在小型制冷装置的设计中,制冷剂的充注量过多或过少,对于制冷系统的运行都是不利的; 当制冷剂量不足时,蒸发器未完全充满,蒸发压力降低,压缩机吸气过热度增加,因此蒸发器的传热系数和系统的制冷量减小。 当制冷剂量过多时,将导致冷凝器参与换热的有效表面减少,结果引起冷凝温度和压力增加,制冷系统的制冷量下降,能耗也增;而且充注量过多时,传热系数 K 值的下降速度比充注量不足时更快。
在小型制冷装置的设计中,制冷剂的充注量过多或过少,对于制冷系统的运行都是不利的;
当制冷剂量不足时,蒸发器未完全充满,蒸发压力降低,压缩机吸气过热度增加,因此蒸发器的传热系数和系统的制冷量减小。
当制冷剂量过多时,将导致冷凝器参与换热的有效表面减少,结果引起冷凝温度和压力增加,制冷系统的制冷量下降,能耗也增;而且充注量过多时,传热系数 K 值的下降速度比充注量不足时更快。
制冷剂注入量的精确计算,迄今还没有得到很好解决,目前在实际的产品研发设计中采用以下这个思路:先按照经验值或者理论计算值充注,系统运行起来后,根据过热度、功率、视液镜的情况来判定是否满足需求。
今天我们利用 VapCyc 来准确模拟制冷系统运行,从而计算出装置的制冷剂冲注量。第一步,建立制冷模型:为了准确一点计算系统的充注量,我们考虑管道的充注量,因此在模型里面引入了制冷剂管道的模型。
我们以一套 1.5HP 的家用空调为案例,按照以下的基本参数进行设定:压缩机:选用美芝 KSK103D33UEZ3 单转子压缩机,排量为 10.3cc,为工频压缩机,转速为2990rpm,如下设定:
冷凝器和蒸发器:按照以下参数进行冷凝器和蒸发器的设定:
设定参数界面如下:
最后设定节流机构的参数:
设定冷媒种类(R410A)和边界运行条件(过冷度=8℃)点击仿真,得到最后的运算结果:
图中红框中 777kg 即为制冷剂的充注量,即可与市面上常见的空调比对,1.5HP 家用小空调的充注量为 700-900kg,计算结果还是比较相符的:
利用以上的初始数据,将机器放到实验室进行测试,通过各类参数进行对比和分析,最后得到一个最终的制冷剂充注量的数据。