RU2529438C1 - Method to measure refrigeration capacity of cooling device-conditioner - Google Patents

Method to measure refrigeration capacity of cooling device-conditioner Download PDF

Info

Publication number
RU2529438C1
RU2529438C1 RU2013114335/28A RU2013114335A RU2529438C1 RU 2529438 C1 RU2529438 C1 RU 2529438C1 RU 2013114335/28 A RU2013114335/28 A RU 2013114335/28A RU 2013114335 A RU2013114335 A RU 2013114335A RU 2529438 C1 RU2529438 C1 RU 2529438C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air conditioner
compensation device
heater
temperature
air
Prior art date
Application number
RU2013114335/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013114335A (en
Inventor
Олег Борисович Зайцев
Александр Павлович Копылов
Игорь Владимирович Сгибнев
Евгений Владимирович Ханин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятия Квант"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятия Квант" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятия Квант"
Priority to RU2013114335/28A priority Critical patent/RU2529438C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2529438C1 publication Critical patent/RU2529438C1/en
Publication of RU2013114335A publication Critical patent/RU2013114335A/en

Links

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: method to measure refrigeration capacity of a cooling device (a conditioner) is based on using a compensation device with a controlled heater, providing for either full or partial compensation of temperature of air flow of a conditioning circuit.
EFFECT: increased accuracy of detection of cooling device refrigeration capacity.
4 cl, 1 dwg

Description

В настоящее время измерения тепловых величин, таких как, например, холодопроизводительность охлаждающих устройств (кондиционеров), требуют значительных затрат труда на обеспечение точности измерения температуры, расхода теплоносителя, вычислительных работ.At present, measurements of thermal quantities, such as, for example, the cooling capacity of cooling devices (air conditioners), require significant labor costs to ensure the accuracy of temperature measurements, coolant flow rates, and computational work.

Известные методики измерения температуры теплоносителя-воздуха (Преображенский В.П. «Теплотехнические измерения и приборы», г.Москва, изд. Энергия, 1976 г., стр.238) не обеспечивают необходимой точности измерения из-за наличия лучистого теплообмена теплоприемника (например, термопары) с окружающей средой, наличия оттока тепла за счет теплопроводности самого теплоприемника; неравномерности теплового поля на выходе кондиционера и т.д.Known methods for measuring the temperature of the coolant-air (Preobrazhensky VP "Thermal Engineering Measurements and Instruments", Moscow, ed. Energia, 1976, p. 238) do not provide the necessary measurement accuracy due to the presence of radiant heat transfer of the heat receiver (for example , thermocouples) with the environment, the presence of heat outflow due to the thermal conductivity of the heat receiver itself; unevenness of the thermal field at the outlet of the air conditioner, etc.

Поправки на лучистый теплообмен, которые могут быть значительными, зависят от таких величин, как приведенный коэффициент черноты двух тел, который может быть определен приблизительно, так же как и поправки, связанные с оттоком тепла по теплоприемнику.Corrections for radiant heat transfer, which can be significant, depend on such values as the reduced black factor of two bodies, which can be determined approximately, as well as corrections associated with the outflow of heat through the heat sink.

Ошибки измерения можно снизить, применяя отражающие экраны, дополнительные слои изоляции и т.д., однако полностью их устранить нельзя.Measurement errors can be reduced by using reflective screens, additional layers of insulation, etc., but they cannot be completely eliminated.

Более того, ошибки, связанные с лучистым теплообменом и оттоком тепла по теплоприемнику, зависят от скорости теплоносителя - чем ниже его скорость, тем ниже коэффициент теплоотдачи от теплоприемника к теплоносителю, тем выше доля потерь за счет лучистого теплообмена и оттока тепла по теплоприемнику.Moreover, the errors associated with radiant heat transfer and heat outflow through the heat sink depend on the speed of the coolant - the lower its speed, the lower the heat transfer coefficient from the heat sink to the coolant, the higher the percentage of losses due to radiant heat transfer and heat outflow through the heat sink.

Ошибку, связанную с неравномерностью теплового поля при измерении температуры воздушного потока на выходе кондиционера, можно снизить лишь значительным количеством замеров и выведением средней величины температуры; однако в этих же точках необходимо произвести еще и замеры расхода теплоносителя (его скорости).The error associated with the unevenness of the thermal field when measuring the temperature of the air flow at the outlet of the air conditioner can be reduced only by a significant number of measurements and the derivation of the average temperature; however, at the same points it is also necessary to measure the flow rate of the coolant (its speed).

Известные методики измерения расхода теплоносителя (Преображенский В.П. «Теплотехнические измерения и приборы», г.Москва, изд. Энергия, 1976 г., стр.509) с помощью крыльчатки (скоростимера) не обеспечивают необходимой точности также из-за влияния на измерения атмосферного давления и влажности воздуха.Known methods for measuring the flow rate of the coolant (Preobrazhensky VP "Thermotechnical measurements and devices", Moscow, Izd. Energia, 1976, p. 509) using the impeller (speed meter) do not provide the necessary accuracy also because of the effect on measurements of atmospheric pressure and air humidity.

Методики измерения расхода тепла (в нашем случае холодопроизводительности) (Преображенский В.П. «Теплотехнические измерения и приборы», г.Москва, изд. Энергия, 1976 г., стр.527) также связаны с замерами разности температуры теплоносителя и его расхода. По этим данным производится расчет тепла как Qo=GpcpΔt,Methods of measuring heat consumption (in our case, cooling capacity) (Preobrazhensky VP “Thermotechnical measurements and devices”, Moscow, ed. Energia, 1976, p. 527) are also associated with measurements of the difference in temperature of the coolant and its flow rate. According to these data, heat is calculated as Q o = G p c p Δt,

где Qo - количество тепла, переданное теплоносителю;where Q o - the amount of heat transferred to the coolant;

Gp - расход теплоносителя;G p - coolant flow rate;

cp - теплоемкость теплоносителя;c p is the heat capacity of the coolant;

Δt - разность температуры теплоносителя на входе и выходе теплообменного устройства.Δt is the temperature difference of the coolant at the inlet and outlet of the heat exchange device.

Подобная методика нуждается в коррекции как при измерении температур, так и при измерении расхода теплоносителя, при котором ошибки лишь частично устраняются усложнением измерительной схемы, а полностью устранить их не представляется возможным. Более того, с помощью этой методики невозможно произвести точные замеры холодопроизводительности при высокой влажности воздуха (φ>50%), поскольку часть холодопроизводительности расходуется на объемную конденсацию водяных паров, которая снижает разность температуры Δt, а следовательно, занижает холодопроизводительность Qo.Such a technique needs to be corrected both when measuring temperatures and when measuring the flow rate of a coolant, in which errors are only partially eliminated by complicating the measuring circuit, and it is not possible to completely eliminate them. Moreover, using this technique, it is impossible to make accurate measurements of cooling capacity at high air humidity (φ> 50%), since part of the cooling capacity is spent on volumetric condensation of water vapor, which reduces the temperature difference Δt and, therefore, lowers the cooling capacity Q o .

Предлагаемый способ измерения Qo охлаждающего устройства (кондиционера) позволяет исключить недостатки с помощью дополнительного компенсационного устройства с нагревателем, обеспечивающим нагрев охлажденного кондиционером воздуха до некоторой температуры, в том числе и равной температуре на входе кондиционера, т.е. при таком нагреве температура входа кондиционера равна температуре выхода компенсационного устройства (tвхода=tвыхода компенс. устр.).The proposed method of measuring Q o of the cooling device (air conditioner) allows to eliminate the disadvantages by using an additional compensation device with a heater that heats the air cooled by the air conditioner to a certain temperature, including the same temperature at the inlet of the air conditioner, i.e. with such heating, the inlet temperature of the air conditioner is equal to the outlet temperature of the compensation device (t input = t output compensated device ).

Компенсационное устройство (рис.1) представляет собой теплоизолированный полый короб (1), полость которого является воздуховодом (2), снабженный спиралевидным электрическим нагревателем (3). Электрический нагреватель, подвешенный на изоляторах на входе воздуховода, равномерно распределен по всему сечению полости и служит для равномерного прогрева воздушного потока, не создавая при этом сколько-либо заметного гидравлического сопротивления.The compensation device (Fig. 1) is a thermally insulated hollow box (1), the cavity of which is an air duct (2), equipped with a spiral electric heater (3). An electric heater suspended on insulators at the inlet of the duct is uniformly distributed over the entire cross section of the cavity and serves to uniformly warm the air flow, without creating any noticeable hydraulic resistance.

На выходе компенсационного устройства, в центре сечения полости, установлен теплоприемник (4). Температура входа кондиционера (5) измеряется с помощью теплоприемника (6). Длина короба (воздуховода), а также его внутреннее сечение выбраны из необходимости, с одной стороны, обеспечения беспрепятственного прохождения через него теплоносителя (воздуха), с другой стороны, его хорошего перемешивания в процессе прохождения по воздуховоду с целью получения однородных тепловых полей на выходе.At the output of the compensation device, a heat receiver (4) is installed in the center of the cavity section. The inlet temperature of the air conditioner (5) is measured using a heat receiver (6). The length of the duct (duct), as well as its internal section, are selected from the need, on the one hand, to ensure unhindered passage of the heat carrier (air) through it, on the other hand, to mix it well during passage through the duct in order to obtain uniform thermal fields at the outlet.

Внутреннее сечение воздуховода соответствует сечению кондиционирующего канала кондиционера; а длина воздуховода составляет 5-6 длин наименьшей из сторон сечения воздуховода, что обеспечивает полное перемешивание воздушного потока.The internal section of the duct corresponds to the section of the conditioning channel of the air conditioner; and the length of the duct is 5-6 lengths of the smallest of the sides of the cross section of the duct, which ensures complete mixing of the air flow.

Компенсационное устройство снабжено также системой регулирования (7) подающегося на нагреватель напряжения, а также приборами (8), измеряющими потребляемую мощность нагревателем.The compensation device is also equipped with a control system (7) of the voltage supplied to the heater, as well as devices (8) that measure the power consumption of the heater.

Предложенный способ измерения позволяет определить холодопроизводительность кондиционера двумя методами: при полной компенсации температуры, когда температура входа кондиционера равна температуре выхода компенсационного устройства, а также при отсутствии компенсации температуры.The proposed measurement method allows determining the cooling capacity of the air conditioner in two ways: with full temperature compensation, when the inlet temperature of the air conditioner is equal to the outlet temperature of the compensation device, and also in the absence of temperature compensation.

Создав на выходе компенсационного устройства с помощью нагревателя температуру, равную температуре входа работающего кондиционера, и измерив потребляемую мощность нагревателя, находят холодопроизводительность кондиционера, которая будет эквивалентна этой мощности Wнагр=Qo конд.Having created at the output of the compensation device with the help of a heater a temperature equal to the inlet temperature of the working air conditioner, and having measured the power consumption of the heater, they find the cooling capacity of the air conditioner, which will be equivalent to this power W heat = Q o cond .

Указанный метод позволяет исключить ошибки измерения, связанные с оттоком тепла по теплоприемнику, за счет теплопроводности, а также за счет лучистого теплообмена теплоприемника с окружающей средой; позволяет исключить ошибки, связанные с определением расхода теплоносителя (оба теплоприемника находятся при комнатной температуре, а расход теплоносителя не определяется).The specified method allows to exclude measurement errors associated with the outflow of heat through the heat sink, due to heat conduction, as well as due to the radiant heat exchange of the heat sink with the environment; eliminates errors associated with determining the flow rate of the coolant (both heat sinks are at room temperature, and the flow rate of the coolant is not determined).

Этот метод позволяет также исключить ошибки, связанные с влажностью и другими параметрами атмосферы. Так, например, при высокой влажности наиболее энергозатратная объемная конденсация водяных паров, снижающая разность температуры между входом и выходом кондиционера, возвращает эту энергию на выходе компенсационного устройства. При неполной компенсации холодопроизводительности (Wнагр</Qо конд/) или превышающей ее (Wнагр>/Qo конд/) холодопроизводительность рассчитывается так:This method also eliminates errors associated with humidity and other atmospheric parameters. So, for example, at high humidity, the most energy-intensive volumetric condensation of water vapor, which reduces the temperature difference between the inlet and outlet of the air conditioner, returns this energy at the output of the compensation device. In case of incomplete compensation of cooling capacity (W load </ Q o cond /) or exceeding it (W load > / Q o cond /), the cooling capacity is calculated as follows:

Qо конд=Wнагр/(1-Δtн/Δto),Q about cond = W load / (1-Δt n / Δt o ),

где Δtо - разность температуры между входом кондиционера и выходом компенсационного устройства при отключенном нагревателе;where Δt о is the temperature difference between the input of the air conditioner and the output of the compensation device with the heater turned off;

Δtн - разность температуры между входом кондиционера и выходом компенсационного устройства с включенным нагревателем.Δt n is the temperature difference between the input of the air conditioner and the output of the compensation device with the heater turned on.

При этом возможен выбор такого режима нагрева, при котором ошибки измерения Δtн сопоставимы с ошибками измерения Δto и взаимно исключающиеся и в то же время позволяющего рассчитывать Qo конд с достаточной точностью.In this case, it is possible to select a heating mode in which the measurement errors Δt n are comparable with the measurement errors Δt o and mutually excluded and at the same time allowing Q o cond to be calculated with sufficient accuracy.

Данный метод характеризуется еще и тем, что нет необходимости производить большое количество замеров; достаточно зафиксировать теплоприемник на выходе компенсационного устройства в какой-либо одной точке (например, в центре его внутреннего сечения), при этом ошибки, связанные с неравномерностью теплового поля, также взаимно исключаются.This method is also characterized by the fact that there is no need to make a large number of measurements; it is enough to fix the heat sink at the output of the compensation device at any one point (for example, in the center of its internal section), while the errors associated with the unevenness of the thermal field are also mutually eliminated.

Из полученных результатов можно также оценить расход теплоносителя (воздуха):From the results obtained, it is also possible to estimate the flow rate of the coolant (air):

Gp=Qо конд/срΔtо.G p = Q of aromatic / s p Δt o.

Claims (4)

1. Способ измерения холодопроизводительности охлаждающего устройства (кондиционера), заключающийся в измерении температуры теплоносителя на входе и выходе устройства, а также расхода теплоносителя, отличающийся тем, что к выходу кондиционирующего контура кондиционера подведено компенсационное устройство в виде полого короба, являющегося воздуховодом с внутренним сечением, соответствующим выходному сечению кондиционера, и снабженного регулируемым электрическим нагревателем, потребляемая мощность которого регистрируется с помощью вторичных приборов, а также теплоприемником на выходе воздушного потока, причем после установления с помощью нагревателя нулевого температурного баланса между входом работающего кондиционера и выходом компенсационного устройства холодопроизводительность кондиционера соответствует потребляемой нагревателем мощности: Wнагр=Qо конд.1. The method of measuring the cooling capacity of the cooling device (air conditioner), which consists in measuring the temperature of the coolant at the inlet and outlet of the device, as well as the flow rate of the coolant, characterized in that a compensation device in the form of a hollow duct, which is an air duct with an internal cross section, is connected to the output of the conditioning circuit of the air conditioner, corresponding to the output section of the air conditioner, and equipped with an adjustable electric heater, the power consumption of which is recorded using secondary devices and heat sink on the air outlet, wherein after the establishment of the zero by the heater temperature balance between the inlet and outlet of the air conditioner compensating apparatus conditioner cooling capacity corresponds to a heater power consumption: W = Q LOAD about cond. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при не нулевом температурном балансе в случае отсутствия компенсации температуры между входом кондиционера и выходом компенсационного устройства холодопроизводительность кондиционера рассчитывается по соотношению:
Qо конд=Wнагр/(1-Δtн/Δtо),
где Wнагр - мощность нагревателя; Δtн - разность температуры между входом кондиционера и выходом компенсационного устройства при включенном нагревателе; Δtо - разность температуры между входом кондиционера и выходом компенсационного устройства при выключенном нагревателе компенсационного устройства.2. The method according to claim 1, characterized in that with a non-zero temperature balance in the absence of temperature compensation between the input of the air conditioner and the output of the compensation device, the cooling capacity of the air conditioner is calculated by the ratio:
Q about cond = W load / (1-Δt n / Δt about ),
wherein W heating - the power of the heater; Δt n is the temperature difference between the input of the air conditioner and the output of the compensation device when the heater is on; Δt about - the temperature difference between the input of the air conditioner and the output of the compensation device when the heater of the compensation device is off. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев воздушного потока в компенсационном устройстве осуществляется с помощью электрического нагревателя, подвешенного на изоляторах в начале воздушного канала и равномерно распределенного по его внутреннему сечению.3. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the air flow in the compensation device is carried out using an electric heater suspended on insulators at the beginning of the air channel and evenly distributed over its internal section. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что компенсационное устройство имеет сечение полости (воздуховода), соответствующее сечению кондиционирующего канала кондиционера, а длина воздуховода составляет 5-6 длин наименьшей из сторон сечения воздуховода. 4. The method according to claim 1, characterized in that the compensation device has a section of the cavity (duct) corresponding to the section of the conditioning channel of the air conditioner, and the length of the duct is 5-6 lengths of the smallest of the sides of the duct section.
RU2013114335/28A 2013-03-29 2013-03-29 Method to measure refrigeration capacity of cooling device-conditioner RU2529438C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013114335/28A RU2529438C1 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Method to measure refrigeration capacity of cooling device-conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013114335/28A RU2529438C1 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Method to measure refrigeration capacity of cooling device-conditioner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2529438C1 true RU2529438C1 (en) 2014-09-27
RU2013114335A RU2013114335A (en) 2014-10-10

Family

ID=51656690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013114335/28A RU2529438C1 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Method to measure refrigeration capacity of cooling device-conditioner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2529438C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU326421A1 (en) * В. Е. Соболев, В. Г. Усенко , В. К. Слончинский DEVICE FOR CALORIMETRIC TESTS OF COMPRESSION REFRIGERATING UNIT
SU377593A1 (en) * 1971-05-10 1973-04-17 DEVICE FOR DETERMINATION OF COOLING PRODUCT OF COMPRESSION COOLING UNIT
SU512394A1 (en) * 1974-03-27 1976-04-30 Каунасский Политехнический Институт Имени Антеса Снечкуса Method for determining refrigeration unit refrigeration
JP2003075043A (en) * 2001-08-29 2003-03-12 Taisei Kk Refrigeration capacity testing method and apparatus
RU2467267C1 (en) * 2011-05-18 2012-11-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Тепломер" Measuring method of refrigerating capacity of refrigerating system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU326421A1 (en) * В. Е. Соболев, В. Г. Усенко , В. К. Слончинский DEVICE FOR CALORIMETRIC TESTS OF COMPRESSION REFRIGERATING UNIT
SU377593A1 (en) * 1971-05-10 1973-04-17 DEVICE FOR DETERMINATION OF COOLING PRODUCT OF COMPRESSION COOLING UNIT
SU512394A1 (en) * 1974-03-27 1976-04-30 Каунасский Политехнический Институт Имени Антеса Снечкуса Method for determining refrigeration unit refrigeration
JP2003075043A (en) * 2001-08-29 2003-03-12 Taisei Kk Refrigeration capacity testing method and apparatus
RU2467267C1 (en) * 2011-05-18 2012-11-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Тепломер" Measuring method of refrigerating capacity of refrigerating system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013114335A (en) 2014-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cholewa et al. On the heat transfer coefficients between heated/cooled radiant ceiling and room
CN103180704B (en) For determining the method and apparatus of the thermal losses coefficient in house
JP6042449B2 (en) Apparatus and method for measuring fluid mass flow
Agostini et al. Liquid flow friction factor and heat transfer coefficient in small channels: an experimental investigation
CN106644172A (en) Thermocouple cold-end thermostat device for portable field calibration and control method thereof
Martinčević et al. Identification of a control-oriented energy model for a system of fan coil units
CN105960036A (en) Sectional type precision control electric heater
RU2529438C1 (en) Method to measure refrigeration capacity of cooling device-conditioner
RU115472U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THERMAL RESISTANCE OF A SEPARATE HEATING SYSTEM
Arpino et al. Design of a calibration system for heat flux meters
CN103575427B (en) A kind of method adopting heat conduction to demarcate heat flow meter
JP2013205310A (en) Flow rate measuring device and flow rate measuring method
JP4912986B2 (en) Control method for hot water heater
SE539644C2 (en) Method and system for regulating indoor temperature
US7168851B2 (en) Apparatus and method for measuring heat dissipation
Yuan et al. An experiment-oriented simulation method for cooling capacity determination of cooling ceiling radiant panel system
KR101230492B1 (en) System and method for controlling temperature in thermoelectric element evaluation apparatus
JP2010261628A (en) Heat source machine evaluation system
US20130255908A1 (en) Energy measurement system for fluid systems
JP6657689B2 (en) Related information setting method, flow velocity measuring method, related information setting system, and flow velocity measuring system
Abramchuk et al. Dynamic method for measuring thermal characteristics of heating devices
Januševičius et al. Analysis of air-to-water heat pump in cold climate: comparison between experiment and simulation
RU2673313C1 (en) Method and device for measurement of heat consumption
RU2631007C1 (en) Heat meter based on overhead sensors
Todorović et al. Theoretical and experimental study of heat transfer in wall heating panels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190330