㈠ 壓縮機打多少冷媒
這個問題設計到學科理論比較多,我會給你網路文庫一些東東,如果你沒時間看,你可以抓住幾個要點,夏天看壓力冬天看電流,由於你的問題比較籠統,各種製冷設備相同功率的冷媒種類及沖注量都不同。以空調R22為例,夏天的沖注量壓力表低壓運行壓力在0.5Mpa為准,另外一個看環境溫度,在不同的環境溫度下,標准運行壓力是有區別的。具體你看壓力表上的壓力刻度蒸發溫度刻度。冬天沖注以機身銘牌上的額定電流為准,用鉗形表鉗住一根機器的電源線,沖注完成後運行時間5分鍾以上測量。
每一種空調器的設計都存在著如何確定製冷劑充注量的問題,特別是在採用毛細管作節流裝置的空調器中,由於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,各生產廠家只好採取試驗手段,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,並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,製冷量達到設計要求時,系統的能效比最大。此時,空調器及各部件處於最佳工作狀態。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
製冷劑在製冷系統中的狀態可分為單相和兩相兩種,這兩部分的製冷劑質量計算應分別考慮。
1.1單相區質量計算
單相區製冷劑密度計算較為簡單,處於單相區的各部分製冷
劑質量可通過積分計算。
(1)
式中m1為製冷劑質量,kg;ρ為密度,kg/m3;V為容積,m3;Pv為壓力,Pa;Tv為製冷劑溫度,K。
單相區製冷劑主要存在於蒸發器過熱區、冷凝器過冷區、連接管路、壓縮機殼體內、過濾器和潤滑油中,故單相區製冷劑質量為:(2)
式(2)中各參數的下標含義為:filt過濾器,pipe管路,oil潤滑油,com壓縮機,V單相區容積。
考慮到壓縮機、過濾器、接管內製冷劑溫度變化不大,故式(2)中採用平均溫度來計算密度。潤滑油中溶解的製冷劑量,可根據油質量及製冷劑的溶解度進行計算。
1.2兩相區質量的計算
充注量計算的難點在於兩相區中製冷劑量的確定,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。筆者在此基礎上,結合空調器的實際工作條件,在穩態工況下,假設換熱器兩相區單位面積熱負荷一定,選用Hughmark模型計算兩相區的製冷劑量。其數學表達式為:
(3)
式中α為空泡系數,x為干度,β、kH為系數,其中kH=f(z)具體見表1。
(4)
式中G為質量流速,kg/(m2·s);μ為粘度,Pa·S;Di為管內徑,m。
此模型系數計算中包括α,所以在計算α時必須經過迭代,計算量較大。
兩相區中製冷劑量m2:
(5)
式中ls為兩相區長度,m;l為製冷劑管長,m。
製冷劑的總充注量m為各部分充注量之和:
m=m1+m2(6)
2充注量對空調器性能的影響及試驗結果
不同的製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。理論計算和試驗結果見表2。
試驗條件:室外環境溫度:35±0.5℃;濕球溫度:19.5±0.3℃;室內於球溫度: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。藉助於穩態計算的結果,沿製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。循環過程測點布置見圖1。
製冷劑充注量採用電子秤測定,其量程最大為6kg,准確度為±2g。加液口與製冷劑鋼瓶採用塑料軟管連接,當管中為氣體時進行測量。
不同充注量下,系統各參數的理論計算和試驗結果見圖2~7。隨著充注量的增加:
①冷凝壓力和蒸發壓力均增加(見圖2);
②壓縮機吸氣溫度降低,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。由圖3可以看出:當製冷劑充注量為690g時,蒸發器出口沒有過熱度,此時蒸發器的利用效率最高;
③由於壓縮機的吸氣溫度下降,而壓比變化不大,壓縮機的排氣溫度下降,這樣有利於壓縮機的工作穩定(參見圖4);
④在690g以下時,隨著充注量的增加,製冷量增加很快,而當大於690g後,製冷量增加不多。這主要是由於充注量達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(圖5)。從圖6可以看出:能效比有一個明顯的峰值,即在690g時能效比最大;而當充注量大或小於這個值時,能效比均下降,這主要是由於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,製冷量下降較大,此時壓縮機的輸入功率減少並不多。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,且製冷量也較高。從圖3可以看出: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,這是由於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製冷劑流道總內容積
通常,流道內容積越大,製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製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,製冷劑的最佳充注量為690g。
3.4潤滑油量
製冷劑在潤滑油中有一定的溶解度,油中所溶解的製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製冷劑量。
4結論
①本文採用Hughmark模型計算家用空調器兩相區製冷劑量是可行的,它是整機充注量計算的關鍵。
②當製冷量達到要求時,以能效比最大來確定空調器的最佳充注量是可行的。