盧智斌 尚明言 陳信勇

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

組合式空調(diào)機(jī)組在歐盟市場(chǎng)沒(méi)有ERP性能強(qiáng)制認(rèn)證的法規(guī)，但是在競(jìng)爭(zhēng)激烈的商用空調(diào)銷售市場(chǎng)，制造商通常選擇一些在當(dāng)?shù)卣J(rèn)可度較高的第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)或者行業(yè)協(xié)會(huì)申請(qǐng)自愿性認(rèn)證，以助力于制造商的產(chǎn)品在銷售市場(chǎng)中脫穎而出，而EUROVENT是歐盟市場(chǎng)上權(quán)威性較高行業(yè)協(xié)會(huì)之一，本文以EUROVENT行業(yè)協(xié)會(huì)的認(rèn)證要求對(duì)此類產(chǎn)品的檢測(cè)認(rèn)證方法展開(kāi)研究。按EUROVENT的TCR[1]文件要求，此類產(chǎn)品分實(shí)體組件（Real Unit）性能和箱體（Model Box）機(jī)械性能兩方面的測(cè)試。

1 實(shí)體組件（Real Unit）性能測(cè)試

實(shí)體組件為組合式空調(diào)機(jī)組的功能組件，包括風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾、能量回收、熱交換等組件，依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)EN13053[2]對(duì)各種功能段進(jìn)行測(cè)試。其中，EUROVENT認(rèn)證針對(duì)實(shí)體組件的輸出風(fēng)量、機(jī)外靜壓、消耗功率、制冷能力、制熱能力、熱回收效率以及噪音進(jìn)行評(píng)估。

1.1 風(fēng)量-壓力-功率測(cè)試

使用風(fēng)室或風(fēng)道方法測(cè)試，安裝類型采用B（自由進(jìn)口，風(fēng)管出口）、C（風(fēng)管進(jìn)口，自由出口）或D（風(fēng)管進(jìn)口，風(fēng)管出口）方式，具體測(cè)試方法按ISO 5801:2007[4]要求進(jìn)行。需要分別在送風(fēng)側(cè)測(cè)試3個(gè)風(fēng)量點(diǎn)（名義風(fēng)量、名義風(fēng)量±5 %），新風(fēng)側(cè)測(cè)試1個(gè)風(fēng)量點(diǎn)。記錄風(fēng)量、總風(fēng)機(jī)壓力、機(jī)外靜壓、過(guò)濾網(wǎng)初始?jí)航?、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入功率等數(shù)據(jù)。測(cè)試進(jìn)行時(shí)，只打開(kāi)測(cè)試側(cè)的風(fēng)道，其它的風(fēng)道需要關(guān)閉。最終的測(cè)試結(jié)果需修正為標(biāo)準(zhǔn)空氣（空氣密度為1.2 kg/m3）的風(fēng)量。

由于測(cè)試進(jìn)行時(shí)，過(guò)濾網(wǎng)是潔凈的初始狀態(tài)，因此測(cè)試外部靜壓（ESP）需要按修正的濾網(wǎng)設(shè)計(jì)壓降和測(cè)試初始?jí)航涤?jì)算實(shí)際的可用外部靜壓（ASP）。

修正濾網(wǎng)設(shè)計(jì)壓降=（宣稱濾網(wǎng)最終壓降+測(cè)試初始?jí)航担?2

可用外部靜壓（ASP）=測(cè)試外部靜壓（ESP）-（修正濾網(wǎng)設(shè)計(jì)壓降-測(cè)試初始?jí)航担?/p>

對(duì)于使用變頻風(fēng)機(jī)的機(jī)組，測(cè)試時(shí)須根據(jù)制造商提供的測(cè)試方法調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與風(fēng)閥，使機(jī)組輸出風(fēng)量達(dá)到其宣稱值，此時(shí)若實(shí)測(cè)的可用機(jī)外靜壓和輸入功率在標(biāo)準(zhǔn)容差范圍內(nèi)，測(cè)試即符合要求。

對(duì)于使用定頻風(fēng)機(jī)的機(jī)組，則以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，測(cè)試過(guò)程以調(diào)整風(fēng)閥使風(fēng)量達(dá)到宣稱值，此時(shí)對(duì)應(yīng)的可用機(jī)外靜壓和輸入功率在容差范圍內(nèi)，測(cè)試即符合要求。

測(cè)試容差：可用機(jī)外靜壓不小于 -4 %或-15 Pa取較大值，輸入功率不超過(guò) +3 %[1]。

1.2 制冷和制熱能力測(cè)試

EUROVENT的認(rèn)證要求制冷和制熱能力都需要分別在2個(gè)不同的環(huán)境工況下測(cè)試。第一個(gè)工況為設(shè)計(jì)工況（見(jiàn)下），第二個(gè)工況為EUROVENT從制造商的選型軟件中隨機(jī)抽取1個(gè)環(huán)境工況。測(cè)試時(shí)使用的風(fēng)量和水流量為制造商的宣稱值。

制冷：空氣進(jìn)風(fēng)溫度：27 ℃，空氣進(jìn)風(fēng)相對(duì)濕度：47 % RH，水側(cè)進(jìn)水溫度：7 ℃，水流量：制造商的宣稱值。

制熱：空氣進(jìn)口溫度：10 ℃，水側(cè)進(jìn)水溫度：60 ℃，水流量：制造商的宣稱值。

測(cè)試容差：制冷和制熱能力不小于 -2 %，水壓降不大于+10 %或+2 kPa中較大值。

1.3 熱回收效率測(cè)試

常見(jiàn)的熱回收系統(tǒng)有循環(huán)式盤管、旋轉(zhuǎn)式熱交換器和板式換熱器三種系統(tǒng)，EUROVENT對(duì)各種系統(tǒng)測(cè)試要求要參考對(duì)應(yīng)熱回收部件標(biāo)準(zhǔn)[5-7]。熱回收測(cè)試應(yīng)在干燥工況下溫差至少為20 K的環(huán)境下進(jìn)行，新風(fēng)側(cè)進(jìn)口溫度不應(yīng)低于5 ℃，只測(cè)試一個(gè)工況點(diǎn)，新風(fēng)側(cè)風(fēng)量應(yīng)等于抽風(fēng)側(cè)設(shè)計(jì)風(fēng)量。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN13053要求，熱回收測(cè)試方法須參考標(biāo)準(zhǔn)EN 308[8]。熱回收效率ηt計(jì)算公式為：

式中：

t22—新風(fēng)側(cè)出風(fēng)溫度；

t21—新風(fēng)側(cè)進(jìn)風(fēng)溫度；

t11—抽風(fēng)側(cè)進(jìn)風(fēng)溫度。

測(cè)試點(diǎn)和連接方式按圖1進(jìn)行，分別測(cè)試熱回收裝置新風(fēng)側(cè)和抽風(fēng)側(cè)的進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度、進(jìn)風(fēng)靜壓、出風(fēng)靜壓、風(fēng)量參數(shù)，并計(jì)算新風(fēng)側(cè)和抽風(fēng)側(cè)壓降。按EN 308要求在與機(jī)組相連的每條風(fēng)道中分別布置一個(gè)溫度測(cè)量平面，測(cè)量在風(fēng)道橫截面上的五個(gè)點(diǎn)處的空氣溫度（具體測(cè)試位置見(jiàn)EN 308），以確認(rèn)風(fēng)道內(nèi)的溫度是否分布均勻。注意按照標(biāo)準(zhǔn)EN 308的要求，新風(fēng)側(cè)和抽風(fēng)側(cè)熱平衡比要在±5 %以內(nèi)，該測(cè)試結(jié)果才有效。

圖1 熱回收裝置測(cè)試連接圖[8]

測(cè)試容差：熱回收效率不小于 -3 %，熱回收空氣側(cè)壓降不大于 +10 %或+15 Pa，取較大值。

1.4 噪聲測(cè)試

需對(duì)機(jī)組的進(jìn)入、流出風(fēng)管和箱體分別產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行測(cè)試。風(fēng)管噪聲可使用混響室測(cè)試法、空曠地測(cè)試法或聲密度測(cè)試法三種方法進(jìn)行測(cè)試，需分別測(cè)試 125 Hz、250 Hz、500 Hz、1 000 Hz、2 000 Hz、4 000 Hz、8 000 Hz頻率下的聲功率值。測(cè)試噪音時(shí)，機(jī)組只開(kāi)啟送風(fēng)側(cè)風(fēng)機(jī)，在名義工況（20 ℃）下運(yùn)行，進(jìn)風(fēng)口（或出風(fēng)口）為自由進(jìn)風(fēng)，出風(fēng)口（或進(jìn)風(fēng)口）需安裝長(zhǎng)度至少為出風(fēng)口（或進(jìn)風(fēng)口）直徑長(zhǎng)度的風(fēng)管，具體安裝例子見(jiàn)圖2。低頻率的風(fēng)管末端噪聲按標(biāo)準(zhǔn)EN 12102進(jìn)行修正。

圖2 進(jìn)出風(fēng)管噪音測(cè)試[1]

箱體噪聲測(cè)試同樣可使用混響室測(cè)試法、空曠地測(cè)試法或聲密度測(cè)試法三種方法，機(jī)組只開(kāi)啟送風(fēng)側(cè)風(fēng)機(jī)，在名義工況（20 ℃）下運(yùn)行，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口需安裝風(fēng)管測(cè)試，具體安裝例子見(jiàn)圖3。

圖3 箱體噪音測(cè)試[1]

2 箱體（model box）機(jī)械性能測(cè)試

箱體測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為EN 1886[3]，測(cè)試樣機(jī)要求不少于2個(gè)功能段組成，高度和寬度尺寸在0.9～1.4 m之間，總的箱體表面積在10～30 m2之間，并安裝過(guò)濾器框架（無(wú)過(guò)濾介質(zhì)）。如果樣機(jī)需要實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接和安裝，則要求箱體上使用的所有材料、安裝工藝、安裝方法等都必須與實(shí)體組件相同，不能增加額外的密封，比如額外打膠、額外增加緊固組件等方法都是不允許的。

2.1 機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試

按標(biāo)準(zhǔn)EN 1886要求，機(jī)械強(qiáng)度共分為D1、D2、D3等級(jí)，具體劃分見(jiàn)表1，測(cè)試壓力見(jiàn)表2。

表1 外殼等級(jí)界定

表2 機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試條件

組合式空調(diào)機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試工況下運(yùn)行時(shí)，撓度的測(cè)試精度為±0.5 mm。例如，圖4中，X′X″是R′S′的撓度測(cè)量值，XX″是PQ的撓度測(cè)量值。需要注意是X′X″是面板抗變形能力的擾度，XX″是框架和面板抗變形能力的擾度，RR′和SS′是框架抗變形能力的擾度。

圖4 機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試[2]

2.2 外殼氣密性測(cè)試

外殼氣密性分別在-400 Pa和+700 Pa兩種不同的機(jī)外靜壓下進(jìn)行測(cè)試，最大泄漏率等級(jí)見(jiàn)表3和表4。

表3 -400 Pa測(cè)試壓力下的外殼氣密性等級(jí)

表4 +700 Pa測(cè)試壓力下的外殼氣密性等級(jí)

如果機(jī)組實(shí)際測(cè)試壓力偏離了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試壓力-400 Pa和700 Pa，則需按如公式（2）修正為-400 Pa和700 Pa壓力下的泄漏率：

式中：

fm—指實(shí)際測(cè)試壓力下的泄漏率；

f400和f700—指修正到400和700 Pa壓力下的泄漏率。

測(cè)試箱體在進(jìn)出口兩端預(yù)先開(kāi)好進(jìn)風(fēng)口，使用工裝給箱體進(jìn)行加壓和抽壓，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試壓力-400 Pa和+700 Pa下達(dá)到壓力穩(wěn)定時(shí)記錄實(shí)測(cè)風(fēng)量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)即為箱體的漏風(fēng)量（漏風(fēng)量除以外殼總面積則為箱體的漏風(fēng)率）。

漏風(fēng)量的影響主要來(lái)自于操作門、框架和面板間的縫隙等需要銜接的地方，因此箱體的組裝工藝和箱體密封制造工藝非常重要。另外還須注意測(cè)試樣機(jī)在物流運(yùn)輸過(guò)程要有充分的保護(hù)。在測(cè)試樣機(jī)的組裝時(shí)必須注意功能段的組裝是否符合制造商的設(shè)計(jì)要求，發(fā)現(xiàn)有箱體損壞的地方須進(jìn)行修補(bǔ)，否則將導(dǎo)致測(cè)試漏風(fēng)量變大。

2.3 過(guò)濾器旁通泄漏率測(cè)試

過(guò)濾器旁通泄漏率分別在-400 Pa和+400 Pa下測(cè)試，不同的過(guò)濾器等級(jí)對(duì)應(yīng)的最大泄漏率見(jiàn)表5，不同類型的機(jī)組使用的空氣流速按表6設(shè)置。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)使用制造商提供的封板以代替過(guò)濾器進(jìn)行測(cè)試，封板必須與過(guò)濾器的形狀，尺寸和表面質(zhì)量完全相同。

表5 ±400 Pa測(cè)試壓力下，可允許的過(guò)濾器旁通泄漏率

表6 不同類型機(jī)組的過(guò)濾段的空氣流速

在測(cè)試正壓時(shí)，首先使用封板測(cè)試總漏風(fēng)量（包括外殼漏風(fēng)量+過(guò)濾器旁通漏風(fēng)量），然后完全密封過(guò)濾器組件，再測(cè)試外殼漏風(fēng)量，見(jiàn)圖5，由于外殼漏風(fēng)量是不經(jīng)過(guò)過(guò)濾器而直接進(jìn)入風(fēng)道，因此過(guò)濾器漏風(fēng)量=總漏風(fēng)量-外殼漏風(fēng)量。

圖5 正壓時(shí)測(cè)試總漏風(fēng)量[3]

測(cè)試負(fù)壓時(shí)直接測(cè)試總漏風(fēng)量即可（外殼漏風(fēng)量也屬于未過(guò)濾空氣）。封板（代替過(guò)濾器）設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意封板的結(jié)構(gòu)與安裝方向，確保施加正壓和負(fù)壓時(shí)，封板是被吸向過(guò)濾器框架增強(qiáng)密封性。否則，封板將受壓被頂開(kāi)，導(dǎo)致過(guò)濾器旁通泄漏率測(cè)試增大。

2.4 熱傳遞和熱電橋測(cè)試

測(cè)試熱傳遞需在組合式空調(diào)機(jī)組內(nèi)外溫差穩(wěn)定在至少在20 ℃以上的情況下進(jìn)行測(cè)試，用以下公式計(jì)算得出表7對(duì)應(yīng)熱傳遞等級(jí)。

表7 組合式空調(diào)機(jī)組外殼熱傳遞值等級(jí)

式中：

Pel—電加熱器和環(huán)流風(fēng)機(jī)的電源輸入功率；

A—外表面面積；

Δtair—箱體內(nèi)/外空氣的溫差Δtair=ti?ta；

ti—內(nèi)部空氣溫度平均值；

ta—外部空氣溫度平均值。

測(cè)試中，當(dāng)內(nèi)外溫度的平均溫差穩(wěn)定為20 ℃時(shí)，建立外表面上任意點(diǎn)與內(nèi)部空氣溫度平均值的最小溫差。最小溫差與箱體內(nèi)/外空氣的溫差比值為熱電橋系數(shù)，用以下公式計(jì)算得出表8對(duì)應(yīng)熱電橋等級(jí)。

表8 外殼的熱電橋系數(shù)等級(jí)

式中：

Δtmin—最小溫差Δtmin=ti?tsmax；

tsmax—箱體外表面最高溫度。

測(cè)試時(shí)箱體內(nèi)必須包含以下裝置：

1）一個(gè)或多個(gè)電加熱器，從外部進(jìn)行控制。

2）一個(gè)或多個(gè)環(huán)流風(fēng)機(jī)，總的自由風(fēng)量效果等于每小時(shí)換氣100～110次，使內(nèi)部各測(cè)量點(diǎn)之間的空氣溫差不大于2 K，機(jī)組內(nèi)的測(cè)試裝置不能影響外殼的熱傳遞。箱體必須沿長(zhǎng)度方向等分為三個(gè)測(cè)量段。

3）在箱體內(nèi)必須放置16個(gè)溫度測(cè)量裝置，如圖6，每個(gè)測(cè)量段的各個(gè)角落都放置一個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)。測(cè)量點(diǎn)每離側(cè)板100 mm就需放置一個(gè)。箱體內(nèi)外所使用的所有溫度測(cè)量裝置都必須防止熱輻射。在距離箱體四側(cè)，頂面和底面各0.25 m的地方測(cè)量外部氣溫。

圖6 箱體熱傳遞測(cè)試電加熱器位置[3]

采用穩(wěn)定的電源給加熱器和風(fēng)機(jī)上電，在內(nèi)部平均氣溫的測(cè)量值達(dá)到穩(wěn)態(tài)之前，保持電壓不變。30 min內(nèi)，測(cè)量裝置（內(nèi)部和外部平均溫度）所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)偏差不能超過(guò)1 K。

測(cè)量過(guò)程中，內(nèi)部測(cè)量點(diǎn)的溫差不能超過(guò)2 K，或內(nèi)部區(qū)域內(nèi)三個(gè)平均溫度測(cè)量值的溫差不能超過(guò)0.5 K，外部測(cè)量點(diǎn)的溫差不能超過(guò)0.5 K。

在穩(wěn)定的測(cè)試條件下，采用每個(gè)測(cè)試段的8個(gè)測(cè)試點(diǎn)的平均內(nèi)部溫度和最大外部溫度，計(jì)算熱電橋系數(shù)Kb，且計(jì)算每個(gè)區(qū)域的最小熱電橋系數(shù)Kb。用于確定溫度等級(jí)的Kb值為三段中的最小值。表面溫度測(cè)量裝置的直徑必須是7～9 mm，可用紅外線測(cè)量方法幫助確定箱體外部最高溫度位置，再用熱電偶測(cè)量該位置溫度。

2.5 外殼隔音測(cè)試

測(cè)試方法為ISO 11546-2所述的人造聲源測(cè)試方法，且測(cè)試過(guò)程必須符合ISO 3744[9]或ISO 3743[10,11]。測(cè)試箱體內(nèi)，在連續(xù)兩處安裝聲源，聲源不應(yīng)對(duì)地面造成振動(dòng)。聲源離各側(cè)箱壁的位置不能小于0.2×d，其中，d指箱體最小內(nèi)部尺寸。

將聲源放置在箱體的第一個(gè)位置處。如ISO 3744或ISO 3743所述，根據(jù)包絡(luò)面方法在指定的擴(kuò)音器位置測(cè)量箱體內(nèi)倍頻段在125～8 000 Hz范圍內(nèi)的倍頻聲壓級(jí)，計(jì)算對(duì)數(shù)平均聲壓級(jí)。然后，將聲源移動(dòng)到第二個(gè)位置處，重復(fù)測(cè)試獲得第二個(gè)對(duì)數(shù)平均聲壓級(jí)。2次測(cè)試值需用背景噪音系數(shù)進(jìn)行修正，見(jiàn)以下公式。根據(jù)2次測(cè)量值（每個(gè)倍頻段）的算術(shù)平均值，計(jì)算箱體聲源的平均聲壓級(jí)。

式中：

第三步，拆除箱體，將聲源安裝在箱體位置中心，測(cè)量聲源平均聲壓級(jí)。擴(kuò)音器的位置與前兩組測(cè)試相同，需用背景噪音系數(shù)進(jìn)行修正。

最后結(jié)果使用聲源平均聲壓級(jí)減去箱體平均聲壓級(jí)。

3 結(jié)語(yǔ)

歐盟組合式空調(diào)機(jī)組的測(cè)試評(píng)估項(xiàng)目較多，為避免測(cè)試過(guò)程中偏離機(jī)組的設(shè)計(jì)性能，測(cè)試需要注意以下幾點(diǎn)：

1）測(cè)試結(jié)果允差較小，設(shè)計(jì)宣稱值須考慮生產(chǎn)導(dǎo)致的一致性偏差；

2）樣機(jī)在物流運(yùn)輸過(guò)程中要要做好充分的保護(hù)，以防止樣機(jī)的變形損壞對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響；

3）對(duì)選型軟件計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性要求高，在編制選型軟件過(guò)程中需結(jié)合較多的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，否則測(cè)試將會(huì)較容易出現(xiàn)不合格情況；

4）箱體的機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果沒(méi)有容差（除外殼隔音），實(shí)測(cè)結(jié)果必須達(dá)到列名對(duì)應(yīng)的等級(jí)，否則將進(jìn)行復(fù)測(cè)或下標(biāo)等級(jí)。