排气温度跟什么有关?两种方法计算排温!
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2024年05月15日 15:49:10
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    我们先来看看理论计算公式: T2=T1(P2÷P1)^[(k-1)÷k] 其中: T2:排气温度; T1:吸气温度 ; P2:排气压力; P1:吸气压力 K:气体的绝热指数(空气的K=1.4)。 此公式体现 了吸气温度(T1)的重要性及压力比(P2÷P1)重要性。



   

我们先来看看理论计算公式:


T2=T1(P2÷P1)^[(k-1)÷k]


其中:


T2:排气温度;

T1:吸气温度 ;

P2:排气压力;

P1:吸气压力

K:气体的绝热指数(空气的K=1.4)。


此公式体现 了吸气温度(T1)的重要性及压力比(P2÷P1)重要性。

这二种数据直接关系到空压机的使用温度及质量。

因为吸入温度越高,压缩比越高,排气温度就成倍的高!


根据上面的公式,我们可以得出以下结论:


排气温度过热的原因主要有以下几种:

1、回气温度高(吸气过热度大)

2、压缩比高

3、冷凝压力高

4、冷冻油冷却不行,电机加热量过大

5、制冷剂的原因


1 回气温度过高


回气温度高低是相对于蒸发温度为而言的。为了防止回液,一般回气管路都要求8-10°C的回气过热度。

如果回气管路保温不好,过热度就远远超过20°C。 

回气温度越高,气缸吸气温度和排气温度就越高。

经验数据:回气温度每升高1°C,排气温度将升高1~1.3°C。,所以吸气过热度大,必然会导致吸气温度高,进而导致排气温度急剧升高。


2 压缩比过高


排气温度受压缩比影响很大,压缩比越大,排气温度就越高。


降低压缩比可以明显降低排气温度,具体方法包括提高吸气压力和降低排气压力。

 

这里我们详细看看吸气压力:


吸气压力由蒸发压力和吸气管路阻力决定。提高蒸发温度,可以有效提高吸气压力,迅速降低压缩比,从而降低排气温度。 

一些用户偏面地认为,蒸发温度越低冷度速度越快,这种想法其实有很多问题。降低蒸发温度虽然可以增加冷冻温差,但压缩机的制冷量却减小了,因此冷冻速度不一定快。何况蒸发温度越低,制冷系数就越低,而负荷却有增加,运转时间延长,耗电量会增大。

降低回气管路阻力也可以提高回气压力,具体方法包括及时更换脏堵的回气过滤器、尽可能缩小蒸发管和回气管路的长度等。 

此外,制冷剂不足也是吸气压力低的一个因素。制冷剂漏失后要及时补充。实践表明,通过提高吸气压力来降低排气温度,比其他方法更简单有效。


3 电机加热


对于回气冷却型压缩机,制冷剂蒸气在流经电机腔时被电机加热,气缸吸气温度再一次被提高。 

电机发热量受功率和效率影响,而消耗功率与排量、容积效率、工况、摩擦阻力等密切相关。 

回气冷却型半封压缩机,制冷剂在电机腔的温升范围大致在15~45°C之间。空气冷却(风冷)型压缩机中制冷制不经过绕组,因而不存在电机加热问题。 

 

我们也要考虑另外一个问题,就是制冷循环中是有冷冻油的,这个冷冻油会随着制冷剂吸气进入压缩机,起到冷却电机的作用;

如果冷冻油不足,没有足够的冷冻油来冷却压缩机电机,制冷剂经过电机之后,温度必将升高很多。

所以冷冻油不足,也会造成排气温度过高。



4 冷凝压力过高


冷凝压力过高造成排温升高的原因有两个:


1、冷凝压力高,压缩机的压比页高,排温就会升高;

2、冷凝压力高,对应的冷凝温度也高;势必会提高压缩机的排气温度。


排气压力过高的主要原因是冷凝压力太高。冷凝器散热面积不足、积垢、冷却风量或水量不足、冷却水或空气温度太高等均可导致冷凝压力过高。选择合适的冷凝面积、维持充足的冷却介质流量是非常重要的。 

高温和空调压缩机设计的运转压缩比较低,用于冷冻后压缩比成倍提高,排气温度很高,而冷却跟不上,造成过热。

因该避免超范围使用压缩机,并使压缩机工作在可能的最小压比下。在一些低温系统中,过热是压缩机故障的首要原因。 



5 反膨胀与气体混合


吸气行程开始后,滞留在气缸余隙内的高压气体会有一个 反膨胀 过程。

反膨胀后气体压力恢复到吸气压力,用于压缩这部分气体而消耗的能量在反膨胀中就损失掉了。余隙越小,一方面反膨胀引起的功耗越小,另一方面吸气量越大,压缩机能效比因此大大增加。 


反膨胀过程中,气体与阀板、活塞顶部和气缸顶部的高温面接触吸热,因而 反膨胀结束时气体温度不会降低到吸气温度。

 

反膨胀结束后,正真的吸气过程才开始。气体进入气缸后一方面与反膨胀气体混合,温度升高;另一方面,混合气体从壁面上吸热升温。 因此压缩过程开始时的气体温度比吸气温度高。

但由于反膨胀过程和吸气过程非常短暂,实际的温升很非常有限,一般不足5°C。反膨胀是由气缸余隙引起的,是传统活塞式压缩机无法回避的缺点。阀板排气孔中的气体排不出,就会有反膨胀。 


6 排气温度的计算


方法一、Excel直接计算:


很多同行不知道怎么来计算排气温度,其实在Excel表格当中是很好计算出这个排气温度的,当然前提是你的Excel导入了Refprop这个强大的软件,调用函数可以直接计算出理循环的排气温度,我们举个例子个大家展示一下:


案例三:在R410A的制冷系统中,测得回气温度是10℃,低压压力是0.9Mpa,高压压力是3.5Mpa,求该系统的排气温度!

 

分析,本案例看似一个无解的案例,我们仔细分析下,压缩机的压缩过程是一个等熵压缩的过程,已知了回气温度和回气压力,我们可以求得此时的熵值,而压缩过程是一个等熵的过程,那么排气的熵值就是吸气的熵值,以及排气压力和排气的熵值,我们就能计算出此时排气制冷剂的温度,即排气温度;


参考如下:

吸气熵值=Entropy(R410A,TP,SI with C ,10,0.9)

回车之后得到的熵值=1.828078


有了熵值和排气压力,我们来计算排气温度;

排温= Temperature (R410A,PS,SI with C ,3.5,1.828078)


回车计算出来的排温=83.612

方法二、比泽尔压缩机选型软件计算


方法二我们借助压缩机的选型软件,直接计算一下压缩机的排气温度:

利用Refig工质物性计算软件,计算蒸发压力和冷凝压力的饱和温度;

把已知参数输入到压缩机选型软件,得到结果如下:


得到的排温是78.1℃;


我们在平时调试和维修的时候,可以根据这个选型软件得到的排温数据,跟我们实际测试得到排温进行对比:

如果排温偏高,说明吸气过热度太大,可以考虑加大膨胀阀的开度;

如果排温偏低,说明吸气过热度不够,可以考虑调小膨胀阀的开度;


未完待续

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