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在冷水机中制冷剂充灌量与毛细管性能匹配研究

                                                                                      在冷水机中制冷剂充灌量与毛细管性能匹配研究和探讨
首先我们要理解冷水机中一个重要关键词:
    1.制冷量
    冷水机系统的制冷量是衡量系统能力的主要性能指标,它主要取决于系统的冷凝温暖、蒸发温度、过冷度、过热度和制冷剂的循环流量。影响制冷量的因素很多,除压缩机、冷凝器和蒸发器的结构和性能外,还和毛细管的几何尺寸意见制冷剂的充灌量有着密切的关系。当毛细管的几何尺寸一定的时候,若没有储夜罐,制冷量随制冷剂的充灌量增加呈抛物线关系变化,也就是说随着充灌量的增加,制冷量先增加,逐渐达到顶峰,然后有逐渐减少,这是由于换热和流动两方面相互作用的结果,当充灌量过少时,蒸发温度较低,此时制冷剂的流量很少,增发器出口过热度特别大,因而蒸发器的换热面积没有充分利用,导致制冷量很少,若有储液罐,则随着充灌量的增加,制冷量逐渐增加,达到顶峰,然后基本保持不变,这是因为储液罐储存了多余部分的制冷量剂液体,使得它们不参与制冷循环的缘故。当然若充灌量过多而超过了储液罐的储存能力而无法储存多余的液体的时候,制冷量同样也会开始逐渐下降。因此存在一个最佳充灌量使得制冷量达到最大值。
2.耗功率
 冷水机系统中的耗功率直接关系到系统能效比的大小,因而冷水机系统的耗功率主要取决于压缩机的耗功率。其大小由压缩机的性能、冷凝压力、蒸发压力、吸气的过热度和容积排气量所决定。毛细管的几何尺寸和制冷剂的充灌量直接影响着冷凝压力、蒸发压力、吸气过热度。当毛细管几何尺寸一定的时候,随着制冷剂充灌量的增加,耗功率也不断提高;当制冷剂的充灌量一定的时候,耗功率随着毛细管的长度的增长而有所减少,特别是在毛细管长度较大而制冷剂的充灌量较小的条件下,这种趋势尤为明显。这是因为当毛细管几何尺寸不变时,若充灌量增加,使得制冷剂循环流量增大,进而压比变大,压缩机的耗功率变大,同时压缩机的电机的效率升高,使压缩机的耗功率有减少的趋势,但压比的增大使得耗功率的增加逐渐占优,从而使得耗功率随充灌量的增加而增加。而若充灌量一定,随着毛细管的减短,制冷剂循环流量增加,冷凝压力下降,蒸发压力上升,压比减少。由压缩机的指示功率表达式:随质量流量的增加,功率有增大趋势,而随压比减少,功率又有减少的趋势,这两者相互制约。通过实验可以得到,实验范围内流量的影响起决定作用,即毛细
管的减短,流量增大,功率上升。
3.能效比EER
  能效比是评价冷水机系统性能的重要指标,它除受环境功况、部件结构等因素的影响外,还受毛细管的几何尺寸和充灌量的影响,一般说来能效比EER随充灌量及毛细管几何尺寸的变化与制冷量随充灌量及毛细管几何尺寸的变化趋势相近。不同的毛细管均存在一个最佳的充灌量使得冷水机系统的能效比达到最大值。值得注意的是制冷量、EER出现最大值时的毛细管长度与灌注量不一定相同,因此必须确定优化目标,达到系统最优。
4.吸、排气温度
  毛细管长度一定时,如果制冷剂的充灌量较小时,随着制冷剂充灌量的减少,排气温度逐渐升高,而当制冷剂的充灌量较多时,随着制冷剂充灌量的增加,排气温度变化不大。这是因为制冷剂充灌量较少时,随着制冷剂充灌量的减少,蒸发器出口的过热度逐渐增大,并且流量的减少也有使过热度增大的趋势,它们的影响超过压比的减少对排气温度的影响。制冷剂充灌量较多时,制冷剂流量的增加和压比的增大对排气温度的影响相抵消,因而排气温度变化不大。灌注量一定时,随毛细管长度的增加,吸气压力降低,排气压力升高。增加毛细管的长度,则通过毛细管的质量流量下降,向蒸发器供液减少,开始时压缩机质量流量不变,导致蒸发器内工质减少,蒸发压力下降,冷凝器内工质增多,冷凝压力上升。随着吸气比容开始上升,压缩机质量流量下降,高低压压差增大,使压缩机的输气系数下降,加大压缩机质量流量的下降趋势,同时随压差增大,毛细管节流量又有所回升,最后当毛细管和压缩机两者的质量流量相等使,整个系统稳定运行。这时,蒸发压力和吸气压力下降,冷凝压力和排气压力上升,系统质量流量减少。
5.冷凝温度
为保证压缩机的运行寿命和可靠性,冷水机系统的冷凝温度必须工作在压缩机容许范围内,特别是对于变频压缩机而言,不同的运行频率具有不同的冷凝温度范围。制冷剂的充灌量对冷凝温度的影响较大,在相同的毛细管长度下,冷凝温度随着充灌量的增加而线性上升,且变化趋势明显;毛细管的长度对冷凝温度的影响较小,但当制冷剂充灌量较小时,毛细管的减小会导致冷凝温度略有上升。
6.蒸发温度
蒸发温度是冷水机系统的一个重要指标,它将显著地影响系统的制冷量、能效比、除湿量和蒸发器出风的温度、湿度等性能参数。当毛细管的长度一定时,蒸发温度随制冷剂充灌量的增加而线性递增,其斜率随上的增长而有微小的减小;当制冷剂充灌量一定时,毛细管长度越长,蒸发温度越低,毛细管长度越短,系统的蒸发温度越高。
7.过冷度
制冷系统的过冷度是冷凝器出口制冷剂(压力所对应的)饱和温度与冷凝温度之差。过冷度增加将会改善系统的制冷能力。由于冷凝器出口到节流装臵之间的连接管存在有沿程阻力、局部阻力和因高度引起的重力损失.以及连接管与环境存在着热交换.都会影响过冷度的变化。为保证毛细管人口液体状态以延迟闪发,系统应维持一定的过冷度。由于过冷段内制冷剂为液体状态,其容积占制冷剂充灌量的份额较大。因此制冷剂充灌量对过冷度影响比较缓慢,因而欲使过冷度有少许变化将需较大程度地改变制冷剂充灌量。在毛细管长度确定后,减小制冷剂充灌量会导致过冷度降低,当制冷剂充灌量减小到一定程度时,毛细管人口制冷剂将会呈现为气液两相状态。制冷剂充灌量一定时,随着毛细管的增长,系统的蒸发温度明显下降。制冷剂流量减小,制冷剂将从蒸发器迁移至冷凝器中,导致过冷度增大;反之亦然,但当毛细管长度当缩短至一定程度时,毛细管人口也会出现气液两相状态。 制冷剂流量
制冷系统制冷剂流量是由系统各部件的联合工作特性决定的,直接影响着系统的性能和制冷剂状态参数。当毛细管的长度一定时,制冷剂的流量随着制冷剂的充灌量的增加而增大,这是因为制冷剂的充灌量的增加将导致冷凝温度上升、过冷度增大,蒸发温度提高、过热度减小,压缩机吸气比容减小,压缩机的循环量增大所致;当制冷剂的充灌量固定后,毛细管长度增长,从毛细管侧来看,冷凝温度和过冷度提高有利于提高制冷剂流量,但由于蒸发温度下降和过热度增大使得压缩机的循环量大幅度地降低,因此当制冷剂的充灌量固定后,增长毛细管长度会使制冷剂流量减小。
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