一种空调测试模拟负荷系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种空调测试模拟负荷系统，包括室外侧单元、室内侧单元及仪表控制单元，室外侧单元通过供水管路与室内侧单元相连，室外侧单元包括水箱和冷水机板换；室内侧单元包括由毛细管网组成的辐射换热末端，在评测空调样机时，为室内侧单元提供热量或冷量，即模拟负荷，并将该模拟负荷数据发送至空调评测单元中进行后续处理；在室外侧单元中，进水管路通过第一水阀连接水箱，水箱内置有温度测点、电加热模块和液位传感器，通过液位传感器监测并限制进水水位，水箱中的水可通过第二水阀排出水箱。本发明专利技术实现了家居环境下对外墙负荷较稳定、可持续、可调节的输出，提高了测试的专业性，保证了测试的再现性、重复性。

【技术实现步骤摘要】
一种空调测试模拟负荷系统及方法
本专利技术涉及一种可持续提供模拟房间负荷的调节系统及方法，可在模拟实际使用情况测试时为空调样机提供真实负载。
技术介绍
负荷对空调器的效率和运行状况有很大影响，负荷过低会导致空调长时间处于低功率甚至待机状态运行，负荷过高会造成空调高功率运转，耗电量过高。负荷过低和过高都会影响测试结果。样机评测是在模拟真实家居环境下对样机进行测试，既要求贴近用户真实使用，同时要保证测试过程的再现性、重复性。在空调样机的评测中，如何持续、灵活、可控的提供负荷是实现真实评测、保证评测结果准确、有效的关键。在现有测试中，一般采用电加热设备方式来模拟负荷，这种方式可持续性及稳定性差，负荷分布不均匀，准确度低，且与实际负荷差异大，并未实现对负荷的真实再现。目前，国内在空调评测中模拟真实家居环境负荷的研究尚无较成熟的系统。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提供一种空调测试模拟负荷系统及方法，保证了测试过程的再现性、可重复性，确保测试结果真实有效。本专利技术的技术解决方案是：一种空调测试模拟负荷系统，包括室外侧单元、室内侧单元及仪表控制单元，室外侧单元通过供水管路与室内侧单元相连，供水管路上沿着水流方向依次设置第五水阀、过滤器、减震器、测试水泵、第六水阀和温度测点，室外侧单元包括水箱和冷水机板换；室内侧单元包括由毛细管网组成的辐射换热末端，在评测空调样机时，为室内侧单元提供热量或冷量，即模拟负荷，并将该模拟负荷数据发送至空调评测单元中进行后续处理；在室外侧单元中，进水管路通过第七水阀连接水箱，水箱内置有温度测点、电加热模块和液位传感器，通过液位传感器监测并限制进水水位，水箱中的水可通过第二水阀排出；仪表控制单元包括第一温度及流量控制模块和第二温度控制模块，第一温度及流量控制模块与流量计及变频器连接，为双输入，实现管路流量的采集及毛细管网出水温度的采集；第二温度控制模块与水箱及测试水泵相连，实现进水水温的采集及出水温度的采集；在仪表控制单元上设置的输入毛细管网中的进水水温与水箱中温度测点所测得的水温比较，如果后者温度高，则水箱中的水经第四水阀、过滤器、冷水泵流入冷水机板换实现制冷，然后经水流开关流回水箱，实现对水箱中的水制冷降温；如果后者温度低，则水箱可通过设置其中的电加热模块对进水进行制热；按照空调样机测试需求，水箱中经过制冷或制热的水经第五水阀、过滤器、减震器、测试水泵、第六水阀、第一温度测点进入室内侧单元的毛细管网，毛细管网中的水经管路流经第二温度测点、流量计回到水箱，实现水路间的循环，以保持毛细管网中的水温恒定，实现真实模拟外墙负荷。进一步的，第一温度及流量控制模块包括第七端子、出水口温度采集部、第五端子、第八端子和第九端子；第七端子连接流量计，出水口温度采集部采集毛细管网的出水温度，第五端子与变频器的第三端子、第四端子相连，通过变频器对水泵流量进行控制，第八端子与评测单元通讯，将采集的管路流量信息、毛细管网的出水温度信息传给评测单元，评测单元根据接收到的信息及设定的进水水温确定进入室内的负荷，第九端子连接仪表电源，为第一温度及流量控制模块供电。进一步的，样机为制冷运行模式时，第二温度控制模块控制进水温度T1为30-60℃范围内任一温度；样机为制热运行模式时，第二温度控制模块控制进水温度T1为6-10℃范围内任一温度。进一步的，根据实际测试需求，设置室内侧单元制冷或制热模式，并根据样机设置模拟负荷值，制冷时，可设置范围为1000-3000W；制热时，可设置范围为：500-1800W。进一步的，通过PID调节器，实时调节水箱热输出量，以控制进水温度为恒定值；通过调节测试水泵运转频率，控制供水流量为恒定值，达到设定的投入冷/热量；同时评测单元实时确定实际的冷/热量，当实际的冷/热量与设定的投入冷/热量的偏差超出给定的范围，根据投入冷/热量值确定新的流量/出水温度设定值，并发送给仪表控制单元进行设定，开始新的状态调节；负荷系统伴随样机降温过程不断调整，以此达到控制最终稳态投入冷/热量的恒定。进一步的，第二温度控制模块控制毛细管网的进水温度，第二温度控制模块包括第十端子、第六端子、进水口温度采集部和第九端子，进水口温度采集部采集进水口温度，第六端子与调功器连接，对毛细管网的进水温度进行控制；第十端子与评测单元通讯，将采集的控制后的水箱进水温度信息传给评测单元，评测单元根据接收到的信息结合出水温度及流量确定进入室内的模拟负荷，第十一端子连接仪表电源。进一步的，第二温度控制模块与调功器连接，控制进水水温；第一温度及流量控制模块的第五端子与变频器的第三端子、第四端子连接，通过控制测试水泵的频率，进而控制流量。进一步的，通过设置在第一温度及流量控制模块、第二温度控制模块中的PID调节器实时调节水箱的热输出量，变频器对水泵流量进行控制，实时采集供水管路的供水流量L及毛细管网出水温度T2，并将采集的信息传递给评测单元；第二温度控制模块连接进水口温度采集部，调功器对毛细管网的进水温度进行控制，实时采集控制后的水箱进水温度T1，并将采集的信息传递给评测单元，结合以上信息实时监测在评测空调样机时进入室内侧单元的热量或冷量。进一步的，负荷热量Q＝L*(T1-T2)。一种家居环境下空调样机制冷速度测试方法，利用空调测试模拟负荷系统，具体步骤如下：S1、测试前,将样机所在室内侧单元环境平均温度调整到T0，湿度调整为40％±5％，调整室外侧单元环境温度为35℃±1℃，湿度调整为40％±5％；第二温度控制模块控制进水温度T1为35℃±1℃，第一温度及流量控制模块控制供水管路的供水流量为L；S2、在室内侧单元所在空间内均匀分布3*3共9个测点区域，每个测点区域均匀布置3个温度传感器，将其实时测得的空间温度信息发送给测试单元；S3、打开样机，开启制冷模式，设置为温度最低，风速最大，导风板扫风最大，连续测量各个测点的温度值，直至当平均温度为T3时停止实验，确定室内侧单元所在空间内温度从初始温度降至T3的时间t，制冷速度V＝(T0-T3)/t。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术空调测试模拟负荷系统通过水温和流量的调节，利用敷设在室内侧隔墙上的毛细管网实现了在仿家居环境下进行空调评测时对外墙负荷的真实模拟；(2)本专利技术所提出的模拟负荷系统通过设置选择水温或流量，可以提供持续的、较为稳定的、可调节的负荷，实现了根据样机灵活调节负荷；(3)本专利技术系统测试参数包括水流量、进水温度、出水温度，通过这三个量来实时监测在评测空调样机时投入室内侧的热量或冷量，即模拟负荷；模拟负荷由室内侧墙上敷设的毛细管网系统提供，室外侧部分包括水箱、冷水机、供水泵、冷水泵，以及测量传感部件流量计、进出水温度传感器，实现了家居环境下对外墙负荷较稳定、可持续、可调节的输出，提高了测试的专业性，保证了测试的再现性、重复性；...

【技术保护点】
1.一种空调测试模拟负荷系统，其特征在于：包括室外侧单元、室内侧单元及仪表控制单元，室外侧单元通过供水管路与室内侧单元相连，/n供水管路上沿着水流方向依次设置第五水阀(14)、过滤器(15)、减震器(5)、测试水泵(16)、第六水阀(17)和温度测点(19)，/n室外侧单元包括水箱(2)和冷水机板换(9)；/n室内侧单元包括由毛细管网(22)组成的辐射换热末端，在评测空调样机时，为室内侧单元提供热量或冷量，即模拟负荷，并将该模拟负荷数据发送至空调评测单元中进行后续处理；/n在室外侧单元中，进水管路通过第七水阀(1)连接水箱(2)，水箱(2)内置有温度测点(3)、电加热模块(4)和液位传感器(6)，通过液位传感器(6)监测并限制进水水位，水箱中的水可通过第二水阀(7)排出；/n仪表控制单元包括第一温度及流量控制模块(42)和第二温度控制模块(43)，/n第一温度及流量控制模块(42)与流量计(20)及变频器(32)连接，为双输入，实现管路流量的采集及毛细管网(22)出水温度的采集；/n第二温度控制模块(43)与水箱(2)及测试水泵(16)相连，实现进水水温的采集及出水温度的采集；/n在仪表控制单元上设置的输入毛细管网(22)中的进水水温与水箱中温度测点(3)所测得的水温比较，如果后者温度高，则水箱(2)中的水经第四水阀(11)、过滤器(12)、冷水泵(13)流入冷水机板换(9)实现制冷，然后经水流开关(8)流回水箱(2)，实现对水箱(2)中的水制冷降温；如果后者温度低，则水箱(2)可通过设置其中的电加热模块(4)对进水进行制热；/n按照空调样机测试需求，水箱(2)中经过制冷或制热的水经第五水阀(14)、过滤器(15)、减震器(5)、测试水泵(16)、第六水阀(17)、第一温度测点(19)进入室内侧单元的毛细管网(22)，毛细管网(22)中的水经管路流经第二温度测点(21)、流量计(20)回到水箱(2)，实现水路间的循环，以保持毛细管网(22)中的水温恒定，实现真实模拟外墙负荷。/n...

【技术特征摘要】
1.一种空调测试模拟负荷系统，其特征在于：包括室外侧单元、室内侧单元及仪表控制单元，室外侧单元通过供水管路与室内侧单元相连，
供水管路上沿着水流方向依次设置第五水阀(14)、过滤器(15)、减震器(5)、测试水泵(16)、第六水阀(17)和温度测点(19)，
室外侧单元包括水箱(2)和冷水机板换(9)；
室内侧单元包括由毛细管网(22)组成的辐射换热末端，在评测空调样机时，为室内侧单元提供热量或冷量，即模拟负荷，并将该模拟负荷数据发送至空调评测单元中进行后续处理；
在室外侧单元中，进水管路通过第七水阀(1)连接水箱(2)，水箱(2)内置有温度测点(3)、电加热模块(4)和液位传感器(6)，通过液位传感器(6)监测并限制进水水位，水箱中的水可通过第二水阀(7)排出；
仪表控制单元包括第一温度及流量控制模块(42)和第二温度控制模块(43)，
第一温度及流量控制模块(42)与流量计(20)及变频器(32)连接，为双输入，实现管路流量的采集及毛细管网(22)出水温度的采集；
第二温度控制模块(43)与水箱(2)及测试水泵(16)相连，实现进水水温的采集及出水温度的采集；
在仪表控制单元上设置的输入毛细管网(22)中的进水水温与水箱中温度测点(3)所测得的水温比较，如果后者温度高，则水箱(2)中的水经第四水阀(11)、过滤器(12)、冷水泵(13)流入冷水机板换(9)实现制冷，然后经水流开关(8)流回水箱(2)，实现对水箱(2)中的水制冷降温；如果后者温度低，则水箱(2)可通过设置其中的电加热模块(4)对进水进行制热；
按照空调样机测试需求，水箱(2)中经过制冷或制热的水经第五水阀(14)、过滤器(15)、减震器(5)、测试水泵(16)、第六水阀(17)、第一温度测点(19)进入室内侧单元的毛细管网(22)，毛细管网(22)中的水经管路流经第二温度测点(21)、流量计(20)回到水箱(2)，实现水路间的循环，以保持毛细管网(22)中的水温恒定，实现真实模拟外墙负荷。


2.根据权利要求1所述的一种空调测试模拟负荷系统，其特征在于：第一温度及流量控制模块(42)包括第七端子(33)、出水口温度采集部(34)、第五端子(35)、第八端子(36)和第九端子(40)；
第七端子(33)连接流量计(20)，出水口温度采集部(34)采集毛细管网(22)的出水温度，第五端子(35)与变频器(32)的第三端子(30)、第四端子(31)相连，通过变频器(32)对水泵流量进行控制，第八端子(36)与评测单元通讯，将采集的管路流量信息、毛细管网(22)的出水温度信息传给评测单元，评测单元根据接收到的信息及设定的进水水温确定进入室内的负荷，第九端子(40)连接仪表电源，为第一温度及流量控制模块(42)供电。


3.根据权利要求1所述的一种空调测试模拟负荷系统，其特征在于：样机为制冷运行模式时，第二温度控制模块(43)控制进水温度T1为30-60℃范围内任一温度；样机为制热运行模式时，第二温度控制模块(43)控制进水温度T1为6-10℃范围内任一温度。


4.根据权利要求1所述的一种空调测试模拟负荷系统，其特征在于：根据实际测试需求，设置室内侧单元制冷或制热模式，并根据样机设置模拟负荷值，制冷时，可设置范围为1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋力强，苗青，汪亮兵，张艳秋，杜红宇，王磊，梁晶，孔美阳，赵朗，
申请(专利权)人：中国家用电器研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11