日韩床上生活一级视频|能看毛片的操逼网站|色悠悠网站在线观看视频|国产免费观看A淫色免费|国产av久久久久久久|免费A级视频美女网站黄|国产毛片av日韩小黄片|热久久免费国产视频|中文字幕无码色色|成人在线视频99久久久

引言

在設(shè)計空調(diào)器和其他制冷裝置時，需要計算冷負荷，確定冷凝溫度、蒸發(fā)溫度以及每個設(shè)備部件的選型。但是空調(diào)器能否在指定的工況下以最高的效率運行，還依賴于制冷系統(tǒng)中制冷劑充注量的大小，它直接影響到整個系統(tǒng)運行時的經(jīng)濟性和可靠性，并且通常對于一個特定的系統(tǒng)在一定的工況下存在一個最佳的充注量值。

系統(tǒng)中制冷劑的充注量可由實驗或理論計算兩種方法確定。實驗方法以系統(tǒng)實測性能最佳為目標，得到特定系統(tǒng)和工況下的最佳充注量；但這樣在很大程度上依賴于試驗和誤差，不僅耗費時間而且十分昂貴。理論計算確定制冷劑的充注量主要是以不斷細化的物理模型，如集中參數(shù)模型、分區(qū)段模型、分布參數(shù)模型等為基礎(chǔ)，通過計算機仿真來確定制冷劑的充注量；這樣就避免了較為復(fù)雜的實驗，計算結(jié)果可靠性高，適用范圍廣，具有相當(dāng)大的應(yīng)用價值。

1 本文研究制冷劑充注量方法概述

本文將采用理論計算和實驗驗證相結(jié)合的方法，并在一臺大金公司生產(chǎn)的RZYP80HT空調(diào)上進行充注量的實驗。

為了從理論上計算出系統(tǒng)的充注量，本文將采用穩(wěn)態(tài)集中參數(shù)模型，對系統(tǒng)中各個部件的充注量分別進行研究，并和實驗數(shù)據(jù)進行比較分析。由于電子膨脹閥中制冷劑質(zhì)量很少，可以忽略不計。因此作者將只針對系統(tǒng)中制冷劑分布較多的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和液態(tài)管編程計算其中制冷劑的質(zhì)量，程序中將實驗過程中測得的已知數(shù)據(jù)作為已知量，輸出每個部件中制冷劑的質(zhì)量。

實驗中，運行空調(diào)至穩(wěn)定的工況然后停機，同時關(guān)閉安裝在蒸發(fā)器和冷凝器兩端的開關(guān)型電磁閥，這樣制冷劑便停留在了各個部件中。然后采用液氮法去測量各個部件中制冷劑的質(zhì)量。

2制冷裝置中充注量的理論計算

2.1 兩相區(qū)空泡系數(shù)修正模型的選擇

充注量計算的難點在于準確計算兩相區(qū)制冷劑的質(zhì)量，而準確地計算兩相區(qū)制冷劑質(zhì)量的關(guān)鍵又在于空泡系數(shù)模型的選擇。

文獻和實驗數(shù)據(jù)之間的比較指出那些過高地估計換熱器中（制冷劑分布最多）制冷劑質(zhì)量的空泡系數(shù)修正模型（如Hughmark, Premoli, Tandon和Baroczy）與系統(tǒng)的總充注量有較好的吻合。美國學(xué)者C.K.Rice[1]對目前現(xiàn)有的空泡系數(shù)修正模型做了研究，他認為沒有足夠的數(shù)據(jù)證明某個模型比其他模型更好，但他以R22為工質(zhì)用實驗比較了10種空泡系數(shù)修正模型，其中Hughmark模型過高地估計了換熱器中制冷劑的質(zhì)量，而Premoli模型則大致給出了以上那些模型的平均值。因此作者在程序中將采用Premoli模型計算兩相區(qū)內(nèi)制冷劑的空泡系數(shù)。

這個由Premoli于1971年提出的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式旨在用于計算液體密度時誤差最小。由于密度的不同直接影響了工質(zhì)充注量的計算，這個方法非常適用于這類用途。其數(shù)學(xué)形式如下：

空泡系數(shù)：(1)

滑動比：(2)

其中：(3)

(4)

(5)

液體雷諾數(shù)：(6)

液體韋伯?dāng)?shù)：(7)

容積含氣率：(8)

以上公式中和分別為飽和溫度下制冷劑蒸汽和制冷劑液體的密度；為表面張力；為重力常數(shù)。

2.2 壓縮機模型的建立

壓縮機是制冷機的“心臟”，本次實驗采用的是渦旋式壓縮機，渦旋式壓縮機最早由法國人Creux發(fā)明并于1905年在美國獲得專利[7]，于上個世紀80年代發(fā)展起來,是一種新型容積式壓縮機。

壓縮機內(nèi)的制冷劑主要有兩部分組成：一是分布在壓縮機腔內(nèi)處于過熱狀態(tài)的制冷劑，二是溶解于壓縮機潤滑油內(nèi)的制冷劑。故壓縮機內(nèi)制冷劑的質(zhì)量可采用下式計算：

(9)

其中，為壓縮機中制冷劑的平均密度；為壓縮機氣腔的內(nèi)容積；為壓縮機中潤滑油的質(zhì)量；為潤滑油的溶解度。

2.3 蒸發(fā)器模型的建立

在制冷裝置穩(wěn)定運行時，制冷劑以兩相狀態(tài)進入蒸發(fā)器入口，在蒸發(fā)器內(nèi)逐漸蒸發(fā)，最終以過熱的狀態(tài)離開蒸發(fā)器。在設(shè)計計算時，通常假設(shè)出口的干度為1，這樣能有效地利用蒸發(fā)面積，而實際過程中干度為1的點不在蒸發(fā)器出口，需要通過實驗測得，即求出蒸發(fā)器過熱段的長度。蒸發(fā)器中同時存在加速壓降和摩阻壓降，整個流程的壓降較大，但為了簡化計算認為壓力沿管長近似不變；空氣流過蒸發(fā)器進行換熱時，有可能出現(xiàn)析濕現(xiàn)象，析濕有利于提高蒸發(fā)器的換熱能力，但這樣會使模型更為復(fù)雜，這里不予以考慮。

⑴ 過熱狀態(tài)制冷劑的計算:

=(10)

上式采用了集中參數(shù)法，為蒸發(fā)器制冷劑過熱區(qū)入口的密度；為蒸發(fā)器出口的密度；為過熱區(qū)制冷劑的體積。

⑵ 兩相區(qū)制冷劑的計算:

=(11)

上式中，為兩相區(qū)內(nèi)的空泡系數(shù)；和分別為飽和溫度下制冷劑蒸汽和制冷劑液體的密度；為兩相區(qū)制冷劑的體積。

故蒸發(fā)器中制冷劑的質(zhì)量為兩者之和，即：

=(12)

2.4 冷凝器模型的建立

制冷裝置穩(wěn)定運行時，制冷劑以過熱狀態(tài)進入冷凝器，在與環(huán)境發(fā)生熱交換的同時，逐漸冷卻到兩相狀態(tài)，最后進一步冷卻至過冷液體狀態(tài)后離開冷凝器；當(dāng)冷凝器設(shè)計不合理或系統(tǒng)充注量不足時，冷凝器出口的制冷劑有可能不過冷而是兩相狀態(tài)。同樣采用集中參數(shù)模型，將冷凝器中的制冷劑分為三種狀態(tài)分別計算如下：

⑴ 過熱狀態(tài)制冷劑的計算：

=(13)

上式中， 為冷凝器入口制冷劑的密度；為過熱區(qū)出口的密度；為過熱區(qū)制冷劑的體積。

⑵ 兩相區(qū)制冷劑的計算：

=(14)

上式中，為兩相區(qū)內(nèi)的空泡系數(shù)；和分別為飽和溫度下制冷劑蒸汽和制冷劑液體的密度；為兩相區(qū)制冷劑的體積。

⑶ 過冷狀態(tài)制冷劑的計算：

= (15)

上式中，為冷凝器中過冷區(qū)入口制冷劑的密度；為冷凝器出口制冷劑的密度；為過冷區(qū)制冷劑的體積。

故冷凝器中制冷劑的總質(zhì)量為：

=(16)

2.5 液態(tài)管模型的建立

液態(tài)管（liquid line）是室外機膨脹閥與室內(nèi)機換熱器之間的管段，由于液態(tài)管較其他配管長，而其中的液態(tài)制冷劑所占比重也較大，故液態(tài)管中制冷劑的質(zhì)量不能忽略。當(dāng)空調(diào)器以熱泵模式運行時，液態(tài)管中的制冷劑全為過冷狀態(tài)，因此采用單相制冷劑的計算方法，管內(nèi)制冷劑的平均密度可以由液態(tài)管的進口和出口的密度求平均值的到。故液態(tài)管中制冷劑的質(zhì)量可按下式計算：

=(17)

上式中，和分別為液態(tài)管入口和出口制冷劑的密度；和分別為液態(tài)管的內(nèi)徑和長度。

3 模型的實驗驗證

3.1 實驗原理

實驗對象為一臺大金公司生產(chǎn)的RZYP80HT型分體熱泵式空調(diào)，其壓縮機可以變頻。

運行空調(diào)至穩(wěn)定的工況，然后停機，使制冷劑留在各個部件中（在蒸發(fā)器和冷凝器兩端都裝有開關(guān)型電磁閥，便于停機時迅速關(guān)閉使制冷劑留在各個部件中），然后采用液氮法來測量留在各個管段中的制冷劑質(zhì)量。

液氮法是利用低溫產(chǎn)生低壓將裝置中的制冷劑吸到儲液罐中進行稱重的一種測量方法，通過測量空罐與吸入制冷劑后罐子的重量，求取兩者重量之差，即可以得到制冷劑的質(zhì)量。

3.2 實驗數(shù)據(jù)結(jié)果

熱泵工況下的部分實驗數(shù)據(jù)如下：

3.3 程序計算結(jié)果

由于實驗中沒有直接測量貯液器和氣液分離器中制冷劑的質(zhì)量，而是通過測量其中的溫度和壓力間接計算求得其質(zhì)量，故在下表內(nèi)沒有標出。

3.4 實驗數(shù)據(jù)與程序計算結(jié)果的比較（單位：kg）

圖1 程序計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)比較圖

4結(jié)論及誤差分析

⑴ 采用本文的制冷劑充注量計算模型可以基本準確地預(yù)測變頻空調(diào)器中制冷劑質(zhì)量的分布變化。

⑵ 壓縮機中制冷劑大多數(shù)集中在潤滑油中，而程序在計算溶解于油中的制冷劑時，假設(shè)油的溫度等于壓縮機出口的溫度（由于壓縮機壁上未安裝熱電偶），這樣的假設(shè)導(dǎo)致計算時所用的油溫度大于實際壓縮機運行過程中油的溫度，而隨著溫度的升高，油中制冷劑的溶解度下降，故計算得出的充注量會低于實際壓縮機中的充注量。

⑶ 蒸發(fā)器中兩相區(qū)和過熱區(qū)的長度是通過熱電偶間接測量得到的，兩相區(qū)的溫度應(yīng)該不變，若熱電偶在某點測得的溫度有較大的突變，則認為制冷劑在該點進入過熱區(qū)，此點之前的長度即為兩相區(qū)的長度。實驗中蒸發(fā)器管內(nèi)熱電偶布置數(shù)量不夠，導(dǎo)致計算兩相區(qū)長度低于實際過程中兩相區(qū)的長度，故程序計算結(jié)果會低于實驗數(shù)據(jù)。

⑷ 冷凝器中制冷劑的計算值高于實驗數(shù)據(jù)，主要是因為空泡系數(shù)修正模型本身的誤差。文獻表明[1]，Premoli模型在冷凝器中給出的估計值往往會高于實際的充注量值。

⑸液態(tài)管的程序計算結(jié)果在各個工況下變化不明顯，較為一致，而實驗數(shù)據(jù)的變化則較為明顯；程序計算結(jié)果基本上和實驗數(shù)據(jù)接近。這是由于液態(tài)管外面包裹有保溫層，液態(tài)管內(nèi)的制冷劑與空氣可近似認為沒有換熱。所以程序計算結(jié)果和液態(tài)管內(nèi)制冷劑實際的情況相差不大。

參考文獻

1. C.K.Rice, Ph.D. 1987 “The effect of voidfrbbbbbb correlation and heat flux assumption on refrigerant charge inventorypredictions” ASHRAE Trans, Vol.93, Pt.1

2. Domanski, P. and D. Didion. 1983. “computermodeling of the vapor compression cycle with constant flow area expansion device”Building Science Series 155. National Bureau of Standards, Washington, D.C.

3. Daniels, T.C. and Davies, A. “Therelationship between the refrigerant charge and the perbbbbance of avapor-compression refrigeration system” ASHRAE Trans (1975) 81 (1), 212-234

4. Todd M. Harms, Ph.D.; Eckhard A. Groll,Ph.D.; James E. Braun, Ph.D. 2003. “Accurate charge inventory modeling forunitary air conditioners” HVAC&R Rebbbbbb, Vol.9, No.1

5. 于燃 1991 “小型制冷裝置最佳充注量研究” 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文

6. 丁國良，張春路 《制冷空調(diào)裝置仿真與優(yōu)化》 科學(xué)出版社出版 2001年6月第一版

7.繆道平，吳業(yè)正 2002 《制冷壓縮機》 機械工業(yè)出版社 2002年2月第1版