頂置式空調系統的性能測試系統及測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車空調系統的性能測試技術，具體屬于一種如大客車等類似車型的采用頂置式空調系統的性能測試系統及方法。
【背景技術】
[0002]目前，大客車等類似車型都采用頂置式空調系統，針對這種空調系統的性能測試方法尚未制定統一的國家標準，業內現在均借鑒家用空調的性能測試方法，即將測試系統設置為兩個房間，如圖1所示，包括位于一樓的蒸發器室I和位于二樓的冷凝器室2，風洞3設置在一樓的蒸發器室I內，待測頂置式空調4安裝在二樓的冷凝器室2內，蒸發器室I和冷凝器室2分別安裝有相對應的空調柜5、6。
[0003]由于大客車等類似車型采用的頂置式空調系統具有一定的結構特殊性，如蒸發器和冷凝器相距較近、進風與出風相距較近等等，這就造成按實際使用情況安裝被試機時需要將試驗室上下布置成兩層結構，如圖1所示，不但施工困難，而且使用中安裝被試件也困難。此外，這類空調通常安裝在車輛上，在現有的測試結構和方法中并未考慮車輛運行速度對空調系統性能試驗的影響，這就導致測試結果的準確性不高。同時，這種頂置式空調系統的功率較大，通常都有幾十千瓦，測試系統分成兩個房間的情況下被試機的冷量與熱量均需要平衡，能源消耗巨大。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種頂置式空調系統的性能測試系統及測試方法，可以降低能源消耗，簡化測試設備和場地，還可以提高測試結果的準確度。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供的頂置式空調系統的性能測試系統，包括一個試驗室，所述試驗室內配置有待測空調、風源供給裝置、焓差風洞、空氣處理裝置、壓縮機驅動裝置和迎面風速模擬裝置，其中:
[0006]待測空調，包括蒸發器、冷凝器和壓縮機，所述冷凝器的進風口設有溫度傳感器、濕度傳感器、風速測量裝置，所述蒸發器的進風口設有溫度傳感器、濕度傳感器、壓差傳感器，所述蒸發器的出風口設有壓差傳感器；
[0007]風源供給裝置，用于為待測空調提供恒定風量和溫濕度的風源，其具有兩個進氣口和一個出氣口，所述出氣口與待測空調的蒸發器進風口連通，其中第一進氣口與試驗室的室內空氣連通；
[0008]焓差風洞，具有一個進風口和兩個出風口，其中進風口與待測空調的蒸發器出風口連通，第一出風口與試驗室的室內空氣連通，第二出風口與風源供給裝置的第二進氣口連通，所述焓差風洞內設有混合箱、溫度傳感器、濕度傳感器和風量測量裝置，其中混合箱用于將蒸發器的出風混合均勻，溫度傳感器和濕度傳感器用于測量混合均勻后的蒸發器出風的溫度和濕度，風量測量裝置用于測量待測空調的出風風量；
[0009]空氣處理裝置，根據冷凝器進風口處溫度傳感器和濕度傳感器的測量結果控制試驗室室內空氣的溫度和濕度；
[0010]迎面風速模擬裝置，根據冷凝器進風口處風速測量裝置的測量結果模擬迎面風速；
[0011]壓縮機驅動裝置，用于控制壓縮機的轉速以及輸入功率。
[0012]在上述系統中，所述風源供給裝置包括變頻風機、冷卻器、加熱器、加濕器，所述變頻風機根據蒸發器進風口處壓差傳感器的測量結果改變送風量，使蒸發器模擬進風自由狀態或風管進風狀態，所述風源供給裝置根據蒸發器進風口處溫度傳感器的測量結果控制冷卻器和加熱器，同時根據蒸發器進風口處濕度傳感器的測量結果控制加濕器。進一步的，所述風源供給裝置還具有冷熱風混合器，由第一進氣口進入的室內空氣與第二進氣口進入的部分蒸發器出風經冷熱風混合器后進入冷卻器或加熱器。
[0013]在上述系統中，所述焓差風洞內設有變頻風機，所述變頻風機根據蒸發器出風口處壓差傳感器的測量結果改變抽風量，使蒸發器模擬出風自由狀態或風管出風狀態。
[0014]在上述系統中，所述迎面風速模擬裝置包括變頻風機。
[0015]在上述系統中，所述空氣處理裝置包括冷卻器、加熱器、加濕器。
[0016]此外，本發明還提供一種頂置式空調系統的性能測試方法，所述待測的頂置式空調系統安裝在一個試驗室(用于模擬車輛運行的室外環境)內，所述試驗室內還配置有風源供給裝置、焓差風洞、空氣處理裝置、壓縮機驅動裝置和迎面風速模擬裝置；所述待測空調包括蒸發器、冷凝器和壓縮機，其中冷凝器的進風口設有溫度傳感器、濕度傳感器、風速測量裝置，蒸發器的進風口設有溫度傳感器、濕度傳感器、壓差傳感器，蒸發器的出風口設有壓差傳感器；所述風源供給裝置具有兩個進氣口和一個出氣口，所述出氣口與待測空調的蒸發器進風口連通，其中第一進氣口與試驗室的室內空氣連通；所述焓差風洞具有一個進風口和兩個出風口且內設有混合箱、溫度傳感器、濕度傳感器和風量測量裝置，其中進風口與待測空調的蒸發器出風口連通，第一出風口與試驗室的室內空氣連通，第二出風口與風源供給裝置的第二進氣口連通；
[0017]利用迎面風速模擬裝置模擬車輛行進時的迎面風速，并根據冷凝器進風口處風速測量裝置的值反饋控制迎面風速模擬裝置中風機的轉速；
[0018]利用空氣處理裝置控制試驗室室內空氣的溫度和濕度，并根據冷凝器進風口處溫度傳感器和濕度傳感器的值反饋控制空氣處理裝置中冷卻器、加熱器、加濕器的運行；
[0019]利用壓縮機驅動裝置控制壓縮機的轉速并測量壓縮機的輸入功率；
[0020]根據蒸發器進風口處溫度傳感器和濕度傳感器的值反饋控制風源供給裝置中加熱器、冷卻器、加濕器的運行，根據蒸發器進風口處壓差傳感器的值反饋控制風源供給裝置中風機的轉速以模擬進風自由狀態或風管進風狀態；
[0021]利用混合箱收集蒸發器的所有出風并將其混合均勻，利用焓差風洞內的溫度傳感器和濕度傳感器測量混合后的出風平均溫度和濕度，同時根據蒸發器出風口處壓差傳感器的值反饋控制焓差風洞中風機的轉速以模擬出風自由狀態或風管出風狀態；
[0022]當待測空調處于制冷模式且達到熱平衡狀態時，待測空調的制冷量Ql的計算公式為Ql = mf*(h2-hl)，其中，mf為根據焓差風洞內風量測量裝置、溫度傳感器和濕度傳感器的測量值計算得到的流經待測空調的干空氣質量流量，hi為根據蒸發器進風口處溫度傳感器和濕度傳感器的測量值計算得到的空調入口濕空氣比焓，h2為根據焓差風洞內的溫度傳感器和濕度傳感器的測量值計算得到的空調出口濕空氣比焓；
[0023]當待測空調處于制熱模式且達到熱平衡狀態時，待測空調的制熱量Q2的計算公式為Q2 = mf*Cp*(T2-Tl)，其中mf為根據焓差風洞內風量測量裝置、溫度傳感器和濕度傳感器的測量值計算得到的流經待測空調的干空氣質量流量，Cp為空氣定壓比熱，Tl為蒸發器進風口處溫度傳感器測得的空調入口空氣干球溫度，T2為焓差風洞內的溫度傳感器測得的空調出口空氣干球溫度。
[0024]本發明的有益之處在于:
[0025]I)本發明將風源供給裝置和焓差風洞置于一個試驗室(相當于冷凝器室)內，相比于現有測試系統省去了一個房間，減少了設備數量和占地面積；
[0026]2)本發明中焓差風洞的蒸發器出風一部分進入試驗室中，另一部分回到風源供給裝置中，而待測空調的蒸發器進風采用冷熱風混合，其中冷風為試驗室的室內空氣，熱風為從焓差風洞直接回到風源供給裝置的蒸發器出風，這樣充分利用了待測空調的冷量和熱量，整個試驗室不需要分別平衡冷量和熱量，只需要平衡被試機的輸入功率和一些輔助設備例如風機等的功率，大大節約了能源消耗；
[0027]3)本發明模擬車輛行進時的迎面風速，可以研究不同風速下的大客車等類似車型的頂置式空調系統的性能，進而提高測試結果的準確性。
【附圖說明】
[0028]圖1為現有的針對頂置式空調系統的測試系統的結構示意圖；
[0029]圖2為本發明的頂置式空調系統的測試系統的結構示意圖。
[0030]其中附圖標記說明如下:
[0031]I為蒸發器室；2為冷凝器室；3為風洞；4為待測空調；5為蒸發器空調柜；6為冷凝室空調柜；
[0032]11為試驗室；12為風量供給裝置；13為焓差風洞；14為空氣處理裝置；15為壓縮機驅動裝置；16為迎面風速模擬裝置。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0034]本發明提供的頂置式空調系統的性能測試系統，包括一個試驗室11，所述試驗室11內配置有待測空調4、風源供給裝置12、焓差風洞13、空氣處理裝置14、壓縮機驅動裝置15和迎面風速模擬裝置16。
[0035]待測空調4，包括蒸發器、冷凝器和壓縮機，所述冷凝器的進風口設有溫度傳感器、濕度傳感器、風速測量裝置，所述蒸發器的進風口設有溫度傳感器、濕度傳感器、壓差傳感器，所述蒸發器的出風口設有壓差傳感器。
[0036]風源供給裝置12，包括變頻風機、冷卻器、加熱器、加濕器，用于為待測空調4提供恒定風量和溫濕度的風源，其具有兩個進氣口和一個出氣口，所述出氣口與待測空調4的蒸發器進風口連通，其中第一進氣口與試驗室11的室內空氣連通。變頻風機根據蒸發器進風口處壓差傳感器的測量結果改變送風量，使蒸發器模擬進風自由狀態或風管進風狀態。風源供給裝置12根據蒸發器進風口處溫度傳感器的測量結果控制冷卻器或加熱器，同時根據蒸發器進風口處濕度傳感器的測量結果控制加濕器。風源供給裝置12還具有冷熱風混合器，由第一進氣口進入的室內空氣與第二進氣口進入的部分蒸發器出風經冷熱風混合器后進入冷卻器或加熱器。
[0037]焓差風洞13，內設混合箱、溫度傳感器、濕度傳感器和風量測量裝置，具有一個進風口和兩個出風口，其中進風口與待測空調4的蒸發器出風口連通，第一出風口與試驗室11的室內空氣連通，第二出風口與風源供給裝置12的第二進氣口連通。混合箱用于將蒸發器