容積式制冷壓縮冷凝機組實驗裝置測量制冷量不確定度1. 測試原理 第二制冷劑量熱器法是間接測量容積式制冷壓縮冷凝機組（以下簡稱冷凝機組）制冷量的一種裝置。它的基本原理是利用電加熱發出的熱量來抵消壓縮機的制冷量。電量熱器是一個密閉容器，電量熱器的頂部裝有三個（有利于回油）蒸發盤管的蒸發器，該蒸發器被懸掛在一個隔熱壓力容器上部，容器的底部盛有揮發性的第二制冷劑（如R134a）和向第二制冷劑液體加熱器裝置。第一制冷劑的流量（吸氣壓力）由緊靠量熱器安裝的膨脹閥控制；第一制冷劑的吸氣溫度由PID串級控制。量熱器具有第二制冷劑壓力的測量裝置。量熱器裝有安全開關（溫度開關、壓力開關、電極點壓力開關），超過額定的壓力時能停止向第二制冷劑加熱。操控臺上方裝有精密壓力表隨時監視量熱器壓力狀況。試驗臺在試驗工況下達到穩定運行時，供給電加熱的電功率正好抵消制冷量，從而使第二制冷劑的壓力保持相對不變。2. 測試對象本公司的冷凝機組。以該機的某次抽檢測量結果為例進行不確定度計算。該次測試結果的數據另見附頁。3. 數學模型式中： 機組制冷量，單位為瓦（W） hg1 在規定工況下進入機組的制冷劑蒸汽的比焓，單位為焦爾每千克（Jkg） hg2 量熱器出口的制冷劑蒸汽的比焓，單位為焦爾每千克（Jkg） hf1 離開機組的制冷劑液體的比焓，單位為焦爾每千克（Jkg） hf2 膨脹閥進口處的制冷劑液體的比焓，單位為焦爾每千克（Jkg） V1 進入機組制冷劑蒸汽實際比體積，單位為立方米每千克（m3/kg） Vg1在規定工況下進入機組制冷劑蒸汽比體積，單位為立方米每千克（m3/kg） 4. 傳播系數（靈敏系數） 5. A類不確定度評定、用校準箱量熱計法七次連續測量結果見表1，從表1可以計算制冷量Q的不確定度類計算公式：表1制冷量連續7次測量結果、平均值及不確定度A類評定（kW）1234567平均值不確定度A類評定、制冷劑液體流量計法七次連續測量結果見表2，從表2可以計算制冷量Q的不確定度類評定計算公式：表2制冷量連續7次測量結果、平均值及不確定度A類評定（kW）1234567平均值不確定度A類評定6. 各標準不確定度的確定7. 按照不確定度傳播系數，制冷量測量結果Q的不確定度為8. 標準不確定度一覽表標準不確定度分量ui不確定度來源類型標準不確定度值u(xi)傳播系數C |C i|u(xi)u1在規定工況下進入機組的制冷劑蒸汽的比焓B0. 09810-3 m3/kg 4.191030.411Wu2量熱器出口的制冷劑蒸汽的比焓B0.13910-3 m3/s26.641033.70 Wu3離開機組的制冷劑液體的比焓B0.0000149kg/kg3.3881030.05 Wu4膨脹閥進口處的制冷劑液體的比焓B43.2 J/kg0.1586.83 Wu5進入機組制冷劑蒸汽實際比體積B43.2 J/kg0.1586.83 Wu6在規定工況下進入機組制冷劑蒸汽比體積B0.0929W1.02490.10 Wu7重復性的不確定度A5.02 W15.02W合成標準不確定度uc（）11.51 W包含因子k（置信水準：95）2擴展不確定度U23.01W9. 各標準不確定度的確定1) 噴嘴處空氣比容引起的不確定度分量u1由熱力學公式，PV=mRT可以推出：其中，tn：表示噴嘴前的風溫，； Pn：表示噴嘴前的壓力，Pa0.0029 0.000008根據校準證書，噴嘴前測風溫的鉑電阻其測量結果的擴展不確定度為U0.04，其中k2。所以其標準不確定度。 噴嘴前的壓力測量儀器的擴展不確定度為U20，其中k2，所以upa=20/2=10Pa所以 u10. 09810-3 m3/kg2) 風量引起的不確定度分量u2風量的計算公式為： 其中，A：表示噴嘴的面積，m2 Dn：表示噴嘴的直徑，m Pv：表示噴嘴前后的靜壓差，Pa 由公式知，造成風量誤差的主要來源是噴嘴前后的靜壓差Pv和噴嘴處的空氣比容Vn。則 ； 根據校準證書，噴嘴前后的靜壓差測量儀的擴展不確定度為U1.3 Pa，其中k2，則uPv0.65 Pa，而u1 = uVn= 0.000098 m3/kg，所以u2 0.000139 m3/s。3) 噴嘴處的含濕量引起的不確定度u3含濕量的計算公式為W1 表示出風口的含濕量 t1 表示出風口的干球溫度t2表示出風口的濕球溫度W2表示出風口濕球紗布表面飽和空氣層的含濕量0.0007460.000005860.9992而出風口濕球紗布表面飽和空氣層的含濕量計算公式為 根據校準證書得到，測量干球和濕球溫度的鉑電阻的擴展不確定度為U0.04，其中k2。其標準不確定度。且所以 u3= uW1=0.0000149 kg/kg(a)4) 室內側回風空氣焓值引起的不確定度分量u4ha110101+1000(2501+1.85d1）Wl其中tw1表示空調器室內回風空氣的濕球溫度，；Wl：表示tw1對應的含濕量，kg / kg（a）td1：表示空調器室內回風空氣干球溫度，。根據校準證書，測量回風溫度的鉑電阻的擴展不確定度為U0.04，其中k2。所以其標準不確定度；采用上節計算uWo的方法，可以得出uW10.014910-3 kg / kg(a)。 1030, 2.55106=43.2J/kg5) 室內側送風空氣焓值引起的不確定度分量u5ha21010tdo+1000(2501+1.850tdo）Wo根據校準證書，測量送風溫度的鉑電阻的擴展不確定度為U0.04，其中k2。所以其標準不確定度；由前面的計算有uWo = 0.014910-3 kg / kg(a)，且有1030 , 2.55106= 43.2 J/kg6) 受風室漏熱量引起的不確定度分量u6受風室漏熱量其中受風室漏熱面積Sl0.684m2，漏熱系數kl4.800 W/（m2），故以上公式可變為：根據校準證書，測回風和送風溫度的鉑電阻的擴展不確定度為U0.04，其中k2，uta1uta20.02。而3.286 ， 3.286故 u6 0.0929W7) 環境條件波動引起的不確定度分量u7制冷量為七次不同時刻讀數的