一种计算制冷机工质注入量的方法.doc

介绍一种计算制冷剂工质注入量的方法 山东商业职业技术学院 薛梅 [内容提要] 从制冷系统的工作状态分析，用标准工况参数法计算制冷剂的充入量。 [关键词] 湿蒸汽、干饱和蒸汽、干度、过冷温度、压焓图 对于制冷系统的正常运转来讲，制冷剂充入量的合适与否是一个很重要的影响因素，目前决定制冷剂注入量的方法主要有三种：一是经验计算法；二是实验法；三是窥视镜和经验观察法。下面我们介绍利用标准工况参数法计算注入量。 1、制冷系统运行工况的热力状态分析 制冷机系统在设计工况下运行时，需要加入多少工质量，才能达到高效节能的目的，这需要依据制冷系统的设计工况，分析运行参数来计算需要量。 制冷系统完成一个封闭的循环，由高压、低压两段组成，高压段由压缩机排气到冷凝器，储液器及连接管至膨胀阀进口，低压段由膨胀阀出口到蒸发器至压缩机进汽。 在高压段里，从排气来的温度为t的高温过热蒸汽在冷凝器内放出显热，温度降低至tk（冷凝温度），并继续放热，等温凝结，当进一步放热时，温度降至tg（过冷温度）。在低压段内，液化的工质经膨胀阀节流后，压力、温度下降，工质成为汽液两相混合的湿蒸汽状态，之后进行吸热沸腾汽化，逐步由湿蒸汽变为干饱和蒸汽状态，在此汽化过程中，工质的蒸发温度t0和蒸发压力P0保持不变。 设计工况规定的参数t0、tk、tg（过冷温度）正是工质经历以上变化的热力学性质的表现。在氟里昂热力学性质表和图上可以查出相应的汽态、液态的相关参数，例如：容重、干度等。 2、制冷剂充入量的计算 对于制冷系统所需的制冷剂量应包含高、低压设备和连接管段的容积，分别计算其中所需的工质量。根据以上设想计算步骤是： (1)分别计算冷凝器、蒸发器、各连接管容积。 (2)按t0、t 1（吸汽温度）、tk、tg（过冷温度）在工质的压焓图上作出循环图，从该工质压焓图查出蒸发器进口干度X1，出口干度X2，求出平均干度X。 (3)根据该工质热力性质表，查出t0、tk（或tg）时蒸发器、冷凝器内液体、汽体容重。 (4)以1、2、3项数据计算蒸发器、冷凝器、连接管所需氟重量，再相加求出总需要量GL。 (5)按其用途考虑，计算储液器容量。 3、计算举例（以L—10空调机，工质R-12为例） 3.1计算容积：为方便起见，容积计算以升为单位，即dm3。 蒸发器：VH=3.5dm3(其中包括翅片管、弯头、分液管，集油管计入进汽管内算) 冷凝器：VK=8.55dm3 低压进汽与集汽管：V进+V集=0.88dm3 高压液管：V液=0.033dm3 排气管：V排=0.113dm3 3.2计算运行中氟里昂需要量 设计工况：t0=5℃，tk=40℃、tg=35℃ 查R12热力性质表：tk=40℃、 tg=35℃时： 液体容重 γ/=1.27Kg/dm3；气体容重 γ//=0.05Kg/dm3 t0=5℃时：液体容重 γ/=1.38Kg/dm3；气体容重 γ//=0.02Kg/dm3 查R12压焓图：蒸发器入口干度X1=0.2，出口干度X2=1，则平均干度的数值为： 冷凝器内工质的干度按经验算法：气体占85%，液体占15% 蒸发器内制冷剂量G1=液体量+蒸汽量 冷凝器内制冷剂量G2： 低压进气管与集气管内制冷剂量G3： 高压液管内制冷剂量G4： 排气管内制冷剂量G5： 系统内工质量总计： 3.3计算结果分析： 这种制冷机实验得到的最佳注入量为4.00Kg，计算结果的误差为： 相差千分之二，可见精确度是很高的。 在以上计算中，蒸发器与冷凝器内制冷剂量为： 与总质量差：ΔG=4.0086-3.962=0.0466 Kg 管内容积质量占百分数： 即若不计连接管内工质的质量,仅有1%的误差,这是允许的。因此，在设计工况t0=5℃，tk=40℃，tg=35℃时，以R12为制冷剂的制冷机的氟里昂注入量的通用公式： 需要说明的几点： 1、例中该机用的是ZK壳管式冷凝器，氟里昂在管外凝结，冷凝器可以当储液器用，故无需储液器。 2、如有过滤器，在计算中可单独计算，其容积质量仅按相当一段管长处理。 1 1