一种实验室设备能效测试方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及能效测试方法及系统，尤其涉及一种实验室设备能效测试方法及系统。系统包括被测设备、电能表和能效测试负载装置，电能表串联在被测设备的输入电路中，所述能效测试负载装置设置在被测设备内腔，能效测试负载装置内设有功率可调的阻性电热元件，能效测试负载装置外设有测温传感器。本发明专利技术的测试装置和方法的测试时间短，测试结果准确，能体现每台设备的真正能效性能，提高了能效指标的指导意义。

Energy efficiency test method and system for laboratory equipment

The invention relates to an energy efficiency testing method and a system, in particular to a method and a system for testing energy efficiency of a laboratory device. The system includes measuring equipment, electric energy meter and energy efficiency test and load device, electric energy meter series in the input circuit of the device under test, the efficiency of the test load device is arranged in the device under test is energy efficiency test load resistive heating element device is provided with adjustable power, energy efficiency testing device outside temperature load sensor. The testing device and the method of the invention have the advantages of short testing time, accurate test result, real energy efficiency performance of each device, and guiding significance of the energy efficiency index.

【技术实现步骤摘要】
一种实验室设备能效测试方法及系统
本专利技术涉及能效测试方法及装置，尤其涉及一种实验室设备能效测试方法及系统。
技术介绍
近年来，实验室与检测领域发展迅速，仅经过CNAS认证的第三方实验室就有7000多家，还不包括第一方和第二方实验室。而环境实验是实验室中的常规实验，且耗时较长，因此，该类实验设备的能效测试十分关键。现有技术中测试能效的实验方法是分为六个测试阶段：高温恒温、低温恒温、常温恒温、升温、降温、热载能力，每个测试阶段的准备时间为2小时,每个阶段的测试时间至少需要3小时，总测试时间至少为18小时,再加上不同测试阶段之间转换的时间,测试一台设备需要一套测试系统连续工作24小时,测试时间过长,耗时耗力。能效是指发挥作用的能量与实际消耗的能量之比，现有技术中实验室环境下的设备的能效测试方法是将空气作为媒介，通过耗电量与加热一定体积的空气能量之比进行测算的，也就是能效指标等于空气的比热容、空气的质量与时间变量的乘积与耗电量之比，空气的质量等于空气的密度与待测实验设备的体积的乘积，待测实验设备的体积是固定且已知的，而空气的密度和比热容会随着温度的变化而变化。高温恒温、低温恒温、常温恒温的三个阶段的能效，是耗能与体积之比，不符合能效的意义，该方法测得的是能耗，而非能效。由于空气的密度和比热容会随着温度变化而变化，例如25℃时，空气比热容是1.004kJ/(kg·℃)，空气密度为1.185kg/m3，温度为125℃时，空气比热容是1.001kJ/(kg·℃)，空气密度为0.921kg/m3，二者乘积分别为1.190和0.922，二者约有30％的差值，因而需要设置三个阶段的恒温状态来综合评定能效指标，以减少温度对其测试结果的准确性的影响，造成测试程序复杂。在升温、降温两个阶段空气的密度和比热容随着温度变化而变化，空气的密度和比热容乘积是不定量，由此会对能效指标产生影响，现有技术中能效指标还是采用耗能与体积之比，会产生测试误差，造成测试结果不准确。现有技术能效测试方法测试数据与实验室环境下的设备的温度范围和体积密切相关，在引入温度范围与体积这两个变量后，能效测试指标只能在温度范围和体积相同的设备之间进行横向比较，对于不同温度范围和体积的设备，无法进行纵向比较，不能体现每台设备的真正能效性能，大大降低了能效指标的指导意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种实验室设备能效测试方法及系统，解决能效测试时间长，程序复杂，结果不准确，不能体现每台设备的真正能效性能的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种实验室设备能效测试系统，包括被测设备、电能表和能效测试负载装置；所述能效测试负载装置设置在被测设备内腔，能效测试负载装置内设有功率可调的阻性电热元件，能效测试负载装置外设有测温传感器；所述电能表串联在被测设备的输入电路中，用于检测所述能效测试负载装置外设的测温传感器的温度变化不同阶段所述被测设备的耗电量和阻性电热元件功率。本专利技术实现的有益效果是：电能表测量计算加热能力的能效指标中的实际消耗的能量、测量计算制冷能力的能效指标中的实际消耗的能量、测量计算恒温能力的能效指标中的发挥作用的功率与实际消耗功率之比，根据测得的数据计算能效指标。本系统是将发挥作用与实际消耗之比，能体现每台设备的真正能效性能，提高了能效指标的指导意义。且只测量加热能力、制冷能力、恒温能力三种能力的能效指标，测试时间短，省时省力，程序简单。考察加热能力的能效指标和制冷能力能效指标的实现装置是能效测试负载装置，并将其设置在被测设备内腔，能效测试负载装置内设有功率可调的阻性电热元件，是实现恒温能力的能效指标考察的装置，能效测试负载装置外设有测温传感器，用于测量并显示能效测试负载装置和被测设备内腔均衡稳定的温度。通过一种实验室设备能效测试系统，实现了缩短能效测试时间，简化测试程序，准确测量，省时省力，体现每台设备的真正能效性能，提高了能效指标的指导意义。进一步的，所述能效测试负载装置是正六面体结构，每个面上分布着至少一个测温传感器。采用上述进一步方案的有益效果是：能效测试负载装置的正六面体结构为被测设备的每个方位的温度测量及显示提供了平台，每个面上分布着至少一个测温传感器，实现对被测设备的每个方位的温度测量并显示测量温度结果，进而实现对各个方向的各个预设温度的准确把控，能够严格按照一种实验室设备能效测试方法准确执行，从而提高测试结果的准确性，省时省力。进一步的，所述能效测试负载装置的材料是密度稳定且导热的材料。采用上述进一步方案的有益效果是：能效测试负载装置材料的密度稳定使得能效测试负载装置的比热容稳定，不易受温度等因素影响，从而实现加热能力的能效测试指标和制冷能力的能效指标能够真实准确反映被测设备的能效指标，测量数据准确，能效测试负载装置材料是导热的，是为了考察恒温能力指标时，阻性电热元件增大功率对被测设备的影响更直接，进而使得恒温能力指标能够真实准确反映被测设备的能效指标，提高能效指标的指导意义，保证测量结果的准确。进一步的，所述能效测试负载装置的材料是铝合金或不锈钢。采用上述进一步方案的有益效果是：加热能力的能效测试指标、制冷能力的能效测试指标、恒温能力的能效测试指标能够真实准确反映被测设备的能效指标，提高能效指标的指导意义，保证测量的准确性。进一步的，所述能效测试负载装置设置在被测设备内腔的几何中心点，所述能效测试负载装置的体积不大于被测设备内腔体积的二分之一。采用上述进一步方案的有益效果是：能效测试负载装置设置在被测设备的几何中心点上，有利于能效指标中需要测量的各个数据采集，例如第一预设温度体现的就是被测设备内腔和能效测试负载装置的均衡稳定温度，防止各个方向的温度不完全一致的情况，提高采集数据的准确性，从而提高测试的准确度。能效测试负载装置不大于被测设备内腔体积的二分之一利于测试方法的实施，方便操作，省时省力。进一步的，还包括支撑装置，所述支撑装置是不导热材料，位于能效测试负载装置下部。采用上述进一步方案的有益效果是：不导热的支撑装置支撑能效测试负载装置，保证能效测试负载装置在测试过程中的稳定性，进而实现测试结果准确。本专利技术还提供一种实验室设备能效测试方法，包括如下步骤：S1,搭建如权利要求1-7任一项所述的测试环境；S2，通过设置被测设备的工作状态，使能效测试负载装置外设的测温传感器获取的温度稳定在第一预设温度，关闭被测设备的制冷功能，将加热功能开至最大，记录能效测试负载装置外设的测温传感器获取的温度从第一预设温度升至第二预设温度的耗电量W1；S3，待能效测试负载装置外设的测温传感器获取的温度恢复至第一预设温度，再关闭加热功能，将制冷功能开到最大，记录测温传感器的温度从第一预设温度降至第三预设温度的耗电量W2；S4，测温传感器的温度维持第三预设温度，同时开启加热和制冷功能，逐渐增大能效测试负载装置中的阻性电热元件功率，直至被测设备无法使测温传感器的温度再次实现温度稳定，记录此时所述能效测试负载装置中的阻性电热元件功率W，以及被测设备功率W3；S5，根据耗电量W1、耗电量W2、功率W和功率W3计算能效指标。本专利技术实现的有益效果是：步骤S1搭建测试环境为测试提供装置、工作状态、环境的要求，步骤S2用于获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验室设备能效测试系统，其特征在于，包括被测设备、电能表和能效测试负载装置；所述能效测试负载装置设置在被测设备内腔，能效测试负载装置内设有功率可调的阻性电热元件，能效测试负载装置外设有测温传感器；所述电能表串联在被测设备的输入电路中，用于检测所述能效测试负载装置外设的测温传感器的温度变化不同阶段所述被测设备的耗电量，以及预设条件下的阻性电热元件功率和被测设备功率。

【技术特征摘要】
1.一种实验室设备能效测试系统，其特征在于，包括被测设备、电能表和能效测试负载装置；所述能效测试负载装置设置在被测设备内腔，能效测试负载装置内设有功率可调的阻性电热元件，能效测试负载装置外设有测温传感器；所述电能表串联在被测设备的输入电路中，用于检测所述能效测试负载装置外设的测温传感器的温度变化不同阶段所述被测设备的耗电量，以及预设条件下的阻性电热元件功率和被测设备功率。2.根据权利要求1所述的一种实验室设备能效测试系统，其特征在于，所述能效测试负载装置是正六面体结构，每个面上分布着至少一个测温传感器。3.根据权利要求1所述的一种实验室设备能效测试系统，其特征在于，所述能效测试负载装置的材料是密度稳定且导热的材料。4.根据权利要求3所述的一种实验室设备能效测试系统，其特征在于，所述能效测试负载装置的材料是铝合金或不锈钢。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种实验室设备能效测试系统，其特征在于，所述能效测试负载装置设置在被测设备内腔的几何中心点，所述能效测试负载装置的体积不大于被测设备内腔体积的二分之一。6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种实验室设备能效测试系统，其特征在于，还包括支撑装置，所述支撑装置是不导热材料，位于能效测试负载装置下部。7.一种实验室设备能效测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1,搭建如权利要求1-6任一项所述的一种实验室设备能效测试系统的测试环境；S2，通过设置被测设备的工作状态使能效测试负载装置外设的测温传感器获取的温度稳定在第一预设温度，关闭被测设备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂玲，王成城，李思远，
申请(专利权)人：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11