ISO/TS 16491:2012
(Main)Guidelines for the evaluation of uncertainty of measurement in air conditioner and heat pump cooling and heating capacity tests
Guidelines for the evaluation of uncertainty of measurement in air conditioner and heat pump cooling and heating capacity tests
ISO/TS 16491:2012 gives guidance on the practical applications of the principles of performance measurement of air-cooled air-conditioners and air-to-air heat pumps as described in ISO 5151, ISO 13253, and ISO 15042.
Lignes directrices pour l'évaluation de l'incertitude de mesure lors des essais de puissance frigorifique et calorifique des climatiseurs et des pompes à chaleur
L'ISO/TS 16491:2012 donne des lignes directrices pour les applications pratiques des principes de mesure de la performance des climatiseurs à condensation par air et des pompes à chaleur air/air tels que décrits dans l'ISO 5151, l'ISO 13253 et l'ISO 15042.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 16491
First edition
2012-12-01
Guidelines for the evaluation of
uncertainty of measurement in air
conditioner and heat pump cooling and
heating capacity tests
Lignes directrices pour l'évaluation de l'incertitude de mesure lors des
essais de puissance frigorifique et calorifique des climatiseurs et des
pompes à chaleur
Reference number
©
ISO 2012
© ISO 2012
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Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 3
5 Method of calculation . 4
5.1 Calibration . 4
5.2 Correction . 4
5.3 (Instrumental) drift . 4
5.4 Stability . 4
5.5 Uncertainty due to the lack of homogeneity . 4
6 Explanatory notes useful in laboratory application . 4
6.1 Uncertainty . 4
6.2 Confidence level . 4
6.3 Evaluation of errors . 5
6.4 Steps in evaluation of uncertainty in measurements . 5
6.5 Uncertainty of measurements . 5
7 Evaluation of uncertainty — Calorimeter room method . 7
7.1 Cooling capacity test . 8
7.2 Heating capacity test . 11
8 Evaluation of uncertainty — Air enthalpy method . 14
8.1 Cooling capacity test . 15
8.2 Heating capacity test . 16
8.3 Uncertainty of measurement on the air volume flow rate . 18
Annex A (normative) Uncertainty budget sheets . 19
Annex B (informative) Determination of indirect contribution to uncertainty, U(C ) . 27
I
Bibliography . 28
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of document:
an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TS 16491 was prepared by Technical Committee ISO/TC 86, Refrigeration and air-conditioning,
Subcommittee SC 6, Air-cooled air conditioners and air-to-air heat pumps.
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Introduction
This Technical Specification is intended to be a practical guide to assist laboratory personnel in evaluating the
uncertainties in the measurement of the cooling and heating capacities of air conditioners and heat pumps. It
contains a brief introduction to the theoretical basis for the calculations, and contains examples of uncertainty
budget sheets that can be used as a basis for the determination of the uncertainty of measurement.
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 16491:2012(E)
Guidelines for the evaluation of uncertainty of measurement in
air conditioner and heat pump cooling and heating capacity
tests
1 Scope
This Technical Specification gives guidance on the practical applications of the principles of performance
measurement of air-cooled air-conditioners and air-to-air heat pumps as described in ISO 5151, ISO 13253,
and ISO 15042.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms
(VIM)
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
ISO 3534-1, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 1: General statistical terms and terms used in
probability
ISO 5151, Non-ducted air conditioners and heat pumps — Testing and rating for performance
ISO 13253, Ducted air-conditioners and air-to-air heat pumps — Testing and rating for performance
ISO 15042, Multiple split-system air-conditioners and air-to-air heat pumps — Testing and rating for
performance
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/IEC Guide 99, ISO/IEC Guide 98-3,
ISO 3534-1, ISO 5151, ISO 13253 and ISO 15042 apply.
NOTE The definitions of terms 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 and 3.5 are taken from ISO/IEC Guide 99:2007, 2.39, 4.14, 2.53,
4.21 and 4.19, respectively, and they are repeated here for easy reference.
3.1
calibration
operation that, under specified conditions, in a first step, establishes a relation between the quantity values
with measurement uncertainties provided by measurement standards and corresponding indications with
associated measurement uncertainties and, in a second step, uses this information to establish a relation for
obtaining a measurement result from an indication
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.39]
3.2
resolution
smallest change in a quantity being measured that causes a perceptible change in the corresponding
indication
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.14]
NOTE In the case of a digital instrument, this value corresponds to the value of the least significant digit of the
reading of the instrument. This value might be different on the overall range of an instrument.
3.3
correction
modification applied to a measured quantity value to compensate for a known systematic effect
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.53, modified]
3.4
(instrumental) drift
continuous change in an indication, related neither to a change in the quantity being measured nor to a
change of any recognized influence quantity
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.21, modified]
3.5
stability
ability of a measuring instrument or measuring system to maintain its metrological properties constant with
time
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.19, modified]
3.6
uncertainty due to the lack of homogeneity
component specific to air temperature measurements where several probes are used simultaneously
NOTE In this case the air temperature value used in the calculation of heat power is the mean of the measurements
of the different probes.
3.7 Type of error evaluation
3.7.1
type A evaluation of standard uncertainty
evaluation of standard uncertainty based on any valid statistical method for treating data
NOTE Examples are calculating the standard deviation of the mean of a series of independent observations, using
the method of least squares to fit a curve to data in order to evaluate the parameters of the curve and their standard
deviations, and carrying out an analysis of variance in order to identify and quantify random effects in certain kinds of
measurements. If the measurement situation is especially complicated, one should consider obtaining the guidance of a
statistician.
3.7.2
type B evaluation of standard uncertainty
evaluation of standard uncertainty that is usually based on scientific judgment using all the relevant
information available
NOTE Relevant information can include
previous measurement data,
experience with, or general knowledge of, the behaviour and property of relevant materials and instruments,
manufacturer’s specifications,
data provided in calibration and other reports, and
uncertainties assigned to reference data taken from handbooks.
2 © ISO 2012 – All rights reserved
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols defined in ISO 5151, ISO 13253 and ISO 15042 and the
following apply.
Symbol Description Unit
e water vapour partial pressure Pa
e (T ) water vapour partial pressure at T Pa
w d d
f enhancement factor, considered as a constant value equal to 1 —
w
heat leakage coefficient between the indoor side compartment of the
-1
K W·K
S,i
calorimeter and its surroundings
heat leakage coefficient between the outdoor side compartment of the -1
K W·K
S,o
calorimeter and its surroundings
heat leakage coefficient between indoor side and outdoor side
-1
K W·K
S,p
compartments of the calorimeter through the separating partition
m dry air mass kg
a
-1
M dry air mass molar molar (kg·mol )
a
-1
M water vapour mass molar molar (kg·mol )
v
N number of sensors —
N number of values recorded during the acquisition time —
T
p atmospheric pressure Pa
p dry air partial pressure Pa
a
p water vapour partial pressure at wet-bulb temperature T Pa
w w
water flow rate through the coil of the indoor side compartment of the
q kg/s
iw
calorimeter
water flow rate through the coil of the outdoor side compartment of the
q kg/s
ow
calorimeter
R perfect gas constant —
T air dry bulb temperature °C
T air dew point temperature °C
d
T value measured by the sensor i —
i
T mean value measured by N sensors —
m
T air temperature in the indoor side compartment of the calorimeter °C
iam
T air temperature in the outdoor side compartment of the calorimeter °C
oam
ai
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 16491
Première édition
2012-12-01
Lignes directrices pour l'évaluation de
l'incertitude de mesure lors des essais de
puissance frigorifique et calorifique des
climatiseurs et des pompes à chaleur
Guidelines for the evaluation of uncertainty of measurement in air
conditioner and heat pump cooling and heating capacity tests
Numéro de référence
©
ISO 2012
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.7 Types d’évaluation des erreurs . 2
4 Symboles . 3
5 Méthode de calcul . 4
5.1 Étalonnage . 4
5.2 Correction . 4
5.3 Dérive (instrumentale) . 5
5.4 Stabilité . 5
5.5 Incertitude liée au manque d’homogénéité . 5
6 Notes explicatives utiles pour l’application en laboratoire . 5
6.1 Incertitude . 5
6.2 Niveau de confiance . 5
6.3 Évaluation des erreurs . 5
6.4 Étapes d’évaluation de l’incertitude de mesure . 5
6.5 Incertitude de mesure . 6
7 Évaluation de l’incertitude — Méthode de la chambre calorimétrique . 8
7.1 Essai de puissance frigorifique . 9
7.2 Essai de puissance calorifique . 12
8 Évaluation de l’incertitude – Méthode enthalpique sur l’air . 16
8.1 Essai de puissance frigorifique . 17
8.2 Essai de puissance calorifique . 18
8.3 Incertitude de mesure du débit d’air volumique . 19
Annexe A (normative) Feuilles de bilan d’incertitude . 20
Annexe B (informative) Détermination de la contribution indirecte à l’incertitude, U(C ) . 29
I
Bibliographie . 30
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents:
— une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
— une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/TS 16491 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 86, Froid et climatisation, sous-comité SC 6,
Essai et étalonnage des climatiseurs et pompes à chaleur.
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
Introduction
La présente Spécification technique est destinée à constituer un guide pratique pour aider le personnel de
laboratoire à évaluer les incertitudes de mesure de la puissance frigorifique et de la puissance calorifique des
climatiseurs. Elle contient une brève introduction aux bases théoriques de calcul ainsi que des exemples de
feuilles de bilan d’incertitude pouvant être utilisées comme base pour la détermination de l’incertitude de
mesure.
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 16491:2012(F)
Lignes directrices pour l'évaluation de l'incertitude de mesure
lors des essais de puissance frigorifique et calorifique
des climatiseurs et des pompes à chaleur
1 Domaine d’application
La présente Spécification technique donne des lignes directrices pour les applications pratiques des principes
de mesure de la performance des climatiseurs à condensation par air et des pompes à chaleur air/air tels que
décrits dans l’ISO 5151, l’ISO 13253 et l’ISO 15042.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
Guide ISO/CEI 99, Vocabulaire international de métrologie ― Concepts fondamentaux et généraux et termes
associés (VIM)
Guide ISO/CEI 98-3, Incertitude de mesure ― Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
(GUM:1995)
ISO 3534-1, Statistique ― Vocabulaire et symboles ― Partie 1: Termes statistiques généraux et termes
utilisés en calcul des probabilités
ISO 5151, Climatiseurs et pompes à chaleur non raccordés ― Essais et détermination des caractéristiques de
performance
ISO 13253, Climatiseurs et pompes à chaleur air/air raccordés ― Essais et détermination des caractéristiques
de performance
ISO 15042, Climatiseurs et pompes à chaleur air/air multi-split ― Essais et détermination des caractéristiques
de performance
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans le Guide ISO/CEI 99, le
Guide ISO/CEI 98-3, l'ISO 3534-1, l'ISO 5151, l'ISO 13253 et l'ISO 15042 s’appliquent.
NOTE Les définitions des termes de 3.1 à 3.5 ont été reprises du Guide ISO/CEI 99:2007, 2.39, 4.14, 2.53, 4.21 et
4.19, respectivement, et sont répétées ici pour une référence facile.
3.1
étalonnage
opération qui, dans des conditions spécifiées, établit en une première étape une relation entre les valeurs et
les incertitudes de mesure associées qui sont fournies par des étalons et les indications correspondantes
avec les incertitudes associées, puis utilise en une seconde étape cette information pour établir une relation
permettant d’obtenir un résultat de mesure à partir d’une indication.
[SOURCE: Guide ISO/CEI 99:2007, 2.39]
3.2
résolution
plus petite variation de la grandeur mesurée qui produit une variation perceptible de l’indication
correspondante
[SOURCE: Guide ISO/CEI 99:2007, 4.14]
NOTE Dans le cas d’un instrument numérique, cette valeur correspond à la valeur du dernier chiffre significatif de la
lecture de l’instrument. Cette valeur peut être différente sur la plage globale d’un instrument.
3.3
correction
modification appliquée à une grandeur mesurée pour compenser un effet systématique connu
[SOURCE: Guide ISO/CEI 99:2007, 2.53, modifié]
3.4
dérive (instrumentale)
variation continue d’une indication, qui n’est liée ni à une variation de la grandeur mesurée, ni à une variation
d’une grandeur d’influence identifiée
[SOURCE: Guide ISO/CEI 99:2007, 4.21, modifié]
3.5
stabilité
propriété d’un instrument de mesure selon laquelle celui-ci conserve ses propriétés métrologiques constantes
au cours du temps
[SOURCE: Guide ISO/CEI 99:2007, 4.19, modifié]
3.6
incertitude due au manque d’homogénéité
composante s’appliquant spécifiquement aux mesurages de la température de l’air lorsque plusieurs sondes
sont utilisées simultanément
NOTE Dans ce cas, la valeur de la température de l’air utilisée dans le calcul de la puissance calorifique est la
moyenne des mesures des différentes sondes
3.7 Types d’évaluation des erreurs
3.7.1
évaluation de type A de l’incertitude-type
évaluation de l’incertitude-type reposant sur toute méthode statistique valable pour le traitement des données.
NOTE Cela consiste par exemple à calculer l’écart-type de la moyenne d’une série d’observations indépendantes en
utilisant la méthode des moindres carrés pour ajuster une courbe aux données afin d’évaluer les paramètres de la courbe
et leurs écarts-types, et à réaliser une analyse de la variance pour identifier et quantifier les effets aléatoires dans certains
types de mesurages. Si la situation de mesurage est particulièrement complexe, il convient d’envisager de demander
l’aide d’un statisticien.
3.7.2
évaluation de type B de l’incertitude-type
évaluation de l’incertitude-type qui repose généralement sur un jugement scientifique fondé sur toutes les
informations pertinentes disponibles
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
NOTE Les informations pertinentes peuvent inclure:
des résultats de mesures antérieures;
l’expérience ou la connaissance générale du comportement et des propriétés des matériaux et instruments utilisés;
les spécifications du fabricant;
les données fournies par des certificats d’étalonnage ou autres rapports;
l’incertitude assignée à des valeurs de référence provenant d’ouvrages et manuels.
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles définis dans l’ISO 5151, l’ISO 13253 et l’ISO 15042 ainsi
que les suivants s’appliquent.
Symbole Description Unité
e pression partielle de la vapeur d’eau Pa
e (T ) pression partielle de la vapeur d’eau à T Pa
w d d
f facteur d’amélioration considéré comme une valeur —
w
constante égale à 1
-1
K coefficient de déperdition de chaleur entre l’enceinte côté W·K
S,i
intérieur de la chambre calorimétrique et son
environnement
-1
K coefficient de déperdition de chaleur entre l’enceinte côté W·K
S,o
extérieur de la chambre calorimétrique et son
environnement
-1
K coefficient de déperdition de chaleur entre les enceintes W·K
S,p
côté intérieur et côté extérieur de la chambre
calorimétrique à travers la cloi
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.