例,开展
测量不确定度评定分析,结果表明:试验的A类测量不确定度为0.00435kW,B类测量不确定度为0.14780kW,扩展不确
定度的相对值为2.2%;在此基础上,分析影响测量不确定度评定结果的主要因素,指出提高量热器出口制冷剂比燴
2、膨胀前实测制冷剂液体比焓n和规定工况下压缩机吸气比焓等3个关键参数的测量精度可以显著改善测量结
果的不确定度。
关键词:第二制冷剂量热器法;压缩机;制冷量;测量不确定度
中图分类号:TH45
文献标志码:A
doi:10.3969/j.issn.1005-0329.2015.02.007
Uncertainty Analysis for Compressor Refrigerating Capacity Measurement Based on
Secondary Fluid Calorimeter Method
LI Xiao-yan, ZHONG Zhi-feng, WANG Lei, FENG Hui, GUO Chang
(Foreign Economic Cooperation Ofce, Ministry of Envirnmental Protection of China, Beijing 100035, China)
Abstract: Refrigerating capacity testing method for refrigerant compressor based on secondary fluid calorimeter method is
duced. For a compressor sample whose nominal refrigerating capacity is 13. 5k W, measurement uncertainty of the test is evalua
te. The conclusions indicate that the type A uncertainty is 0.00435kw, the type B uncertainty is 0. 14780kw, and the relative
expanded uncertainty of refrigerating capacity test is 2.2%. The main influence factors for the measurement uncertainty are ana
lyzed. The result is that increasing the testing precision of h 2 h and ha can significantly reduce the measurement uncertainty of
refrigerating capacity
Key words: secondary fluid calorimeter method; compressor; refrigerating capacity; measurement uncertaint
前言
随着我国制冷行业与国际制冷行业的不断交
往,压缩机的性能检测已成为一个共同关注的热
压缩机是制冷系统的核心部件,其性能的优点话题。在国际范围内,各国在给出制冷压缩机
劣直接决定了制冷系统的能效水平。因此,世界完整的制冷量测量结果的同时也均提供了测測量不
各国的制冷行业无不在制冷压缩机的研究上投人确定度的评定结果。因此,测量不确定度评定与
了大量的精力,新的研究方向和研究成果不断出表示方法的统一,是科技交流和国际贸易的迫切
现。虽然制冷压缩机的技术水平日新月异,但其要求。统一测量不确定度的表示方法并推广应用
性能考核指标和测试方法却变化很小。目前,制公认的规则,受到了国际组织和各国计量部门的
冷量仍然是制造企业对压缩机最为关注的性能指高度重视。我国推行的IS0O17025中对测量结果
标,国内外相关标准中测量压缩机制冷量的方法的不确定度有明确的要求:校准实验室出具的每
已沿用了多年2l。
份证书或报告都应包括有关测量结果不确定度评
收稿日期:2014-12-03
2015年第43卷第2期
流体机械
定的说明;在检测实验室出具的检泚报告中,必要
根据GB/T5773-2004的规定,由第二制冷
时也应予以说明。
剂量热器法测得的压缩机制冷剂流量和规定工况
目前,我国制冷空调行业对压缩机性能试验实测制冷量分别为
测量不确定度的重视程度不足,虽然有些学者开
+F1(。
展了此方面的初步工作1,但总体来说,研究还
很不充分。本文以压缩机制冷量最常用的测试方
法第二制冷剂量热器法为例,选取名义制冷
量为13.5的压缩机为样机,开展测量不确定式中,一输人量热器的热量,
度评定,分析该试验的A类、B类与合成不确定
F1一漏热系数,kW/C
平均环境温度,℃
度,探讨影响测量不确定度评定结果的主要因素,
为改善测量结果的不确定度提供指导性建议。
4,一一制冷剂的平均饱和温度(或露点温
度),℃
离开量热器的被蒸发的制冷剂比
2第二制冷剂量热器法的基本原理
焓,kJ/kg
ha进入膨胀阀的制冷剂液体比炲,
第二制冷剂量热器法是间接测量压缩机制冷
KJ/kg
量的一种装置,它的基本原理是利用电加热器发
由试验所测得的制冷剂质量流量,
出的热量来抵消压缩机的制冷量,从而达到平衡
如图1所示)。量热器是一个密闭容器,在其顶
进人压缩机的制冷剂蒸汽的实际
部装有蒸发器盘管,底部装有电加热器,电加热器
比容,m/kg
浸没于一种易挥发的第二制冷剂中。试验时,接
与规定基本试验工况相对应的吸
通电加热器,加热第二制冷剂,使之蒸发,第二制
入工况时制冷剂蒸汽的比容,m3/
冷剂蒸气在顶部蒸发盘管被冷凝,又重新回到底
部。而蒸发盘管中的低压液态制冷剂被第二制冷
a一在规定的基本试验工况下,进人压
剂蒸气加热而气化,返回制冷压缩机。在试验工况
缩机的制冷剂比焓,kJ/kg
下达到稳定运行时,供给电加热器的电功率正好抵
hn--与基本试验工况所规定的压缩机
消制冷量,从而使第二制冷剂的压力保持不变。
排气压力相对应的饱和温度(或露
点温度)下的制冷剂液体比焓,kJ/
量热器
压缩机实测制冷量,kW
3测量不确定度评定
压缩机
下文将以名义制冷量为13.5kW的某样机为
加热器
冷凝器(WM
例,开展测量不确定度评定的研究工作。
3.1数学模型
在第二制冷剂量热器法中,一般情况下,漏热
log P
量远远小于输人量热器的加热量,因此,在分析过
程中忽略漏热的影响。
忽略漏热影响后,规定工况下实测制冷量的
计算式如下
Cos =9mg-(hal -hn
(3)