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2014年暖通工程師:充注量

更新時(shí)間:2014-01-01 17:10:39 來(lái)源:|0 瀏覽0收藏0

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摘要 2014年暖通工程師:充注量

  家用空調(diào)制冷劑充注量的計(jì)算

  每一種空調(diào)器的設(shè)計(jì)都存在著如何確定制冷劑充注量的問(wèn)題,特別是在采用毛細(xì)管作節(jié)流裝置的空調(diào)器中,由于毛細(xì)管的調(diào)節(jié)能力較熱力膨脹閥差,充注量的變化對(duì)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(jì)算方法,各生產(chǎn)廠家只好采取試驗(yàn)手段,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)值進(jìn)行多次試驗(yàn),以最終確定最佳充注量。這種重復(fù)的工作不僅費(fèi)錢,也費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了使確定最佳充注量變得簡(jiǎn)單可行,本文在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能模擬的基礎(chǔ)上,對(duì)分體式空調(diào)器的最佳充注量進(jìn)行了計(jì)算,并提出了確定系統(tǒng)最佳充注量的原則:當(dāng)空調(diào)器的結(jié)構(gòu)尺寸和工作條件一定,制冷量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),系統(tǒng)的能效比最大。此時(shí),空調(diào)器及各部件處于最佳工作狀態(tài)。本人曾對(duì)kfr-32gw/h分體掛壁式空調(diào)器反復(fù)做試驗(yàn),理論計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果很吻合。

  1、充注量計(jì)算

  制冷劑在制冷系統(tǒng)中的狀態(tài)可分為單相和兩相兩種,這兩部分的制冷劑質(zhì)量計(jì)算應(yīng)分別考慮。

  1.1單相區(qū)質(zhì)量計(jì)算

  單相區(qū)制冷劑密度計(jì)算較為簡(jiǎn)單,處于單相區(qū)的各部分制冷劑質(zhì)量可通過(guò)積分計(jì)算。

  1.2兩相區(qū)質(zhì)量的計(jì)算

  充注量計(jì)算的難點(diǎn)在于兩相區(qū)中制冷劑量的確定,其關(guān)鍵是兩相區(qū)空泡系數(shù)的計(jì)算。在兩相區(qū)空泡系數(shù)修正模型的研究和驗(yàn)證方面,不少學(xué)者已經(jīng)做了大量工作。

  2、充注量對(duì)空調(diào)器性能的影響及試驗(yàn)結(jié)果

  不同的制冷劑充注量對(duì)空調(diào)器性能的影響是不一樣的。筆者對(duì)kfr-32gw/h分體掛壁式空調(diào)器在不同的充注量下進(jìn)行了計(jì)算和試驗(yàn)。

  試驗(yàn)條件:室外環(huán)境溫度:35±0.5℃;濕球溫度:19.5±0.3℃;室內(nèi)于球溫度:27±0.5℃;毛細(xì)管規(guī)格:長(zhǎng)450mm\內(nèi)徑x1.4mm。

  為了驗(yàn)證模型,研究各參數(shù)的變化,測(cè)定了空調(diào)器的穩(wěn)態(tài)參數(shù)。借助于穩(wěn)態(tài)計(jì)算的結(jié)果,沿制冷劑流動(dòng)方向布置了14對(duì)熱電偶和兩塊壓力表,測(cè)出了各部件進(jìn)出口參數(shù)的變化情況。

  制冷劑充注量采用電子秤測(cè)定,其量程最大為6kg,準(zhǔn)確度為±2g。加液口與制冷劑鋼瓶采用塑料軟管連接,當(dāng)管中為氣體時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

  隨著充注量的增加:

 ?、倮淠龎毫驼舭l(fā)壓力均增加;

  ②壓縮機(jī)吸氣溫度降低,當(dāng)降到蒸發(fā)器出口為飽和或兩相狀態(tài)時(shí),壓縮機(jī)吸氣溫度不再下降。當(dāng)制冷劑充注量為690g時(shí),蒸發(fā)器出口沒(méi)有過(guò)熱度,此時(shí)蒸發(fā)器的利用效率最高;

 ?、塾捎趬嚎s機(jī)的吸氣溫度下降,而壓比變化不大,壓縮機(jī)的排氣溫度下降,這樣有利于壓縮機(jī)的工作穩(wěn)定;

 ?、茉?90g以下時(shí),隨著充注量的增加,制冷量增加很快,而當(dāng)大于690g后,制冷量增加不多。這主要是由于充注量達(dá)740g時(shí),蒸發(fā)器出口為兩相區(qū),冷量沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái),而壓縮機(jī)的輸入功率隨著充注量的增加而增大。能效比有一個(gè)明顯的峰值,即在690g時(shí)能效比最大;而當(dāng)充注量大或小于這個(gè)值時(shí),能效比均下降,這主要是由于充注量較低時(shí)蒸發(fā)器出口的過(guò)熱度較大,傳熱面積沒(méi)有充分利用,因此,制冷量下降較大,此時(shí)壓縮機(jī)的輸入功率減少并不多。而當(dāng)充注量較大時(shí),蒸發(fā)器出口為兩相區(qū),冷量沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái),此時(shí)輸入功率增加,冷量變化不明顯,因此能效比下降。

  試驗(yàn)和計(jì)算表明:在最佳充注量附近,空調(diào)器的能效比最大,且制冷量也較高。此時(shí)蒸發(fā)器的出口基本為飽和狀態(tài),面積得到充分利用。在實(shí)測(cè)中,冷凝器的出口沒(méi)有測(cè)得過(guò)冷度,這是由于工藝結(jié)構(gòu)和測(cè)量?jī)x表精度上的原因所致,此時(shí)冷凝器的傳熱面積也得到充分利用。

  理論計(jì)算最佳充注量為685g,與實(shí)際值很接近。

  3、影響系統(tǒng)總充注量的因素

  3.1制冷劑流道總內(nèi)容積

  通常,流道內(nèi)容積越大,制冷劑的充注量也應(yīng)越多。系統(tǒng)中液管的長(zhǎng)度對(duì)總充注量的影響較大。

  3.2裝置運(yùn)行所處的工況

  當(dāng)空調(diào)器運(yùn)行所處的工況變化時(shí),它所要求的系統(tǒng)充注量不同。

  3.3毛細(xì)管尺寸

  毛細(xì)管的長(zhǎng)度對(duì)系統(tǒng)的最佳充注量有一定影響,不同的毛細(xì)管長(zhǎng)度會(huì)改變制冷劑的循環(huán)量和空調(diào)器所處的工作狀態(tài)。通過(guò)計(jì)算和對(duì)試件kfr-32gw/h分體掛壁式空調(diào)器試驗(yàn),當(dāng)毛細(xì)管長(zhǎng)度增加到450mm時(shí),制冷劑的最佳充注量為690g。

  3.4潤(rùn)滑油量

  制冷劑在潤(rùn)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(shí)應(yīng)考慮這一部分制冷劑量。

  4、結(jié)論

 ?、俦疚牟捎胔ughmark模型計(jì)算家用空調(diào)器兩相區(qū)制冷劑量是可行的,它是整機(jī)充注量計(jì)算的關(guān)鍵。

 ?、诋?dāng)制冷量達(dá)到要求時(shí),以能效比最大來(lái)確定空調(diào)器的最佳充注量是可行的。

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