16平衡环境型房间量热计测量空调器制冷量的不确定度

平衡环境型房间量热计测量空调器制冷量的不确定度1测量方法如图所示，量热计用绝热隔墙分成内侧隔室和外侧隔室，分别装有空气再处理机组，以保持室内、外侧的空气循环和规定的工况条件。室内侧再处理机组包括供给显热的加热器、加湿用的加湿器；室外侧再处理机组包括冷却、去湿和加湿设备，其能量可以控制并可测量。图18平衡环境型房间量热计两室的再处理机组都安装风机，风量分别不小于被侧空调器室内侧或室外侧循环风量的两倍，再处理机组出风口处风速应低于1.0m/s。空调器的正常安装，调节压力平衡装置使两室之间的压力差不大于1.25Pa。空调器的迎面风速不超过0.5m/s。室内侧和室外侧隔室的外面分别设有温度可控套间，使套间内的干球温度分别等于室内侧和室外侧的干球温度。湿球温度相等或量热计室不漏气漏湿。干湿球所测得的温度应能代表空调器周围的环境温度，并尽可能接近机组实际工作时的环境状态。温度测点在循环气流的上游，不受被测空调器的送风影响。通过测定用于平衡制冷量和除湿量所输入量热计室内侧的热量和水量来确定空调器室内侧的制冷量。2数学模型室内侧测定的空调器总制冷量：tci=Pt+（hw1-hw2）Wt+P1+t1式中：tci——室内侧测定的空调器总制冷量，w；Pt——室内侧的总输入功率，w；hw1——加湿水焓值，kJ/kg；hw2——凝结水焓值，kJ/kg；Wt——空调器内的冷凝水量，g/s；P1——中间隔墙的漏热量，w；t1——室内侧向外的漏热量，w；由于1、量热计隔室环境温度、湿度等条件波动对制冷量测量的影响较大；2、P1=pTk1，t1=tTk1，k、k由标定试验确定，故考虑将模型转化为tci=Pt+（hw1-hw2）Wt+pTk1+tTk1+ee——环境波动的影响量，w；k——中间隔墙漏热系数，w/℃；k——室内侧与内套间及室外侧与外套间的漏热系数，w/℃；pT1——中间隔墙两侧温差，℃；tT1——室内侧与内套间温差，℃；部分实验数据tci=4364.56w1wh=13.02kJ/kg2wh=0.91kJ/kgtW=0.02g/sk=5.85w/℃k=19.997w/℃pT1=1.20℃tT1=0.45℃3方差和传播系数依据)(]/[222iicxuxfyu,得912222iiitciccucuu式中：1/1ttciPc；twtciwhc12/；twtciwhc23/；214/wwttcihhwc；ptciTkc15/；kTcptci16/；ttciTkc17/；kTcttci18/；1/9etcic；1u、2u……9u分别表示Pt、hw1、hw2、Wt、k、TP1、k、Tt1和e的不确定度。4标准不确定度一览表表4-1标准不确定度一览表标准不确定度分量iu不确定度来源标准不确定度值iixfc/iixuc自由度1u输入总功率误差12.396112.396502u加湿水温即焓值误差0.2420.0060.001503u冷凝水温即焓值误差0.2420.0060.001504u蒸发水量误差0.000212.110.002505u中间隔墙漏热系数误差0.19811.202.218146u隔墙两侧温差误差1.6335.851.17027u室内侧向内套间漏热系数误差0.0640.450.029128u室内侧与内套间温差误差0.57819.9971.32029u环境条件波动引起的误差3.20313.203679.19cuw11effv5标准不确定度的Ａ类评定5.1根据房间漏热标定试验计算平均功率为：fP=75.4408181ifipw，单次测量标准不确定度用白塞尔公式算出：012.3181812ififiPPPuw，平均功率标准不确定度：065.18/fifPuPuw，自由度为：718fPv同样的，平均温差为：02.11fT℃，平均温差的标准不确定度、自由度为：023.0fTu℃，7fTv5.2根据中间隔墙漏热的标定试验，计算平均功率为：75.288zPw，平均功率的标准不确定度、自由度为：567.1zPuw，7zPv平均温差为：17.11zT℃，平均温差的标准不确定度、自由度为：054.0zTu℃，7zTv5.3环境条件波动引起的不确定度分量9u制冷量为七次不同时刻读数的平均值，根据白塞尔公式，其标准不确定度为：203.3171717129tcitciuw6179v6标准不确定度的Ｂ类评定6.1由功率表带来的不确定度分量1u根据检定证书，功率表测量总输入功率时最大偏差4294.14×0.5%=21.471w，均匀分布，估计相对不确定度为10%。396.123/471.211uw,50100/102/121v6.2加湿水焓值的不确定度分量2u根据检定证书，温度数据采集系统的最大偏差为0.1℃，加湿水焓值由温度值确定，故水焓值的最大偏差为0.419kJ/kg，均匀分布，估计相对不确定度为10%。242.03/419.02ukJ/kg,50100/102/122v6.3冷凝水焓值的不确定度分量3u根据检定证书，温度数据采集系统的最大偏差为0.1℃，冷凝水焓值由温度值确定，故水焓值的最大偏差为0.419kJ/kg，均匀分布，估计相对不确定度为10%。242.03/419.03ukJ/kg,50100/102/123v6.4液位计引起的不确定度分量4u根据检定证书，测量加湿器中水蒸发量的液位计，最大偏差为0.006×5%=±0.0003g/s，均匀分布，估计相对不确定度为10%。0002.03/0003.04ug/s,50100/102/124v6.5中间隔墙漏热系数的不确定度分量5u中间隔墙漏热系数85.517.1117.11997.1975.288zzzTTkPk根据公式22225zzzzTuTkkukkPuPku，故5u=222211zzzzzTuTPkuPuT=222217.11054.075.288064.017.11567.1222125.0064.0140.0198.0w/℃，146125.012064.06140.0198.044445v6.6中间隔墙两侧温差的不确定度分量6u由于温度场的不均匀，采样测得中间隔墙两侧温差与实际值存在差异，估计其最大偏差为±2℃，三角分布，估计其相对不确定度为50%。这里仪器误差较小，可忽略不计。633.13226u℃，2100/502/126v6.7量热计室向外漏热系数的不确定度分量7u量热计室向外的漏热系数997.1902.11375.22021ffTPkw/℃，根据公式2227ffffTuTkPuPku故2227121fffffTuTPPuTu22202.11023.075.44002.11065.12122083.0097.021064.0w/℃，1262/083.062/097.0064.04447v6.8内套间与室内侧温差的不确定度8u由于室内侧温度场的不均匀，采样测得内套间与室内侧温差与实际值存在差异，估计其最大偏差为±1℃，均匀分布，估计其相对不确定度为50%。这里仪器误差较小，可忽略不计。578.0318u℃，2100/502/128v7合成标准不确定度91222iiitcicucu各传播系数、不确定度分量及自由度i123456789ic10.0060.00612.1111.205.850.4519.9971iu12.3960.2420.2420.00020.1981.6330.0640.5783.203iv505050501421226222222242.0006.0242.0006.0396.12cu22222222222203.3578.0997.19064.045.0633.185.5198.020.110002.011.12651.39179.19cuw8有效自由度的计算及包含因子的确定91444/iiiiceffvucuv6203.32558.1112029.02553.914218.250002.050001.050001.050396.1279.1944444444411包含因子20.21195.0tvtkeffpp9扩展不确定度54.4379.1920.21195.0cputUw10不确定度的最后报告扩展不确定度54.43pUw（pU由合成标准不确定度cu=19.79w，按置信水准p=0.95，自由度v=11所得t分布临界值——包含因子20.2pk而得。）11备注当环境温度平均值偏离27℃时，应在给出测量结果时说明是在什么温度下测得，或将其引起的偏差作为系统误差加以修正。