ISO/DIS 5151

Non-ducted air-cooled air conditioners and air-to-air heat pumps -- Testing and rating for performance

Climatiseurs à condenseur à air et pompes à chaleur air/air non raccordés -- Essais et détermination des caractéristiques de performance

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 5151
ISO/TC 86/SC 6 Secretariat: ANSI
Voting begins on: Voting terminates on:
2005-07-11 2005-12-12

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Non-ducted air conditioners and heat pumps — Testing and
rating for performance

Climatiseurs et pompes à chaleur non raccordés — Essais et détermination des caractéristiques de

performance
[Revision of first edition (ISO 5151:1994)]
ICS 23.120; 27.080

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stage.

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secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE

REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.

IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT

INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO

WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
© International Organization for Standardization, 2005
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ISO/DIS 5151
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ii ISO 2005 – All rights reserved
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Contents
1 Scope……………………………………………………………………………………………………………..1
2 Normative reference….……………………………………………………………………………………….2
3 Definitions……………………………………………………………………………………………………….2
4 Cooling Tests…………………………………………………………………………………………………...7
5 Heating Tests………………………………………………………………………………………………….20
6 Test methods………………………………………………………………………………………………….34
7 Test Results……………………………………………………………………………………………………40
8 Marking Provisions…………………………………………………………………………………………..47
9 Publication of ratings………………………………………………………………………………………..48

Figure 1 Air-flow diagram illustrating definitions given in 3.4 to 3.13................................................ 4

Table 1 Cooling capacity rating conditions ........................................................................................... 9

Table 2 Voltages for capacity and performance tests....................................................................... 10

Table 3 Maximum cooling test conditions .......................................................................................... 13

Table 4 Minimum cooling, freeze-up air blockage and freeze-up drip test conditions ................... 16

Table 5 Condensate control test conditions ....................................................................................... 19

Table 6 Heating capacity rating conditions......................................................................................... 22

Table 7 Variations allowed in heating capacity tests when using the transient (“T”) test procedure30

Table 8 Maximum heating test conditions .......................................................................................... 31

Table 9 Minimum heating test conditions ........................................................................................... 33

Table 10 Uncertainties of measurements............................................................................................ 37

Table 11 Variations allowed during steady-state cooling and heating capacity tests.................... 38

Table 12 Variations allowed in steady-state performance tests ....................................................... 39

Table 13 Data to be recorded for calorimeter cooling capacity tests............................................... 44

Table 14 Data to be recorded for calorimeter heating capacity tests............................................... 45

Table 15 Data to be recorded during the indoor air-enthalpy capacity tests................................... 46

Annex A Test Requirements................................................................................................................. 49

Annex B Airflow Measurement............................................................................................................. 51

Annex C Calorimeter Test Method ....................................................................................................... 59

Annex D Indoor Air-Enthalpy Test Method ......................................................................................... 71

Annex E Compressor Calibration Method........................................................................................... 75

Annex F Refrigerant Enthalpy Method ................................................................................................ 79

Annex G Outdoor Air-Enthalpy Test Method ...................................................................................... 81

Annex H Outdoor Water Coil Method .................................................................................................. 85

Annex J Indoor Calorimeter Confirming Test Method ....................................................................... 87

Annex K Outdoor Calorimeter Confirming Test Method.................................................................... 89

Annex L Balanced-type Calorimeter Confirming Test Method.......................................................... 91

Annex M Instrumentation and Measurements .................................................................................... 93

Annex N Cooling condensate measurements……………………....................................................... 104

Annex P Flow chart and pictorial examples of the 5.1 heating capacity test procedure……....... 105

Annex Q Symbols Used in Annexes .................................................................................................. 110

Annex R Bibliography ......................................................................................................................... 114

iii
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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 3.

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.

International Standard ISO 5151 was prepared by Technical Committee TC 86, Refrigeration and Air-

conditioning, SC 6, Factory-made air-conditioning and heat pump units.
The first edition cancelled and replaced ISO/R 859:1968.

The second edition of ISO 5151 was prepared by TC 86/SC 6/Working Group WG 1 between 1997, ,

and 2005.

Annex A forms an integral part of this International Standard. Annexes B – R are ”Informative”. It should

be noted that Annexes B to K, while “Informative” contain the mandatory verb “shall” because once the

test method is selected, all of the requirements stated in the Annex must be met..

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Non-ducted air conditioners and heat pumps — Testing and
rating for performance
1 Scope

1.1 This international Standard specifies the standard conditions for capacity and

efficiency ratings of non-ducted air conditioners employing air- and water-cooled

condensers and non-ducted air-to-air heat pumps. . This International Standard also

applies to ducted units rated at less than 8kW and intended to operate at an external

static pressure of less than 25 Pa. The International Standard also specifies the test

methods for determining the capacity and efficiency ratings.

Residential, commercial, and industrial single-package and split-system air conditioners

and heat pumps are included. The equipment shall be factory-made, electrically-
driven, and use mechanical compression. This International Standard covers

equipment utilizing one or more refrigeration systems, one outdoor unit and one or

more indoor units controlled by a single thermostat/controller. This International

Standard covers equipment utilizing single, multiple and variable capacity components.

NOTE For the purposes of this International Standard, the term “equipment” is used to

mean “non-ducted air conditioners and/or non-ducted heat pumps” and “ducted air

conditioners and heat pumps rated at less than 8 kW and intended to operate at external

static pressures of less than 25 Pa.”

1.2 This International Standard also specifies standard performance test conditions and

the corresponding test procedures for determining performance characteristics of air

conditioners and heat pumps that are covered in 1.1.
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1.3 This International Standard does not apply to the testing and rating of:
a) water-source heat pumps;
b) multi-split-system air conditioners and air-to-air heat pumps;
c) mobile (windowless) units having a condenser exhaust duct;
d) individual assemblies not constituting a complete refrigeration system; or
f) equipment using the absorption refrigeration cycle.

g) Ducted equipment except that specified in the note above. (such equipment shall be

tested according to ISO 13253)

1.4 This international standard does not cover the determination of seasonal efficiencies

which may be required in some countries because they provide a better indication of

efficiency under actual operating conditions.
2 Normative reference

The following standard contains provisions, which through reference in this text,

constitute provisions of this International Standard:
ISO 817, Refrigerants — Number designation.
ISO 917, Testing of Refrigerant Compressors
3 Definitions

For the purposes of this International Standard, the following definitions apply (see

Annex Q for the symbols used to identify the terms contained in this International

Standard):
3.1 non-ducted air conditioner
An encased assembly or assemblies that may be either a single-package or split

system. It is designed primarily to provide free delivery of conditioned air to an enclosed

space, room or zone (conditioned space). It includes a prime source of refrigeration for

cooling and dehumidification and may also include means for heating other than a heat

Systems having a single outdoor unit and two or more indoor units, each indoor unit being independently controlled (see ISO

15042).
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pump. It may also include means for circulating, cleaning, humidifying, ventilating or

exhausting air. Such equipment may be provided in more than one assembly; the
separated assemblies (split-systems) of which are intended to be used together.
3.2 non-ducted heat pump
An encased assembly or assemblies that may be either a single-package or a split

system. . It is designed primarily to provide free delivery of conditioned air to an

enclosed space, room or zone (conditioned space). It includes a prime source of

refrigeration for heating. It may be constructed to remove heat from the conditioned

space and discharge it to a heat sink if cooling and dehumidification are desired from the

same equipment. It may also include means for circulating, cleaning, humidifying,

ventilating or exhausting air. Such equipment may be provided in more than one

assembly; the separated assemblies (split-systems) of which are intended to be used

together.
3.3 standard air

Dry air at 20,0°C and at a standard barometric pressure of 101,325 kPa, having a mass

density of 1,204 kg/m .

NOTE The definitions given in 3.4 to 3.13 relating to air-flow are illustrated in Figure 1.

3.4 indoor discharge air-flow
Rate of flow of air from the outlet of the equipment into the conditioned space.
3.5 indoor intake air-flow
Rate of flow of air into the equipment from the conditioned space.
3.6 ventilation air-flow
Rate of flow of air introduced to the conditioned space through the equipment.
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3.7 outdoor discharge air-flow
Discharge rate of flow of air from the equipment.
3.8 outdoor intake air-flow
Rate of flow of air into the equipment from the outdoor-side.
Figure 1 — Air-flow diagram illustrating definitions given in 3.4 to 3.13
3.9 exhaust air-flow

Rate of flow of air from the indoor-side through the equipment to the outdoor-side.

3.10 leakage air-flow

Rate of flow of air interchanged between the indoor-side and outdoor-side through the

equipment as a result of its construction features and sealing techniques.
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3.11 bypassed indoor air-flow

Rate of flow of conditioned air directly from the indoor-side outlet to the indoor-side inlet

of the equipment.
3.12 bypassed outdoor air-flow

Rate of flow of air directly from the outdoor-side outlet to the outdoor-side inlet of the

equipment.
3.13 equalizer opening air-flow

Rate of flow of air through the equalizer opening in the partition wall of a calorimeter.

3.14 total cooling capacity

Amount of sensible and latent heat that the equipment can remove from the conditioned

space in a defined interval of time, expressed in watts.
3.15 heating capacity

Amount of heat that the equipment can add to the conditioned space (but not including

supplementary heat) in a defined interval of time, expressed in watts.
3.16 latent cooling capacity; room dehumidifying capacity

Amount of latent heat that the equipment can remove from the conditioned space in a

defined interval of time, expressed in watts. Latent cooling is derived from the volume of

water extracted by the air conditioner: 1kg/second = 2460 kilowatts
3.17 sensible cooling capacity

Amount of sensible heat that the equipment can remove from the conditioned space in a

defined interval of time, expressed in watts. Sensible cooling effect is derived from the

temperature drop of the air and thermal mass of air.
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3.18 sensible heat ratio
Ratio of the sensible cooling capacity to the total cooling capacity.
3.19 rated voltage(s)
Voltage(s) shown on the nameplate of the equipment.
3.20 rated frequency(ies)
Frequency(ies) shown on the nameplate of the equipment.
3.21 energy efficiency ratio (EER)

Ratio of the total cooling capacity to the effective power input to the device at any given

set of rating conditions. (Where the EER is stated without an indication of units, it shall

be understood that it is derived from watts/watts.)
3.22 coefficient of performance (COP)

Ratio of the heating capacity to the effective power input to the device at any given set of

rating conditions. (Where the COP is stated without an indication of units, it shall be

understood that it is derived from watts/watts.)
3.23 total power input (P )
The average electrical power input to the equipment as measured during the test,
expressed in watts.
3.24 effective power input (P )

Average electrical power input to the equipment expressed in watts and obtained from:

– the power input for operation of the compressor;
– the power input to electric heating devices used only for defrosting;
– the power input to all control and safety devices of the equipment; and
– the power input for operation of all fans and, if applicable, any water-cooled
condenser pump(s).
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3.25 full-load operation

Operation with the equipment and controls configured for the maximum continuous duty

refrigeration capacity specified by the manufacturer and allowed by the unit controls.

Unless otherwise regulated by the automatic controls of the equipment, all indoor units

and compressors shall be functioning during full-load operations.
4 Cooling tests
4.1 Cooling capacity tests and ratings
4.1.1 General conditions

4.1.1.1 All equipment within the scope of this International Standard shall have the

cooling capacities and energy efficiency ratios determined in accordance with
the provisions of this International Standard and rated at the cooling test

conditions specified in Table 1. All tests shall be carried out in accordance with

the requirements of Annex A and the test methods specified in Clause 6. All

tests shall be conducted with the equipment functioning at full-load operation, as

defined by 3.25. The electrical input values used for rating purposes shall be
measured during the cooling capacity test.

4.1.1.2 If the manufacturer of equipment having a variable-speed compressor does not

provide information on the full-load frequency and how to achieve it during a

cooling capacity test, then the equipment shall be operated with its thermostat or

controller set to its minimum allowable temperature setting.
4.1.2 Temperature conditions

4.1.2.1 The temperature conditions stated in Table 1- Columns T1, T2 and T3 - shall be

considered standard rating conditions for the determination of cooling capacity. For

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equipment intended for space cooling, testing shall be conducted at one or more of the

standard rating conditions specified in Table 1.

4.1.2.2 Equipment manufactured only for use in a moderate climate similar to that

specified in Table 1, Column T1, shall have ratings determined by tests conducted at

Table 1 – T1 conditions and shall be designated type T1 equipment.

4.1.2.3 Equipment manufactured only for use in a cool climate similar to that specified

in Table 1, Column T2, shall have ratings determined by tests conducted at Table 1 – T2

conditions and shall be designated type T2 equipment.

4.1.2.4 Equipment manufactured only for use in a hot climate similar to that specified in

Table 1, Column T3, shall have ratings determined by tests conducted at Table 1 - T3

conditions and shall be designated type T3 equipment.

4.1.2.5 Equipment manufactured for use in more than one of the climates defined in

Table 1 shall have marked on the nameplate the designated type (T1, T2 and/or T3).

The corresponding ratings shall be determined by the standard rating conditions
specified in Table 1.
4.1.3 Air-flow conditions
4.1.3.1 Indoor-side air quantity – air enthalpy test method

4.1.3.1.1 Tests shall be conducted at standard rating conditions (see Table 1) with 0 Pa

static pressure maintained at the air discharge of the equipment and with the

refrigeration means in operation. All air quantities shall be expressed as m /s of

standard air as defined in 3.3.

4.1.3.1.2 Air flow measurements should be made in accordance with the provisions

specified in Annex B, as appropriate, as well as the provisions established in other

appropriate annexes of this standard. (NOTE: Additional guidance for making airflow

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measurements can be found in ISO 3966, Measurement of fluid flow in closed conduits

— Velocity area method using pitot static tubes, ISO 5167, Air distribution and air

diffusion — Rules for methods of measuring air flow rate in an air handling duct, and ISO

5221, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices — Part 1:

Orifice plates, nozzles and Venturi tubes inserted in circular cross-section conduits

running full).
Table 1 — Cooling capacity rating conditions
Standard rating conditions
Parameter T1 T2 T3
Temperature of air entering indoor-side:
dry-bulb 27°C 21°C 29°C
wet-bulb 19°C 15°C 19°C
Temperature of air entering outdoor-side:
dry-bulb 35°C 27°C 46°C
24°C 19°C 24°C
wet-bulb
Condenser water temperature:
Inlet 30°C 22°C 30°C
outlet 35°C 27°C 35°C
Test frequency Rated frequency
Test voltage See Table 2
T1 = Standard cooling capacity rating conditions for moderate climates.
T2 = Standard cooling capacity rating conditions cool climates
T3 = Standard cooling capacity rating conditions for hot climates

The wet-bulb temperature condition shall only be required when testing air-cooled

condensers that evaporate the condensate.
. Equipment with dual-rated frequencies shall be tested at each frequency.
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Table 2 — Voltages for capacity and performance tests
(except the maximum cooling and the maximum heating tests)
Test voltage
Rated (nameplate) voltages
90 to 109 100
110 to 127 115
180 to 207 200
208 to 253 230
254 to 341 265
342 to 420 400
421 to 506 460
507 to 633 575
1) For equipment with dual-rated voltages such as 115/230 and 220/440, the test

voltages would be 115 and 230 volts in the first example, and 230 and 460 volts in the

second example. For equipment with an extended voltage range, such as 110-120 volts

or 220-240 volts, the test voltage would be 115 volts or 230 volts, respectively. Where

the extended voltage range spans two or more of the rated voltage ranges, the mean of

the rated voltages shall be used to determine the test voltage from the table.

(EXAMPLE: For equipment with an extended voltage range of 200-220 volts, the test

voltage would be 230 volts, based on the mean voltage of 210 volts.)
4.1.3.2 Outdoor-side air quantity

If the outdoor air flow is adjustable, all tests shall be conducted at the outdoor-side air

quantity or at the fan control setting that is specified by the manufacturer. Where the fan

is non-adjustable, all tests shall be conducted at the outdoor-side air volume flow rate

inherent in the equipment when operated with the following in place: all of the resistance

elements associated with inlets, louvers, and any ductwork and attachments considered

by the manufacturer as normal installation practice. Once established, the outdoor-side

air circuit of the equipment shall remain unchanged throughout all tests prescribed

herein, except to adjust for any change caused by the attachment of the air flow
measuring device when using the outdoor air-enthalpy test method (see G.2.1).
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4.1.4 Test conditions
4.1.4.1 Preconditions

4.1.4.1.1 Tests shall be conducted under the selected conditions with no changes made

in fan speed or system resistance to correct for variations from the standard barometric

pressure (see 3.3).

4.1.4.1.2 Grille positions, damper positions, fan speeds, etc. shall be set in accordance

with the manufacturer’s instructions. In the absence of manufacturer’s instructions, the

grilles, dampers and fan speeds, etc, shall be set to provide maximum cooling capacity.

When tests are made at other settings, these settings shall be noted together with the

cooling capacity ratings.

4.1.4.1.3 The test room reconditioning apparatus and the equipment under test shall be

operated until equilibrium conditions, as required by 6.3, are attained. Equilibrium

conditions shall be maintained for not less than one hour before capacity test data are

recorded.
4.1.4.2 Testing requirements

The test shall provide for the determination of the sensible, latent and total cooling

capacities as determined in the indoor-side compartment.
4.1.4.3 Duration of test

The data shall be recorded at equal intervals that span five minutes or less except as

required by 6.3.3. The recording of the data shall continue for at least a 30-minute

period during which the tolerances specified in 6.3 shall be met.
4.2 Maximum cooling test
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4.2.1 General conditions

The conditions, which shall be used during the maximum cooling test, are given in Table

3. The test shall be conducted with the equipment functioning at full-load operation, as

defined in 3.25. The test voltages in Table 3 shall be maintained at the specified

percentages under running conditions. In addition, the test voltage shall be adjusted so

that it is not less than 86% of the rated voltage at the moment of restarting the

equipment after the shutdown required by 4.2.4.2. The determination of cooling capacity

and electrical power input is not required for this performance test.
4.2.2 Temperature conditions

Tests shall be carried out under the conditions given in Column T1, T2 or T3 of Table 3

based on the intended use, as determined in 4.1.2. For equipment rated for use under

more than one set of operating conditions, the highest relevant set of the intended

operating conditions shall be applied for test purposes.
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Table 3 — Maximum cooling test conditions
Standard test conditions
Parameter T1 T2 T3
(Moderate (Cool (Hot
climate) climate) climate)
Temperature of air entering indoor- side:
dry-bulb 32°C 27°C 32°C
wet-bulb 23°C 19°C 23°C
Temperature of air entering outdoor- side:
dry-bulb 43°C 35°C 52°C
26°C 24°C 31°C
wet-bulb
Condenser water temperature:
34°C 27°C 34°C
inlet
Rated frequency
Test frequency
Test voltage a) 90% and 110% of rated voltage
with a single nameplate rating.
b) 90% of the lower rated voltage
and 110% of the higher rated
voltage for units with a dual or
extended nameplate voltage.

The wet-bulb temperature condition shall only be required when testing air-cooled

condensers that evaporate the condensate.

For equipment with water-cooled condensers, the water flow rate shall be the same as

that used in the cooling capacity test (minimum flow rate for equipment with multiple

cooling capacity rating). For equipment incorporating a condenser water control valve, it

shall be allowed to operate normally.
Equipment with dual-rated frequencies shall be tested at each frequency.
4.2.3 Air-flow conditions

The maximum cooling test shall be conducted with an indoor-side fan speed setting as

determined under 4.1.4.1.2.
4.2.4 Test conditions
4.2.4.1 Preconditions
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The controls of the equipment shall be set for maximum cooling and, if provided, all

ventilating air dampers and exhaust air dampers shall be closed.
4.2.4.2 Duration of test
The equip
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 5151
ISO/TC 86/SC 6 Secrétariat: ANSI
Début de vote: Vote clos le:
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Climatiseurs et pompes à chaleur non raccordés — Essais et
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OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET

COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE

CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA

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ISO/DIS 5151
Sommaire Page

Avant-propos .........................................................................................................................................iv

1 Domaine d'application.................................................................................................................1

2 Référence normative ...................................................................................................................2

3 Définitions...................................................................................................................................2

4 Essais en mode réfrigération ......................................................................................................5

5 Essais en chauffage .................................................................................................................. 14

6 Méthodes d’essai et incertitudes de mesure ............................................................................. 22

7 Résultats d’essai ....................................................................................................................... 25

8 Marquage .................................................................................................................................. 29

9 Annonce des valeurs nominales............................................................................................... 30

Annexe A (Normative) Exigences d’essai.............................................................................................. 31

Annexe B (Informative) Mesurage des débits d’air............................................................................... 32

Annexe C (normative) Méthode d'essai calorimétrique ........................................................................ 39

Annexe D (Normative) Méthode d’essai enthalpique sur l’air intérieur................................................. 47

Annexe E (informative) Méthode d’essai d’étalonnage de compresseur .............................................. 50

Annexe F (informative) Méthode enthalpique sur le fluide frigorigène ................................................. 54

Annexe G (informative) Méthode d’essai enthalpique sur l’air extérieur.............................................. 56

Annexe H (informative) Méthode d’essai de l’échangeur extérieur d’eau............................................. 59

Annexe I (informative) Méthode d’essai de confirmation au calorimètre intérieur ............................... 60

Annexe J (informative) Méthode d’essai de confirmation au calorimètre extérieur.............................. 62

Annexe K (Informative) Méthode d’essai de confirmation au calorimètre à ambiances équilibrées...... 64

Annexe L (Informative) Instrumentation et mesurages.......................................................................... 65

Annexe M (normative) Mesures des condensats de réfrigération ........................................................ 75

Annexe N (Informative) Exemples illustrés de modes opératoires pour essai de détermination de

puissance calorifique selon 5.1................................................................................................. 76

Annexe O (Informative) Symboles utilisés dans les annexes................................................................ 81

Annexe P (informative) Bibliographie................................................................................................... 85

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ISO/DIS 5151
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.

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 5151 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 86, Froid, sous-comité SC 6, Conditionneurs d'air

et pompes à chaleur fabriqués en usine.
Cette première édition annule et remplace l’ISO/R 859:1968.

Les annexes A, B et C font partie intégrante de la présente Norme international. Les annexes D, E,F et G sont

données uniquement à titre d’information.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 5151
Climatiseurs et pompes à chaleur non raccordés — Essais et
détermination des caractéristiques de performance
1 Domaine d'application

1.1 La présente Norme internationale spécifie les conditions normales sur lesquelles la puissance et

l’efficacité des climatiseurs non raccordés employant des condenseurs refroidis par air et par eau ainsi que

des pompes à chaleur air/air. La présente norme internationale s’applique aussi aux unités raccordées fixées

à moins de 8kW et destinés à fonctionner à un pression statique inférieure à 25 Pa. La norme internationale

spécifie aussi les méthodes d’essai pour la détermination de la puissance et de l’efficacité.

Les climatiseurs, monoblocs ou à éléments séparés, et les pompes à chaleur destinés à aux usages

résidentiel,commercial et industriel son inclus. Les appareils doivent être assemblés en usine et utiliser un

compresseur entraîné par moteur électrique.

NOTE 1 Dans la présente Norme internationale le terme «appareil» est utilisé en lieu et place de «climatiseur non

raccordé» et/ou «pompe à chaleur non raccordée» et « climatiseur et pompes à chaleur raccordés fixés à moins de 8kW

et destinés à fonctionner à un pression statique inférieure à 25 Pa.

1.1 1.2 La présente Norme internationale spécifie aussi les conditions d’essai de performance normale et les

modes opératoires correspondants en vue la détermination des caractéristiques de performance de ces

climatiseurs et pompes à chaleur couverts en 1.1.

1.3 Elle ne s'applique pas aux essais ni à la détermination des caractéristiques des éléments suivants:

a) pompes à chaleur sur l'eau ;
b) climatiseurs multisplit et pompes à chaleur air/air ;
c) appareils «mobiles» dont le condenseur est raccordé à une gaine d'extraction
d) éléments individuels ne constituant pas un système de réfrigération complet ;
e) appareil utilisant un cycle de réfrigération d’absorption ;

f) appareil raccordé excepté ceux spécifiés dans la note ci-dessus. (de tels équipements doivent être

soumis à essai selon l’ISO 13253).

1.4 La présente Norme internationale ne couvre pas la détermination de rendements qui peuvent être

exigés dans certains pays car ils fournissent une meilleure indication de l’efficacité dans des conditions réelles

de fonctionnement.

1) Appareil ayant deux unités intérieures ou plus raccordées à la même unité extérieure.

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ISO/DIS 5151
2 Référence normative

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 référence du

document s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 817, Fluides frigorigènes - Désignation numérique.
ISO 917, Essais des compresseurs pour fluides frigorigènes.
3 Définitions

Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s’appliquent (voir l’annexe Q

pour les symboles employés pour identifier les termes figurant dans la présente Norme internationale) :

3.1
climatiseur non raccordé

élément ou éléments capotés conçus comme un ensemble, pouvant être un système monobloc ou à élément

séparé. Cet appareil est, par conception, destiné à fournir directement de l'air soufflé à un espace fermé, une

pièce ou une zone (espace à traiter). II comprend une source principale de froid pour le refroidissement et la

déshumidification et peut également comprendre des dispositifs assurant le chauffage autres qu'une pompe à

chaleur. II peut également comprendre des dispositifs de chauffage, d'humidification, d'admission ou de rejet

de l'air. L'appareil peut être constitué de plusieurs éléments. Les éléments séparés (système à élément

séparé) de ces appareils sont destinés à être utilisés ensemble
3.2
pompe à chaleur non raccordée

élément ou éléments capotés conçus comme un ensemble, pouvant être un système monobloc ou à élément

séparé. Cet appareil est, par conception, destiné à fournir directement de l'air soufflé à un espace fermé, une

pièce ou une zone (espace à traiter). II comprend une source principale de froid pour le chauffage. II peut être

conçu pour prélever la chaleur du local à traiter et la rejeter dans une source de froid lorsque le

refroidissement et la déshumidification sont demandés par le même appareil. II peut aussi comprendre des

moyens de circulation et de filtration de l'air, d'humidification, d'admission ou de rejet de l'air. L'appareil peut

être constitué de plusieurs éléments. Les éléments séparés (système à élément séparé) de ces appareils sont

destinés à être utilisés ensemble
3.3
air normal

air sec à 20,0 °C et à la pression atmosphérique de référence de 101,325 kPa, ayant une masse volumique

de 1,204 kg/m

NOTE 2 Les définitions relatives aux flux d'air données en 3.4 à 3.13 sont illustrées à la Figure 1.

3.4
air intérieur soufflé
débit d'air s'écoulant de la sortie de l'appareil dans l'espace à traiter
3.5
air intérieur repris
débit d'air de l'espace à traiter aspiré par l'appareil
3.6
air neuf

débit d'air introduit à travers l'appareil, de l'extérieur dans l'espace à traiter

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3.7
air extérieur refoulé
débit d'air sortant du côté extérieur de l'appareil vers l'extérieur
3.8
air extérieur aspiré
débit d'air entrant de l’extérieur dans l'appareil
Figure 1 — Schéma illustrant les définitions données en 3.4 à 3.13
3.9
air rejeté
débit d'air s'écoulant, à travers pareil, de l'espace à traiter vers l'extérieur
3.10
fuite d'air

débit d'air échangé entre le c intérieur et le côté extérieur, à travers l'appareil, suite de ses caractéristiques de

construction d'étanchéité
3.11
air intérieur recyclé

air soufflé passant directement de l'orifice de sortie côté intérieur à lori d'entrée côté intérieur de l'appareil

3.12
air extérieur recyclé

air passant directement de l'orifice de sortie côté extérieur à l'orifice d'entrée côté extérieur de l'appareil

3.13
air à travers l'ouverture d'équilibrage

débit d'air traversant la cloison du calorimètre par lori d'égalisation des pressions

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3.14
puissance frigorifique totale

quantité chaleur sensible et de chaleur latente que l'appareil peut soustraire de l'espace à traiter pendant un

intervalle de temps défini, exprimée en watts
3.15
puissance calorifique

quantité de chaleur que l'appareil peut ajouter à l'espace à traiter pendant un intervalle de temps défini,

exprimée en watts
3.16
puissance frigorifique latente; puissance déshumidification

quantité de chaleur latente que l'appareil peut soustraire de l'espace à traiter pendant un intervalle de temps

défini, exprimée en watts. La puissance frigorifique totale dérive du volume d’eau extrait par le

climatiseur1kg/seconde = 2 460 kilowatts
3.17
puissance frigorifique sensible

quantité chaleur sensible que l'appareil peut soustraire l'espace à traiter pendant un intervalle de temps fini,

exprimée en watts. La puissance frigorifique sensible dérive de la chute de température de l’air et de la masse

thermique de l’air
3.18
coefficient de chaleur sensible
rapport de la puissance frigorifique sensible à la puissance frigorifique totale
3.19
tension(s) nominale(s)
tension(s) portée(s) sur la plaque signalétique de l'appareil
3.20
fréquences) nominale(s)
fréquences) portées) sur la plaque signalétique de l'appareil
3.21
efficacité frigorifique (EER

rapport de la puissance frigorifique totale à la puissance absorbée effective de l'appareil, pour tout ensemble

donné de conditions d'essai. (Lorsque le coefficient EER est spécifié sans indication d'unités, il faut

comprendre qu'il s'agit de watts/watts.)
3.22
coefficient de performance (COP)

rapport de la puissance calorifique à la puissance absorbée effective de l'appareil pour tout ensemble donné

de conditions d'essai. (Lorsque le coefficient COP est spécifié sans indication d'unités, il faut comprendre qu'il

s'agit de watts/watts.)
3.23
puissance absorbée totale (P )

puissance électrique moyenne absorbée par l'appareil comme mesuré pendant l’essai, exprimée en watts

3.24
puissance absorbée effective, (P )

puissance électrique moyenne absorbée par l'appareil pendant un intervalle de temps défini, et composée

de :
¾ la puissance absorbée par le fonctionnement du compresseur ;

¾ la puissance absorbée par des dispositifs de chauffage électrique utilisés uniquement pour le dégivrage ;

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¾ la puissance absorbée par tous les dispositifs de commande et de sécurité de l'appareil ; et

¾ la puissance absorbée par le fonctionnement de tous les ventilateurs et, si applicable, de toute pompe à

condenseur refroidi par eau
3.25
Fonctionnement à pleine charge

fonctionnement avec l’appareil et les commandes configurés pour la puissance de réfrigération de service

continu maximal spécifiée par le fabricant et permis par les contrôles des unités

4 Essais en mode réfrigération
4.1 Essai de détermination de la puissance frigorifique
4.1.1 Conditions générales

4.1.1.1 Pour tous les appareils couverts par la présente Norme internationale, les puissances

frigorifiques et l'efficacité frigorifique doivent être déterminées conformément aux dispositions de la présente

Norme internationale et aux conditions d'essai nominales fixées au Tableau 1. Tous les essais doivent être

effectués conformément aux exigences de l’Annexe A et les méthodes d’essais spécifiées à l’Article 6. Tous

les essais doivent être conduits avec les appareils en fonctionnant à pleine charge, comme défini en 3.25. L

Les grandeurs électriques utilisées pour la détermination de la puissance absorbée doivent être mesurées

pendant l’essai de détermination de la puissance frigorifique.

4.1.1.2 Si le fabricant l’appareil avec compresseur à vitesse variable ne fournit pas les information

concernant la fréquence de fonctionnement à pleine charge et la manière de l’obtenir pendant les essais de

puissance frigorifique, l’appareil doit alors fonctionner avec son thermostat ou régulateur au réglage de sa

valeur minimale admissible de température
4.1.2 Conditions de température

4.1.2.1 Les conditions de température fixées au Tableau 1, colonnes T1, T2 et T3, doivent être

considérées comme conditions nominales normalisées en vu de la détermination de la puissance frigorifique.

Pour l’appareil destiné pour le refroidissement du local, les essais doivent être conduits à au moins une des

conditions de performance nominale spécifiées au Tableau 1.

4.1.2.2 Les caractéristiques des appareils construits en vue d’être utilisés dans un climat modéré

analogue à celui correspondant au Tableau 1, colonne T1 exclusivement, doivent être déterminées par des

essais conduits dans ces conditions et les appareils doivent être désignés appareils du type T1.

4.1.2.3 Les caractéristiques des appareils construits en vue d’être utilisés dans un climat frais analogue

à celui correspondant au Tableau 1, colonne T2 exclusivement, doivent être déterminées par des essais

conduits dans ces conditions et les appareils doivent être désignés appareils du type T2.

4.1.2.4 Les caractéristiques des appareils construits en vue d’être utilisés dans un climat chaud

analogue à celui correspondant au Tableau 1, colonne T3 exclusivement, doivent être déterminées par des

essais conduits dans ces conditions et les appareils doivent être désignés appareils du type T3.

4.1.2.5 Les caractéristiques des appareils construits en vue d’être utilisés dans plusieurs des types de

climats définis au Tableau 2 doivent avoir marqué sur la plaque signalétique le type désigné (T1, T2 et/ou T3).

Les caractéristiques correspondantes doivent être déterminées par des essais aux conditions de performance

nominale spécifiées au Tableau 1.
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4.1.3 Conditions de mesure du débit
4.1.3.1 Quantité d’air côté intérieur – Méthode d’essai enthalpique sur l’air

4.1.3.1.1 Les essais doivent être effectués aux conditions d’essai normalisées (voir Tableau 1) avec une

pression statique maintenue à 0 Pa au refoulement d’air de l’appareil, le système de réfrigération étant en

fonctionnement et après obtention de l’équilibre des condensats. Tous les débits d’air doivent être exprimés

en m /s d’air normal comme défini en 3.3.

4.1.3.1.2 Il convient de mesurer les débits d’air conformément aux dispositions fixées selon le cas dans

l’Annexe B, comme approprié, ainsi qu’aux dispositions figurant dans les autres annexes de la présente

norme.

NOTE 1 Des indications complémentaires sur le mesurage des débits d’air peuvent être trouvées dans l’ISO 3966,

Mesure du débit des fluides dans les conduites fermées – Méthodes d’exploration du champ des vitesses au moyen de

tubes de Pitot doubles, l’ISO 5167, Mesure du débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes – Partie 1 :

Diaphragmes, tuyères et tubes de Venturi insérés dans des conduites en charge de section circulaire, et l’ISO 5221,

Distribution et diffusion d’air – Règle pour la technique de mesure du débit d’air dans un conduit aéraulique.

Tableau 1 — Conditions d’essai pour la détermination de la puissance frigorifique

Paramètre Conditions d'essai normalisées
T1 T2 T3
Température de l'air intérieur, à l'entrée (°C)
sèche 27 21 29
humide 19 15 19
Température de l'air extérieur, à l'entrée (°C)
sèche 35 27 46
humide ) 24 19 24
Température de l'eau au condenseur b ) (°C)
à l'entrée 30 22 30
à la sortie 35 27 35
Fréquence d'essai ) Fréquence nominale
Tension d'essai Voir Tableau 2

T1 = Conditions normalisées de détermination de la puissance frigorifique pour climats

modérés

T2 = Conditions normalisées de détermination de la puissance frigorifique pour climats

frais

T3 = Conditions normalisées de détermination de la puissance frigorifique pour climats

chauds

La température humide n'est pas exigée pour les condenseurs refroidis par air qui

n'évaporent pas les condensats
Les appareils prévus pour deux fréquences nominales doivent être essayés à
chacune de ces fréquences
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Tableau 2 — Tensions pour les essais de puissance et de performance

(sauf pour les essais de fonctionnement maximal en modes réfrigération et chauffage)

Tension d’essai
Tensions nominales (affichées)
90 à 109 100
110 à 127 115
180 à 207 200
208 à 253 230
254 à 341 265
342 à 420 400
421 à 506 460
507 à 633 575

1) Pour des appareils bi-tension tels que 115/230 et 220/440, les tensions d’essai seront 115 et 230 volts dans le premier exemple, et 230 et

460 volts dans le second. Pour un appareil ayant une plage continue de tensions, telle que 110-120 volts ou 220-240 volts, la tension d’essai

sera respectivement 115 volts ou 230 volts. Lorsque la plage continue de tensions s’étend sur au moins deux des plages de tension du

tableau, la tension moyenne de la plage affichée doit être utilisée pour déterminer la tension d’essai à partir du tableau (EXEMPLE : Pour un

appareil ayant une plage continue de tensions de 200-220 volts, la tension d’essai sera 230 volts, sur la base de la tension moyenne de

210 volts).
4.1.3.2 Quantité d’air côté extérieur

Si le débit d’air extérieur est réglable, tous les essais doivent être effectués avec le débit d’air extérieur ou le

point de réglage de la régulation du ventilateur spécifié par le fabricant. Lorsque le ventilateur n’est pas

réglable, tous les essais doivent être effectués avec le débit volumique d’air côté extérieur inhérent à l’appareil

lorsqu’il fonctionne avec tous les éléments suivants installés : tous les éléments de résistance associés aux

orifices d’admission, persiennes, et tout réseau de conduits et de fixations considéré par le fabricant comme

correspondant à une installation normale. Une fois établi, le circuit d’air de l’appareil côté extérieur doit rester

inchangé au cours de tous les essais prescrits ci-après, sauf pour corriger toute variation due au support du

dispositif de mesurage de débit lorsque la méthode enthalpique sur l’air extérieur est utilisée pour l’essai

(voir G.2.1).
4.1.4 Conditions d'essai
4.1.4.1 Mise en régime

4.1.4.1.1 Les essais doivent être effectués dans les conditions retenues sans apporter de changement à la

vitesse du ventilateur ou à la résistance du système pour corriger les effets de variations par rapport à la

pression atmosphérique normale(voir 3.3).

4.1.4.1.2 Les positions des grilles et des registres, les vitesses de ventilateurs, etc. doivent être réglées

conformément aux instructions des fabricants. En l’absence de celles-ci, les grilles, registres, vitesses de

ventilateurs, etc. doivent être réglés pour fournir la puissance frigorifique maximale. Si des essais sont

effectués avec d’autres réglages, ceux-ci doivent être notés en même temps que les puissances frigorifiques

mesurées.

4.1.4.1.3 Le dispositif de conditionnement de l’enceinte d’essai et l’appareil soumis à essai doivent être

maintenus en fonctionnement jusqu’à obtention des conditions d’équilibre, comme requis en 6.3. Les

conditions d’équilibre doivent être maintenues pendant au moins une heure avant d’enregistrer les résultats

de l’essai de puissance.
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4.1.4.2 Exigences d’essai

Les essais doivent comprendre la détermination des puissances frigorifiques sensible, latente ou totale

déterminées dans la cellule côté intérieur.
4.1.4.3 Durée de l'essai

Les données doivent être enregistrées à intervalles égaux d’au plus cinq minutes sauf en ce qui concerne les

exigences de 6.3.3. L’enregistrement des données doit se poursuivre sur une période d’au moins 30 minutes

durant laquelle les tolérances spécifiées en 8.3 doivent être respectées.
4.2 Essai de fonctionnement maximal en mode réfrigération
4.2.1 Conditions générales

Les conditions données au Tableau 3 doivent être utilisées pour les essais de fonctionnement maximal en

mode réfrigération. L’essai doit être effectué avec l’appareil fonctionnant à pleine charge, comme défini en

3.25. Les tensions du Tableau 3 doivent être maintenues aux pourcentages spécifiés dans les conditions de

fonctionnement. En outre, la tension d’essai doit être ajustée de façon à ne pas être inférieure à 86 % de la

tension affichée lors du redémarrage de l’appareil après l’arrêt requis en 4.2.4.2. Pour cet essai de

performance, la détermination de la puissance frigorifique et de la puissance électrique absorbée n’est pas

exigée.
4.2.2 Conditions de température

Les essais doivent être effectués dans les conditions des colonnes T1, T2 ou T3 du Tableau 3 selon

l’utilisation prévue, comme indiqué en 4.1.2. Pour un appareil destiné à être utilisé dans plusieurs conditions

de fonctionnement, le réglage le plus sévère des conditions de fonctionnement prévues doit être appliqué

pour le besoin de l’essai.
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Tableau 3 — Conditions d'essai de fonctionnement maximal en mode réfrigération
Paramètre Conditions d'essai normalisées
T1 T2 T3
Température de l'air intérieur à l'entrée (°C)
sèche 32 27 32
humide 23 19 23
Température de l'air extérieur, à l'entrée (°C)
sèche 43 35 52
humide 26 24 31
Température de l'eau au condenseur (°C)
à l'entrée 34 27 34
3)
Fréquence d'essai Fréquence nominale
Tension d'essai 1) 90 % et 110 % de la tension nominale
pour les appareils ayant une seule
tension indiquée sur leur plaque
signalétique
2) 90 % de la tension minimale et 110
de la tension maximale pour les
appareils ayant deux tensions indiquées
sur leur plaque signalétique
La température du thermomètre humide n'est pas exigée pour les condenseurs
refroidis par air qui n'évaporent pas les conde
...