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家用空調器制冷劑最佳充注量的確定

10-04 19:39:20  瀏覽次數:873次  欄目:暖通空調
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  摘要:采用分相模型計算系統中兩相區內制冷劑的質量分布,在系統性能模擬的基礎上,采用分段累積的方法研究了影響總充注量的因素,提出確定最佳充注量的原則:在制冷量達到要求時,空調器的能效比EER最大。測定了最佳充注量下各部件的狀態,試驗結果和理論計算吻合較好。

  關鍵詞:分相模型 空調器 穩態性能模擬 最佳充注量 能效比

  每一種空調器的設計都存在著如何確定制冷劑充注量的問題,特別是在采用毛細管作節流裝置的空調器中,由于毛細管的調節能力較熱力膨脹閥差,充注量的變化對其性能影響更大。目前這方面的研究較少,缺少成熟的理論計算方法,各生產廠家只好采取試驗手段,依據經驗估計值進行多次試驗,以最終確定最佳充注量。這種重復的工作不僅費錢,也費時費力。為了使確定最佳充注量變得簡單可行,本文在系統穩態性能模擬的基礎上,對分體式空調器的最佳充注量進行了計算,并提出了確定系統最佳充注量的原則:當空調器的結構尺寸和工作條件一定,制冷量達到設計要求時,系統的能效比最大。此時,空調器及各部件處于最佳工作狀態。本人曾對KFR -32GW/H分體掛壁式空調器反復做試驗,理論計算和試驗結果很吻合。

  1、充注量計算

  制冷劑在制冷系統中的狀態可分為單相和兩相兩種,這兩部分的制冷劑質量計算應分別考慮。

  1.1單相區質量計算

  單相區制冷劑密度計算較為簡單,處于單相區的各部分制冷劑質量可通過積分計算。

  1.2 兩相區質量的計算

  充注量計算的難點在于兩相區中制冷劑量的確定,其關鍵是兩相區空泡系數的計算。在兩相區空泡系數修正模型的研究和驗證方面,不少學者已經做了大量工作。

  2、充注量對空調器性能的影響及試驗結果

  不同的制冷劑充注量對空調器性能的影響是不一樣的。筆者對 KFR-32GW/H 分體掛壁式空調器在不同的充注量下進行了計算和試驗。

  試驗條件:室外環境溫度:35±0.5℃;濕球溫度:19.5±0.3℃;室內于球溫度:27 ±0.5℃;毛細管規格:長450mm\內徑 X1.4mm。

  為了驗證模型,研究各參數的變化,測定了空調器的穩態參數。借助于穩態計算的結果,沿制冷劑流動方向布置了14對熱電偶和兩塊壓力表,測出了各部件進出口參數的變化情況。

  制冷劑充注量采用電子秤測定,其量程最大為6kg,準確度為±2g。加液口與制冷劑鋼瓶采用塑料軟管連接,當管中為氣體時進行測量。

  隨著充注量的增加:

 、倮淠龎毫驼舭l壓力均增加;

 、趬嚎s機吸氣溫度降低,當降到蒸發器出口為飽和或兩相狀態時,壓縮機吸氣溫度不再下降。當制冷劑充注量為690g時,蒸發器出口沒有過熱度,此時蒸發器的利用效率最高;

 、塾捎趬嚎s機的吸氣溫度下降,而壓比變化不大,壓縮機的排氣溫度下降,這樣有利于壓縮機的工作穩定;

 、茉690g以下時,隨著充注量的增加,制冷量增加很快,而當大于690g后,制冷量增加不多。這主要是由于充注量達740g時,蒸發器出口為兩相區,冷量沒有充分發揮出來,而壓縮機的輸入功率隨著充注量的增加而增大。能效比有一個明顯的峰值,即在690g時能效比最大;而當充注量大或小于這個值時,能效比均下降,這主要是由于充注量較低時蒸發器出口的過熱度較大,傳熱面積沒有充分利用,因此,制冷量下降較大,此時壓縮機的輸入功率減少并不多。而當充注量較大時,蒸發器出口為兩相區,冷量沒有充分發揮出來,此時輸入功率增加,冷量變化不明顯,因此能效比下降。

  試驗和計算表明:在最佳充注量附近,空調器的能效比最大,且制冷量也較高。此時蒸發器的出口基本為飽和狀態,面積得到充分利用。在實測中,冷凝器的出口沒有測得過冷度,這是由于工藝結構和測量儀表精度上的原因所致,此時冷凝器的傳熱面積也得到充分利用。

  理論計算最佳充注量為685g,與實際值很接近。

  3、影響系統總充注量的因素

  3.1 制冷劑流道總內容積

  通常,流道內容積越大,制冷劑的充注量也應越多。系統中液管的長度對總充注量的影響較大。

  3.2 裝置運行所處的工況

  當空調器運行所處的工況變化時,它所要求的系統充注量不同。

  3.3 毛細管尺寸

  毛細管的長度對系統的最佳充注量有一定影響,不同的毛細管長度會改變制冷劑的循環量和空調器所處的工作狀態。通過計算和對試件KFR-32GW/H分體掛壁式空調器試驗,當毛細管長度增加到450mm時,制冷劑的最佳充注量為690g。

  3.4 潤滑油量

  制冷劑在潤滑油中有一定的溶解度,油中所溶解的制冷劑量隨著溫度和油量而改變,所以在確定總充注量時應考慮這一部分制冷劑量。

  4、結論

 、俦疚牟捎茫龋酰纾瑁恚幔颍肽P陀嬎慵矣每照{器兩相區制冷劑量是可行的,它是整機充注量計算的關鍵。

 、诋斨评淞窟_到要求時,以能效比最大來確定空調器的最佳充注量是可行的。

  參考文獻

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