家用空调制冷剂充注量与毛细管长度的匹配
家用空调制冷剂充注量与毛细管长度的匹配
家用空调制冷剂充注量与毛细管长度的匹配
龙建佑;朱冬生;陈礼
【期刊名称】《顺德职业技术学院学报》
【年(卷),期】2005(003)001
【摘要】通过试验的方法研究了空调器制冷剂充注量与毛细管长度对制冷系统的影响,得出了相应的试验曲线,找出了最佳匹配结果.根据试验结果分析了毛细管长度与制冷剂充注量影响空调性能的基本规律.
【总页数】5页(P15-19)
【作者】龙建佑;朱冬生;陈礼
【作者单位】华南理工大学,化工与能源学院,传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东,广州,510640;华南理工大学,化工与能源学院,传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东,广州,510640;顺德职业技术学院,广东,顺德,528333
【正文语种】中文
【中图分类】TB61+1
【相关文献】
1.空调器毛细管长度与制冷剂充注量匹配实验研究 [J], 戴国民;杜垲
2.毛细管长度与制冷剂充注量匹配关系的分析 [J], 张亚平;王建国
3.制冷剂充注量与毛细管长度对家用空调性能的影响 [J], 龙建佑;朱冬生;陈礼
4.R407C用于家用空调器的毛细管长度和制冷剂充注量研究 [J], 仇富强;农秉茂;范容君;谢萍萍;李垒
5.制冷剂充注量及毛细管长度对空气源热泵热水器性能的影响 [J], 施永康;杨庆成;丁小江
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制冷系统中毛细管的长度怎么设计
制冷系统中毛细管的长度怎么设计?毛细管的计算法制冷系统中一般称内径0.5～2mm左右，长度在1～4m左右的紫钢管为毛细管。
在内径及长度已确定后，毛细管的流量主要受进、出口两侧即高、低压两端压力差大小的影响，与来液过冷度大小、含闪发气体多少以及管弯曲程度、盘绕圈数等也有关。
因此机组系统一定时，不能任意改变工况或更换任意规格的毛细管。
据有关实验表明，在同样工况和同样流量条件下，毛细管的长度与其内径的4.6次方近似成正比，即 L1/L2=(d1/d2)4.6当环境温度升高或制冷剂充加量过多时，冷凝器压力变高，毛细管流量增大会使蒸发器压力及蒸发温度随之升高。
反之，当环境温度降低或制冷剂充加量不足时，冷凝器压力变低，毛细管流量减小会使蒸发器压力及蒸发温度随之降低，导致制冷量下降，甚至降不到所需的温度。
因此，采用毛细管的制冷设备，必须根据设计要求严格控制制冷剂的充加量。
例如200L左右的电冰箱加R12量在150克左右，上下偏差不大于5克。
一般系统的首次充液量M 可近似按下式确定： M=20+0.6V （克）式中：V?蒸发盘管内容积(cm3)一般冰箱用内径为0.5mm、长度3m的紫铜毛细管。
一般空调用内径为1.42mm、长度450mm的紫铜毛细管。
计算冰箱冷柜毛细管的公式1 . 毛细管长度的试验方法将工艺管打开，高压管连接压力表，毛细管的一端连接干燥过滤器，另一端暂不焊接，启动压缩机，如果压力表的压力稳定在0.98-----1.177Mpa左右，可以认为合适，压力过高就要割断一小段，压力过小时就加一小段，反复试验直到合适为止，然后将毛细管和蒸发器连接好。
再抽真空、充注制冷剂。
2.工厂大部分采用测试的方法来判定毛细管的长短，需要的设备有：高压瓶、流量计、液压测量和气压测量等条件，而在维修当中由于条件的制约，就有些困难; 下面介绍一种方便的测量方法：在需要更换毛细管的冰箱的冷凝器输出端换一个双尾干燥过滤器，焊接好冷凝器的接头和工艺管（工艺管选择直径5毫米的铜管和三通压力表架，在选择一条基本上与原毛细管差不多直径的毛细管，长度在可根据压缩机的功率估计，一般在2.0米-2.8米之间，一端焊接到干燥过滤器的输出端，插入深度一般在0.5~1厘米左右不能太深，过深会触到干燥过滤器的过滤网上造成堵塞，也不能过短，太短会使赃物堵住毛细管的口径，焊接无误后，切开压缩机的工艺口，开启压缩机观查接在干燥过滤器上的压力表的压力，根据所用的制冷剂的不同选择压力的大小，如压力过高可截短一些毛细管，反之要加长，当基本上符合下面提供的压力范围内即可。
毛细管及冷媒量匹配设计规范
毛细管及冷媒量匹配设计规范1适用范围本规范适用于房间空调器毛细管冷媒量的匹配设计。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
2.1国家标准GB/T 7725-2004房间空气调节器GB 12021.3-2004 房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值2.2企业标准QJ/MK02.001-2001a 房间空气调节器QJ/MK02.003-2005家用产品试验指引QJ/MK08.001-2004 异常噪声检测、判定方法QJ/MK08.004-2000 产品可靠性评定导则QJ/MK08.005-2004 产品可靠性试验室评定方法QJ/MK08.007-2004 房间空气调节器凝露试验判定方法QJ/MK08.015-2006整机一般环境长期运行试验规范QJ/MK08.017-2003 长途运输试验规范QJ/MK08.036-2003 振动运输试验方法QJ/MK08.037-2003 零部件耐候性试验和评价方法QJ/MK08.038-2004 分体式空调器非标安装评价方法Q/MDL006-2000 变频式房间空气调节器3设计要求3.1制冷系统媒量的确定：在进行制冷系统的匹配时，如何确定冷媒的充注量是很重要的一个步骤，对任何制冷系统其冷媒充注量必须合适。
一般制冷系统冷媒的充注量与两器、连接管、室内外风量、压缩机有关，在匹配时往往要根据冷凝器和蒸发器的内容积、连接管的长度和管径大小、压缩机允许充注的冷媒量来确定制冷系统的冷媒充注量。
3.1.1首先要查一查所用压缩机的最大允许冷媒充注量，匹配时所充注的冷媒量不能超过该允许值，如果超过就必须通知压缩机厂对该冷媒量进行确认，要验证压缩机油面、液面是否满足要求，同时追加长配管试验（分体机15m、柜机20m、天花机30m、定制机另算，分别按规定配管长度做GB-7725-2004要求的可靠性试验，主要观察压缩机在各种工况下油位、温度、压力等参数，确保压缩机在压缩机厂规定的允许范围内运行）和高落差试验（分体机5m、柜机10m、天花机15m，分别按规定高落差做长期运行，主要观察压缩机的油位，其油位要确保压缩机能可靠运行）。
用步进法确定房间空调器毛细管的匹配
在设计工况下的平衡点为 Ａ，此时毛细管与压缩机的质量流量 均为 Ｇ ， ｄ 当负荷减小时 ， 制冷剂蒸发量减小 ， 吸气压力降低 ， 压
缩机吸入的蒸气量少于毛细管的供液量。只有 当一部分制冷剂
入 ， 合适的参数对提高整机性能显得尤为重要 。厂家普遍采用经验 蒸气与液体一起从冷凝器进入毛细管 （ 口状态为湿蒸气 ）于 是毛细管的供液量减少 ，压缩机与毛细管在新的条件下达到质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中于冷凝器 ， 使冷凝压力提高 ， 同时使蒸发压力降低 ， 制冷系统 的能效比（ Ｅ ） Ｅ Ｒ 降低 。
当毛细管变短时， 通过其中的流量增加 ， 由于制冷系统 的充
由图可知， 当冷凝压力较高 ， 吸气压力较低时， 压缩机的质量流 量（ 输气量） 较小， 而毛细管的质量流量（ 供液量） 却较大。 在冷凝
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图 １ 毛 细 管与压 缩机 流量 的平衡 关 系
２ 第８ 家电 技 ．５． ｌ Ｄ 吆年 期 科 ７
维普资讯
ｈｔ ： ｗ ｗ ｓ ｅ ．ｏ ． ｔ ｆ ｗ ．ｈ ａ ｒ ｃ ｐｆ ｔ ｃｎ ｎ
的计算 中， 液相段长度 Ｌ 计算容易得到。而两相段毛细管长度 １
温度一定条件下 ， 只有一个吸气压力满足设计的质量流量。 假定
注量一定 ， 将不能保持毛细管进 口处的液封 ， 使通过毛细管的流 阻急剧上升 ， 形成液封振荡循环翻 制冷量减少， ， 能效 比降低 。 因此 ， 必然存在一个与系统相匹配的最佳的毛细管长度 ， 偏
离这个最佳的长度 ， 将使系统性能降低 ， 能效比减少。 ２ 房间空调器用毛细管长度的选择计算
和长度。在选择计算皆选择无回热毛细管。
毛 细 管 与 压 缩 机 的 平 衡 关 系 压缩 机输气 特性 一 一 毛 细 管 供 液 特 性
制 冷 剂 充 灌 量 与 毛 细 管 性 能 匹 配
制 冷 剂 充 灌 量 与 毛 细 管 性 能 匹 配制冷量空调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。
耗功率空调系统中的耗功率直接关系到系统能效比的大小，一般说来室内、外风机的耗功率所占的比率较少，并且在运行过程中变化幅度也较少，因而空调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。
空调冷媒追加量计算方法
1
W1
0
3
W3
0 1 室内机连接比率（室内机总容量/室外机容量） 计算室内机容量比。 条件 制冷剂追加量 容量比小于100% 0.0kg 容量比介于100%-115% 0.5kg 容量比介于116%—130% 1.0kg 总追加充注量（W kg)=W1+W2+W3
4
W
0
加充注量（Kg）
000源自空调冷媒追加量计算方法序号 符号 内容 液管的制冷剂追加充注量计算方法（W1 Kg) 1m配管追加 追加充注量 配管直径 配管总长(m) 冷媒量 （Kg） Ф 22.2 0.39 0 Ф 19.05 0.28 0 Ф 15.88 0.19 0 Ф 12.7 0.12 0 Ф 9.53 0.06 0 Ф 6.35 0.03 0 液管总追加充注量= 0 室内机追加充注量的计算方法（W2 Kg) 224和280型室内机的制冷剂追加充注量为1.0kg,224型 以下的室内机不需要追加充注制冷剂 2 W2 224和280 每台追加充 型室内机 注量kg/台 追加充注量kg 0 追加充注量（Kg）
第十一节 空调匹配技术
1500
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6.4制冷剂量与毛细管长度对性能的影响
（4）耗功随充注量和毛细管长度的变化
1400 1350 图9 耗功随充注量和毛细管长度的变化
耗功(kW)
1300 1250 1200 900
L=1000mm L=1100mm L=1200mm L=1300mm L=1400mm
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6.5 家用空调器制冷系统匹配
（ 4 ）选用毛细管 φ 1.37×450mm ,1 根，灌注量改为 750g, 测试数据为： 制 冷 量： 2489 W 输入功率： 821.2 W 能 效 比： 3.00 W/W 出风温度： 室内15.0℃，室外40.4℃ 排气温度： 81.3℃ 吸汽温度： 13.4℃ 可以看到制冷量降低了74W，功率降低了125W，使能效 比大幅升高，总体性能明显提高了。不过应注意吸气温度 已较高，750g的灌注量如果作为出厂灌注量是偏低的，安 装后可能出现制冷量不足或影响正常的使用寿命，因此应 适当补充灌注量。
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6.5 家用空调器制冷系统匹配
6.5.7 凝结水排除 凝结水排除能力试验的运行条件与凝露 相同，只是需将接水盘注满水，因此应在 凝露试验后马上进行（但无法同时进行）。 在连续4h的运行时间内，空调器排水应畅 通，不应有水从空调器中溢出或吹出，以 致弄湿建筑物或周围环境，或造成电气危 险。
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6.6 不合格项目微调与整改
不合格项目及原因
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6.7家用空调器制热系统的性能匹配
6.7.1 额定制热量测试 主要性能参数的参考值如下：
（ 1 ）蒸发温度：－ 5 ～ 2℃，一般整体式、柜式和吸顶式等 偏低，挂壁式偏高。 （2）冷凝温度：不大于55℃ （3）过冷度： 不小于6℃ （4）过热度： 1～5℃ （5）排气温度： 85～100℃ （6）吸汽温度：－1～3℃ （7）排气压力： 1.8～2.2Mpa （8）吸汽压力：0.40～0.5Mpa 室内出风温度：不低于40℃
制冷系统用毛细管的介绍和选择
制冷系统用毛细管的介绍和选择毛细管的工作原理：毛细管是制冷系统常用的节流装置，它具有结构简单，价格便宜等无法替代的优势，特别是在冰箱，家用空调，甚至部分商用空调中广泛使用，如在只用于单冷的水冷柜机中，10HP 以下的短连接的分体空调中都可以看到毛细管作为节流机构。
节流装置主要是通过制冷剂在装置内流动的压降来控制蒸发器所需的制冷剂流量，毛细管（虽然叫毛细管，但其实并不会有毛细作用）其实只是一段内径比较小的铜管，它一头连接冷凝器出口（一般在毛细管入口会加一个过滤器，以防毛细管堵塞），另一头连接蒸发器入口，这种结构因为没有热交换，叫绝热毛细管；在一些冰箱制冷系统中，毛细管和回气管是焊在一起的，它们之间有热交换，叫放热毛细管。
这里主要介绍绝热毛细管。
高压制冷剂液体在管内流动，因为毛细管的内径比较小，一般中小型制冷装置常用为0.4—2.5mm ，所以压降比较大，因此可以通过更改毛细管尺寸来变更制冷剂流动的压力降，从而达到控制流量的目的。
下图是常用的描述制冷剂在毛细管中沿长度方向流动状态的曲线图：1．0-2，这一段因为制冷剂还完全是过冷液体，流速变化不大，所以制冷剂在毛细管内的压降恒定，呈线性变化，制冷剂压力不断下降而接近饱和压力，而因为是绝热过程，因此温度不变；2．“2”这一点是制冷剂液体的饱和状态点，制冷剂会在这点开始吸热蒸发出气体，所以一般叫闪发点，但是根据Lietal.(1990)和Mikol(1963)的研究指出，虽然制冷剂达到饱和状态点“2”，但仍然不会蒸发，而制冷剂压力还要沿着很短的毛细管长度继续下降到点“2’”才开始蒸发，2-2’这段过程叫亚稳定状态或过热液体状态。
3．2-3，制冷剂液体从“2”点后就开始蒸发出气体，因为气体容积较大，所以流速加快，制冷剂压降增大，所以这段是两相段，压降比较大，但是当制冷剂的压力达到“3”点后，就不会再下降了，所以“3”点的压力也叫临界压力（当地音速），这时毛细管出现流动雍塞，也就是达到最大流量。
空调系统制冷剂充灌量与毛细管长度的优化匹配研究.
图 % 制冷剂充灌量和毛细管长度对过热度的影响
·
"#& 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。从图 & 中可以看出：当 % 一定
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时，故 ! " 随 !" 的增加而增大。这是因为 !" 的
)*+ , -.，/* , "，".."
其次从 该 参 数 对 制 冷 系 统 性 能 的 反 映 上 考 虑。蒸发温度、冷凝温度、过冷度和过热度是系统 的状态参数；制冷剂流量是系统的内部参数；制冷 量、冷凝负荷、耗功率和除湿量是系统内各个部件 的外部效果，而且又都是由制冷系统运行状态所 决 定 的，也 在 一 定 程 度 上 反 应 了 系 统 状 态 参 数； **+ 是系统运行的综合反应，是系统运行效果的 最终反映。此外制冷量又是制冷系统所要实现的 目标，**+ 最能反映系统的节能效果，因此可以 将 **+ 和制冷量作为优化设计的目标参数。 &#" 优化结果
图 $ 制冷剂充灌量和毛细管长度对过冷度的影响
"#% 过热度 ’( 过热度 ’( 是蒸发器出口制冷剂温度与蒸发
器出口制冷剂（压力所对应的）饱和温度之差。为 保证压缩机的安全运行，系统均要求有一定的过 热度，过热度的增大，将导致蒸发器的有效蒸发面 积减小，制冷量和能效比的降低，过热度太小或蒸 发器出口为气液两相状态时，不仅会造成湿压缩， 还会导致压缩机输气系数减小、制冷量和能效比 降低。图 % 给出了 ’( 随 !" 和 % 的变化情况，当 % 一定时，’( 随 !" 的 增 大 而 减 小；当 !" 固 定 后，’( 随 % 的增长而增大。
家用空调和多联机冷媒充注计算方法
家用空调和多联机冷媒充注计算方法一、美的空调冷媒追加量计算1、家用空调普通冷媒追加标准（R22、R410A），有加长管且配管总长（A）超过5米的要按下表进行定量增加冷媒：2、家用空调可燃冷媒追加标准（R32、R290），连接管超过5米以上需要追加冷媒：3、家用中央空调冷媒追加标准：追加冷媒注意：•依室外机、室内机连接管液侧配管管径长度计算冷媒追加量；•分歧管折算长度为等价配管长度0.5m•系统管路追加冷媒时，冷媒罐倒置于电子秤上。
二、格力空调冷媒追加量计算因为R22和R410A两种成分和压力不同，R410A要液态充注，机器的铜管厚度也不同，所以两种冷媒禁止混用。
维修用测量仪表和定量充注制冷剂设备也要专用。
根据空调安装或维修工艺（国家标准或行业相关标准）规定：当空调安装室内外机连接管路超过标准长度5米以上时，就应当及时补充制冷剂，少加或漏加会造成系统故障或者运行效果不好。
1、家用空调加长管冷媒追加量一览表：2、一拖一风管机系列冷媒追加计算：3、FREE系列直流变频多联机组送风式室内机组冷媒追加计算：4、GMV Power：5、GMV Star：6、GMV雅居：7、GMV5、GMV5S：PS：R410A是由R32和R125两种工质按1：1的质量分数混合而成的HFCs类制冷剂。
同R22相比，R410A的冷凝压力大约是R22的1.6倍，是一种高压制冷剂，需要提高系统耐压强度；R32相对R410A而言，R32制冷剂饱和压力约高2.5%。
可燃性冷媒空调安装维修作业十大禁令1、严禁无上岗资格证从事特种作业；2、严禁2m以上高空作业不配戴安全带、不系安全绳进行作业；3、严禁在安装维修现场抽烟，两米范围内不得有火源或高温热源；4、严禁安装不抽真空或抽真空时间小于规范要求；5、严禁用氧气替代氮气进行系统保压；6、严禁对室外单边机进行开机运行；7、严禁在用户家进行焊接维修及用明火或焊接系统内有冷媒的管路；8、严禁在系统负压状态下回收冷媒，回收冷媒时间不得超过1分钟；9、严禁使用假冷媒、劣质冷媒及不同型号类别的冷媒混用或替代；10、严禁在开机运行状态下检测系统压力。
毛细管长度对制冷系统的影响
毛细管对制冷系统的影响毛细管一般指内径为0.4~2.0mm的细长铜管。
作为制冷系统的节流机构，毛细管是最简单的一种，因其价廉、选用灵活，故广泛用于小型制冷装置中。
那么毛细管长度对制冷系统参数有哪些影响呢？毛细管产生“冰堵”现象该如何来排除？毛细管长度对制冷系统参数的影响1、对吸气，排气温度及压力的影响相同充注量时，毛细管越短，制冷剂流量越大，所以吸气温度，排气温度都会下降；同理，毛细管一定时，充注量越大，制冷剂流量越大，吸气温度，排气温度也是下降。
但流量的增大，使吸气压力也上升。
对于排气压力，则是充注量一定时，毛细管越短越小；而毛细管长度一定时，充注量越大越高。
2、对冷凝温度和压力的影响制冷剂充注量一定时，毛细管越短，冷凝温度和压力下降；毛细管长度一定时，充注量越大，冷凝温度和压力越高；3、对蒸发温度和压力的影响制冷剂充注量一定时，毛细管越短，蒸发温度和压力越大；毛细管长度一定时，充注量越大，蒸发温度和压力越大；4、对过冷度和过热度的影响制冷剂充注量一定时，毛细管越长，过冷度越大，过热度也越高；毛细管长度一定时，充注量越大，过冷度越大，过热度越小；5、对制冷量，功耗，性能系数EER的影响制冷剂充注量一定时，毛细管的长度越长，功耗越小，但制冷量也变小，EER变小；当充注量增加到一定程度时，因为换热温差影响较大，这时制冷量变大，EER也变大。
6、毛细管系统的设计要点1）在高压侧一般不会使用储液器，其实储液器是否使用并不取决于是什么样的节流装置，而是看整个系统的运行是否需要，如热泵系统，停机抽空系统。
对于冰箱，空调等本来系统设计就很少需要储液器。
2）在吸气管最好使用气液分离器，对于冰箱，如果回气管比较长，可以保证回气温度在设计要求范围内可以不使用，对于空调，多数空调压缩机都会在出厂时就带了一个气液分离器。
因为毛细管系统在停机时，高低压侧会平衡而使蒸发器积聚制冷剂液体，气液分离器可以很好的防止液击和制冷剂迁移。
家用空调器制冷剂最佳充注量的确定
家用空调器制冷剂最佳充注量的确定摘要：采用分相模型计算系统中两相区内制冷剂的质量分布，在系统性能模拟的基础上，采用分段累积的方法研究了影响总充注量的因素，提出确定最佳充注量的原则：在制冷量达到要求时，空调器的能效比ＥＥＲ最大。
测定了最佳充注量下各部件的状态，试验结果和理论计算吻合较好。
关键词：分相模型空调器稳态性能模拟最佳充注量能效比每一种空调器的设计都存在着如何确定制冷剂充注量的问题，特别是在采用毛细管作节流装置的空调器中，由于毛细管的调节能力较热力膨胀阀差，充注量的变化对其性能影响更大。
目前这方面的研究较少，缺少成熟的理论计算方法，各生产厂家只好采取试验手段，依据经验估计值进行多次试验，以最终确定最佳充注量。
这种重复的工作不仅费钱，也费时费力。
为了使确定最佳充注量变得简单可行，本文在系统稳态性能模拟的基础上，对分体式空调器的最佳充注量进行了计算，并提出了确定系统最佳充注量的原则：当空调器的结构尺寸和工作条件一定，制冷量达到设计要求时，系统的能效比最大。
此时，空调器及各部件处于最佳工作状态。
本人曾对ＫＦＲ－32ＧＷ／Ｈ分体挂壁式空调器反复做试验，理论计算和试验结果很吻合。
1、充注量计算制冷剂在制冷系统中的状态可分为单相和两相两种，这两部分的制冷剂质量计算应分别考虑。
1.1单相区质量计算单相区制冷剂密度计算较为简单，处于单相区的各部分制冷剂质量可通过积分计算。
1.2 两相区质量的计算充注量计算的难点在于两相区中制冷剂量的确定，其关键是两相区空泡系数的计算。
在两相区空泡系数修正模型的研究和验证方面，不少学者已经做了大量工作。
2、充注量对空调器性能的影响及试验结果不同的制冷剂充注量对空调器性能的影响是不一样的。
笔者对ＫＦＲ－32ＧＷ／Ｈ分体挂壁式空调器在不同的充注量下进行了计算和试验。
试验条件：室外环境温度：35±0.5℃；湿球温度：19.5±0.3℃；室内于球温度：27 ±0.5℃；毛细管规格：长450ｍｍ＼内径Ｘ1.4ｍｍ。
系统调试制冷剂充注量与毛细管长度对性能的影响(摘选)_百度文库概要
系统调试制冷剂充注量与毛细管长度对性能的影响(摘选.txt 我的优点是：我很帅；但是我的缺点是：我帅的不明显。
什么是幸福？幸福就是猫吃鱼，狗吃肉，奥特曼打小怪兽！令堂可是令尊表姐？我是胖人，不是粗人。
2006年第34卷第4期流体机械文章编号: 1005 —0329 (2006 04 —0067 —04制冷剂充注量与毛细管长度对家用空调性能的影响龙建佑1 ,2 ,朱冬生1 ,陈礼2(11华南理工大学, 广东广州510640 ;21顺德职业技术学院, 广东佛山528333摘要: 通过试验的方法研究了空调器制冷剂充注量与毛细管长度对制冷系统的影响 , 得出了相应的试验曲线, 找出最佳匹配结果, 并根据试验结果分析毛细管长度与制冷剂充注量影响空调性能的规律。
关键词: 空调器; 制冷剂充注量; 毛细管; 最佳匹配中图分类号: TB61 文献标识码: AAbstract : Trough experiments ,the impacts of refrigerant charge amounts and capillary tube lengths on the refrigeration system was in2Impact of Refrigeration Charge Amount and Capillary Tube Length on1 ,2 ,ZHU Dong2sheng1 ,CHEN Li2(11South China University of Technology , Guangzhou 510640 , China ;2 Shunde Polytechnic , Foshan 528333 , ChinaHousehold Air2conditionerLONGJian2youvestigated , and a series of corresponding curves was drawn to find the optimal matching relations , and then according to the results of ex2periments ,the influences of the refrigerant charge amounts and capillary tube lengths upon the performance of air conditioner was ana2lyzed.Key words : air conditioner ;refrigerant charge ;capillary tube ;optimal matching1 引言新颁布的国标GB12021. 3 —2004 (房间空气调节器能效限定值及能源效率等级于05年3月1日起实施。
制冷剂充注量与毛细管最佳匹配分析
统 内 。 毛 细 管 不 需 要水 液器 ， 因而 冷 媒 的 充 入 量 小 ， 运 转 停 止 后 可 且 使 高压 和 低 压 的压 力平 衡 ， 启 动 时 负 荷 也 小 。 再 Ｏ 引 言 考 虑 到 制 冷 剂 在 毛 细 管 中 的 流 动 存 在 单 相 液体 和 气 液 两 相 流 在 采 用 毛细 管 节 流 的空 调 系统 中 ，标 准 工 况下 的制 冷 剂 充 注 量 动 ， 文 对 单 相 和 两 相 分 别 加 以探 讨 。 本 和 毛 细 管 长度 对 空调 器 的运 行 性 能有 着 重 要 的 影 响 。 常 用 的节 流 装 在 计 算前 进 行 如 下 假 设 ： 置 有 三种 类 型 电子 膨 胀 阀 （ Ｅ ， 力 膨 胀 阀 ， 细 管 。 Ｅ Ｖ）热 毛 电子 膨 胀 阀 ①流动是 一元且状 态稳定。 与外部没有热交换的绝热过程 。 ② ③ （Ｅ ）ｎ 力 膨 胀 阀虽 然 是 不 错 的 选 择 ， 由 于 价 格 较 高 ， 期 使 用 单相 流 ， 相 流 中毛 细 管 内 的粗 糙 度 一 定 。 Ｅ Ｖ￣ 热 但 长 两 的可 靠 性 的 影 响 及相 应 控 制 复 杂 ， 应 用 受 到 了局 限。 其 由于 毛 细 管 的 ２１ 流 动 解 析 方程 式 ． 结 构 简 单 ， 格低 廉 ， 能 可 靠 ， 广 泛 应 用 于 小 型 简 单 的 空 调 系统 价 性 被 连续 方程 式 ：（ Ｖ） Ｏ ｄｐ ＝ （） １ 中。 因此 优 化 毛 细 管 的长 度 和 充 注 量 在 实 际 使 用 中 意 义 很 大 。 它可 以 运 动 量 方程 式 ：Ｆ ＋ ｄ 船 ￣ ｄ ＝ （ ｄ ＳＬ Ｏ ２） 有效提高 系统运行 的效 率 ， 获得较 高的 Ｅ Ｒ Ｅ 。但现有 的开发 方式 多 能量 方 程 式 ： — ＝ （ 日＋ ＨＰ ３） 数都 是通 过 对 制冷 系统 反复 测试 的基 础 上得 出 的 ， 这种 实验 存在 很 ｇ 大 的偶 然 性 ， 且 开 发 周期 很 长 。通 过 系统 的仿 真 分析 ， 在 提 高 系 并 可 Ｐ： 密度 （ ｇｍ Ｋ／ ） 统性能及效率 （ Ｅ Ｅ Ｒ）的 基 础 上 尽 量减 少 冷 媒 的充 注 量 及 毛 细 的 长 Ｖ： 度 （ ｓ 速 ｍ／ ） 度， 而且 可 以有 效 缩 短 开 发 的周 期 。 Ｇ： 媒 循 环 流 量 （ ｇｈ） 冷 Ｋ／ １ 毛 细 管 系统 的 运 行 特 点 Ａ： 的截 面 积 （ ） 管 ｍ 为 了达 成 目标 制 冷 能 力 ，选 定 设 计 压 缩 机 和 蒸 发 器 ， 凝 器 后 ， 冷 Ｓ： 的周 长 （ ） 管 ｍ 还 要 选 定 用 现 有 部 品 发 挥 系 统 最 大 能 力 的 膨 胀 机 构 。 使 用传 热 膨 胀 Ｔ： 擦 切 应 力 （ ｇ／ｍ ） 磨 Ｋｆ ｃ 式或 电子式膨胀阀时 ， 不需 要特 别选定 。相反 系统 中要使用 毛细 管， Ｈ 焓 （ ｃ Ｉ ｇ ｏ： Ｋ ａ Ｋ ） ／ 就 需 要 选 定 能 够 流 通 通 过 前 面 说 明 的 设 计 标 准 化 方 式 试 验 求 得 的 合 有 一 定 的管 截 面 积 ，并 符 合 上 面 解 析 方 程 式 的 毛 细 管 中 的绝 热 适 冷 媒 流 量 的 部 品 。 图 １表 示压 缩 机 和 毛 细 管 的 冷 媒 流 量 的 相 关 关 流 动 叫 Ｆ ｎ ｏ流 动 。 ａｎ 系 ， 果 在 Ａ 点 ， 缩 机 和 毛 细 管 形 成 平 衡 状 态 ， 发 器 负荷 的 增 加 如 压 蒸 对 Ｆ ｎ ｏ Ｌｎ ａ ｎ ｉ ｅ的 计 算 结 果 如 ４ 毛 细 管 压 力 降 是 磨 擦 引 起 的 非 。 会 使 蒸 发 压 力 上 升 以及 压 缩 机 的 排 气 流 量 比通 过 毛 细 管 的流 量 还 要 可 逆 的 压 降 ，因 毛 细 管 内 的 熵 一 直 增 加 ，但 这 样 的 现 象 只 可 能 在 多 ， 致蒸 发器 内 部 的冷 媒 量 不 足。 压 缩 机 阶 段 增 加 的 流 量 不 能 全 Ｔ ｂ 导 在 ｕ ｅ出 口 出现 。 部 通 过 毛 细 管 ， 以液 冷媒 继续 留在 冷凝 器 内部 使 冷凝 空 间减 少 。 所 冷 ２２ 压 降 ． 凝 空间的减 少会使冷凝传热面积减 少 ， 冷凝 器的 △Ｔ冷媒和 空气 的 （ ２２１ 液 体 域 （ 相 流 域 ） 的压 力 下 降 ．． 单 里 温 差 ） 加 ， 致 冷 凝 压 力上 升 。 冷 凝 压 力 的上 升 会 增 加 毛 细 管 的 通 增 导 △＝ 号 ， Ｊ （） ４ 过 量 ， 少 压 缩 机 的排 气 流 量 ， 着 制 冷 系 统 在 Ｂ点 形 成 新 的平 衡 。 减 接 Ｐ ： 的 密 度 （ ｇｍ 液 Ｋ／ ） 相 反 ， 少 蒸 发 器 的 负 荷 使 蒸 发 压 力减 少 到 Ｃ状 态 ， 过 毛 细 管 的 减 通 ｆ ０３ ／ ｅ Ｏ２ ： 擦 系 数 ： ．３Ｒ ．５ 磨 流 量 比压 缩 机 吸 入 流 量 大 ， 蒸发 器 内 部 溢 满液 体 ， 发 生 压 缩 机 吸 入 易 △Ｌ 磨 擦 区 间 （ ： ｍ） 液 态 冷 媒 的液 击 现 象 而 损 坏 压 缩 机 。 为 防 止 液 击 ， 用 在 Ｃ 点 附 近 使
制冷剂充注量与毛细管最佳匹配分析
制冷剂充注量与毛细管最佳匹配分析作者：张悦牛罡来源：《中小企业管理与科技·下旬》2010年第08期摘要:在结合压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器的基础上,对制冷剂充注量和毛细管对空调系统能力、输入功率、能效比等参数的影响进行了仿真分析,将结果绘制出了图表,并与实际试验的数据进行比对,不断修正,逐渐应用的开发领域。
关键词:空调器毛细管制冷剂0 引言在采用毛细管节流的空调系统中,标准工况下的制冷剂充注量和毛细管长度对空调器的运行性能有着重要的影响。
常用的节流装置有三种类型:电子膨胀阀(EEV),热力膨胀阀,毛细管。
电子膨胀阀(EEV)和热力膨胀阀虽然是不错的选择,但由于价格较高,长期使用的可靠性的影响及相应控制复杂,其应用受到了局限。
由于毛细管的结构简单,价格低廉,性能可靠,被广泛应用于小型简单的空调系统中。
因此优化毛细管的长度和充注量在实际使用中意义很大。
它可以有效提高系统运行的效率,获得较高的EER。
但现有的开发方式多数都是通过对制冷系统反复测试的基础上得出的,这种实验存在很大的偶然性,并且开发周期很长。
通过系统的仿真分析,可在提高系统性能及效率(EER)的基础上尽量减少冷媒的充注量及毛细的长度,而且可以有效缩短开发的周期。
1 毛细管系统的运行特点为了达成目标制冷能力, 选定设计压缩机和蒸发器,冷凝器后,还要选定用现有部品发挥系统最大能力的膨胀机构。
使用传热膨胀式或电子式膨胀阀时,不需要特别选定。
相反系统中要使用毛细管,就需要选定能够流通通过前面说明的设计标准化方式试验求得的合适冷媒流量的部品。
图1表示压缩机和毛细管的冷媒流量的相关关系,如果在A点,压缩机和毛细管形成平衡状态,蒸发器负荷的增加会使蒸发压力上升以及压缩机的排气流量比通过毛细管的流量还要多,导致蒸发器内部的冷媒量不足。
在压缩机阶段增加的流量不能全部通过毛细管,所以液冷媒继续留在冷凝器内部使冷凝空间减少。
冷凝空间的减少会使冷凝传热面积减少,冷凝器的ΔT(冷媒和空气的温差)增加,导致冷凝压力上升。
毛细管及冷媒量匹配设计规范
毛细管及冷媒量匹配设计规范WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】毛细管及冷媒量匹配设计规范适用范围本规范适用于房间空调器毛细管冷媒量的匹配设计。
规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
国家标准GB/T 7725-2004房间空气调节器GB 房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值企业标准QJ/-2001a 房间空气调节器QJ/ 家用产品试验指引QJ/ 异常噪声检测、判定方法QJ/ 产品可靠性评定导则QJ/ 产品可靠性试验室评定方法QJ/ 房间空气调节器凝露试验判定方法QJ/ 整机一般环境长期运行试验规范QJ/ 长途运输试验规范QJ/ 振动运输试验方法QJ/ 零部件耐候性试验和评价方法QJ/ 分体式空调器非标安装评价方法Q/MDL006-2000 变频式房间空气调节器设计要求制冷系统媒量的确定：在进行制冷系统的匹配时，如何确定冷媒的充注量是很重要的一个步骤，对任何制冷系统其冷媒充注量必须合适。
一般制冷系统冷媒的充注量与两器、连接管、室内外风量、压缩机有关，在匹配时往往要根据冷凝器和蒸发器的内容积、连接管的长度和管径大小、压缩机允许充注的冷媒量来确定制冷系统的冷媒充注量。
首先要查一查所用压缩机的最大允许冷媒充注量，匹配时所充注的冷媒量不能超过该允许值，如果超过就必须通知压缩机厂对该冷媒量进行确认，要验证压缩机油面、液面是否满足要求，同时追加长配管试验（分体机15m、柜机20m、天花机30m、定制机另算，分别按规定配管长度做GB-7725-2004要求的可靠性试验，主要观察压缩机在各种工况下油位、温度、压力等参数，确保压缩机在压缩机厂规定的允许范围内运行）和高落差试验（分体机5m、柜机10m、天花机15m，分别按规定高落差做长期运行，主要观察压缩机的油位，其油位要确保压缩机能可靠运行）。
毛细管及冷媒量匹配设计规范
毛细管及冷媒量匹配设计规范1适用范围本规范适用于房间空调器毛细管冷媒量的匹配设计。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
2.1国家标准GB/T 7725-2004房间空气调节器GB 12021.3-2004 房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值2.2企业标准QJ/MK02.001-2001a 房间空气调节器QJ/MK02.003-2005家用产品试验指引QJ/MK08.001-2004 异常噪声检测、判定方法QJ/MK08.004-2000 产品可靠性评定导则QJ/MK08.005-2004 产品可靠性试验室评定方法QJ/MK08.007-2004 房间空气调节器凝露试验判定方法QJ/MK08.015-2006整机一般环境长期运行试验规范QJ/MK08.017-2003 长途运输试验规范QJ/MK08.036-2003 振动运输试验方法QJ/MK08.037-2003 零部件耐候性试验和评价方法QJ/MK08.038-2004 分体式空调器非标安装评价方法Q/MDL006-2000 变频式房间空气调节器3设计要求3.1制冷系统媒量的确定：在进行制冷系统的匹配时，如何确定冷媒的充注量是很重要的一个步骤，对任何制冷系统其冷媒充注量必须合适。
一般制冷系统冷媒的充注量与两器、连接管、室内外风量、压缩机有关，在匹配时往往要根据冷凝器和蒸发器的内容积、连接管的长度和管径大小、压缩机允许充注的冷媒量来确定制冷系统的冷媒充注量。
3.1.1首先要查一查所用压缩机的最大允许冷媒充注量，匹配时所充注的冷媒量不能超过该允许值，如果超过就必须通知压缩机厂对该冷媒量进行确认，要验证压缩机油面、液面是否满足要求，同时追加长配管试验（分体机15m、柜机20m、天花机30m、定制机另算，分别按规定配管长度做GB-7725-2004要求的可靠性试验，主要观察压缩机在各种工况下油位、温度、压力等参数，确保压缩机在压缩机厂规定的允许范围内运行）和高落差试验（分体机5m、柜机10m、天花机15m，分别按规定高落差做长期运行，主要观察压缩机的油位，其油位要确保压缩机能可靠运行）。
R407C用于家用空调器的毛细管长度和制冷剂充注量研究
R407C用于家用空调器的毛细管长度和制冷剂充注量研究仇富强;农秉茂;范容君;谢萍萍;李垒【摘要】对非共沸混合制冷剂R407C用于家用空调器的性能进行了实验研究,给出了空调器的毛细管最佳长度和制冷剂最佳充注量,并对其出现的问题进行了理论分析.结果表明:随着充注量的增加,系统制冷功率和COP都是先增加后减小的;在毛细管直径为1.5 mm,长度为600 mm条件下,制冷剂充注量达到约630g时,制冷功率和性能系数COP均达到峰值,其值分别为2460.4W和2.474;R407C充注量为630g条件下,毛细管长约为600mm时制冷功率达到一个最大值2460W,毛细管长度为550mm时,系统性能系数COP达到最大值2.48.【期刊名称】《枣庄学院学报》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】5页(P47-51)【关键词】家用空调器;R407C;毛细管;充注量;节能环保【作者】仇富强;农秉茂;范容君;谢萍萍;李垒【作者单位】铜陵职业技术学院电气工程系,铜陵 244061;漯河职业技术学院机电工程系,漯河 462002;铜陵职业技术学院电气工程系,铜陵 244061;铜陵职业技术学院电气工程系,铜陵 244061;枣庄学院机电工程学院,枣庄 277160【正文语种】中文【中图分类】TB61+20 引言目前，空调器已经成为了普通家庭的一个必须品，并且已经从城市普及到了农村家庭.而且国内外专家学者在这方面的研究非常多，涉及范围非常广，如邵双全，石文星等人通过实验研究了普通家用空调器中R22充灌量和毛细管长度的优化匹配[1].肖洪梅，张桃等人对自然制冷剂R290用于家用空调器的热力性能进行了实验研究[2].王金锋，陶乐仁等人对家用翅片管式冷凝器进行了数值模拟分析[3].仇富强，李俊阳等进行了家用水源空调器的研究，结果表明，采用地表水作为空调器的能量来源，家用空调器的性能得到了明显的提高.目前，我国大部分家用空调使用的制冷剂是R22.《蒙特利尔议定书》规定，2020年后发达国家将停止使用HCHC制冷剂[5].目前，德国空调业已经禁止使用R22.我们也将会提前禁止使用R22.R407C是由R134a、R125、R32按52%、25%、23% 组成的非共沸混合制冷剂[6]，具有与R22相似的蒸汽压力和相近的热力性能(其物理性质和R22的比较见表1).是今后作为“直灌式”工质替代R22用于房间空调器希望最大的制冷剂.目前，对于R407C在房间空调器中的应用研究仍在进行中，对R407C替代R22的系统性能变化仍需进行全面的研究.作为非共沸混合物制冷剂，R407C相变时会产生温度滑移效应，而这会对空调器的性能产生影响[5]，泄漏发生时，由于其比例会发生变化，制冷效果将会变差.与普通单一制剂相比，制冷剂补充和系统的维护相对较难.目前，我国有人对R407C用于制冷设备进行了研究，例如：卢文军对R407C替代R22用于列车空调上可行性进行了研究，并对一些应注意的问题给出了建议[7].耿玮，朱群等人进行了R407C热力性质的计算模型建立，并对由于R407C泄漏产生的热力性质进行了分析，结果表明，对于R407C来说，由于正常泄漏引起的制冷量不足和能效的降低均小于5%[8].张绍志，陈光明等人建立了非共沸制冷剂在翅片管冷凝器中的分布参数模型，并以R407C为例就6种流程布置对冷凝器性能的影响进行了比较.计算结果显示逆交叉流程布置的效果最好[9].另外，张绍志，陈光明等人对翅片管蒸发器的结霜过程进行了数值模拟研究.结果表明，对非共沸混合制冷剂R407C来说，温度滑移对霜层在蒸发器上的分布影响较大[10].本文在前人的基础上主要对R407C用于家用空调器时的毛细管长度以及充注量对空调性能的影响进行了实验.可为以后相关研究提供一些参考.表1 R407C和R22的物性参数物性参数R407CR22露点温度(1atm)，℃泡点温度(1atm)，℃临界温度，℃临界压力，kPa密度(液体25℃)，kg/m3比热(液体25℃)，kJ/(kg．K)比热(气体25℃，1atm)，kJ/(kg．K)蒸汽压力(25℃)，kPa导热率(液体25℃)，W/(m．K)粘度(液体25℃)，×10-4Pa．s粘度(气体，1atm)，×10-4Pa．s-40-43．5686．744619．101134．01．540．8301173．40．08191．6×101．23 01600-40．8096．244980．711194．681．240．6851043．10．08491．59×101．300．0517001 实验装置及测点布置1.1 实验装置所选样机为KC-25C型房间空调器，其原理如图1所示.其主要结构如下所示：(1)压缩机1个，型号：165XICY，以R407C为制冷剂；(2)外螺纹翅片管冷凝器1个，总长16米；(3)毛细管1根：直径Φ1.5；(4)翅片管式蒸发器1个，总长12.5米. 实验是在安徽某焓差实验室内做的.空调器的制冷功率和制热功率根据空气焓值法进行测量计算(GBT7725 -2000).测试系统由一台台式计算机和一台FLUIEND39数据采集器组成，温度由type类型的热电偶测量，系统压力用不同量程的Bourdon压力表测量，系统的耗功采用数字功率计测量.图1 实验设备系统原理及测点示意图1.2 温度压力测试点布置在压缩机吸、排气口、环境，节流管前后共设置了8个温度采集点.在压缩机和毛细管的进口/出口位置分别布置了2个不同量程的压力表，用以提高测量精度. 1.3 系统性能计算系统制冷功率或制热功率由实验室内室的送风量和室内机进、出风口的焓差值的乘积计算.如公式(1)：(1)式中：为通过蒸发器的空气质量流率，kg/s；hin,air、hout,air为室内换热器进、出风焓，kJ/kg；性能系数COP由公式(2)计算：(2)式中：W为空调输入功率，kW.2 实验结果与分析实验条件：外室设定干球温度35.0℃，湿球温度24.0℃；内室设定干球温度27.0℃，湿球温度19.0℃.2.1 当毛细管内径为：1.5 mm，长度为：600 mm时，R407C充注量对房间空调器性能的影响图2 吸/排气压力随R407C充注量的变化图3 制冷功率和输入功率随R407C充注量的变化从图2可以看出，随着充注的增加压缩机的吸/排气压力是增加的，且排气压力的增加值要略大于吸气压力增加量.这是因为制冷剂充注量的增加引起了系统循环流量的增加.而毛细管的管径是不变的，流过毛细管的制冷剂流量的增加量是小于系统充注量的，所以其压力差也是增加的.由图3可知，随着充注量的增加，系统制冷功率Q0是先增加的，且增加趋势逐渐变缓.当充注量达到约630g时，制冷功率Q0达到一个峰值2460.4W.随着充注量的继续，制冷功率开始下降.产生这种结果的原因是当充注量较小时，制冷剂在冷凝器出口处无法完全凝结，故其在毛细管入口无法形成液封，所以，进入毛细管的制冷工质状态为流动阻力较大的气液两相态，制冷剂质量循环量不大.系统的制冷功率与通过毛细管进入蒸发器内的制冷剂质量流量成正比.随着制冷剂充注量的增加，制冷剂在冷凝器内压力升高，制冷剂液化量增加，在毛细管的入口处形成了液封，流经毛细管进入蒸发器内的制冷剂质量流量基本达到最大.即，制冷功率基本达到最大值.如果充注量进一步增加，通过毛细管的流量虽然也是增加的，但由于毛细管的孔径是不变的，这时充注的制冷剂将大部分被滞留在冷凝器内，间接导致了冷凝器面积的不足，影响散热效果，从而引起了制冷功率的逐渐减小.图4 性能系数cop随R407C充灌量变化图5 吸/排气压力随毛细管长度的变化从图4可以看出，在毛细管内径和长度一定时，在初始阶段，系统的性能系数COP也是和制冷剂的充注量成正比的.在充注量在630g时COP达到最大值2.474.随着制冷剂的进一点充注，其开始呈现出下降趋势.这主要是由于制冷功率的增加量大于系统的输入功率增加量引起的.当制冷量功率达到极值后制冷功率是减小的，而此时压缩机的输入功率仍是不断增加的，结果也引起了COP的下降.2.2 在制冷剂R407C充注量为630g条件下，毛细管长度对房间空调器性能的影响由图5可知，当制冷剂充注量一定时，随着毛细管长度的增加系统的排气压力是升高的而吸气压力降低的，压力差是增加的.这是因为毛细管越长，制冷剂在管内受到的阻力越大，通过毛细管的制冷剂流量就越小.导致多余的制冷剂积聚在冷凝器内，使冷凝侧压力升高，而蒸发侧制冷剂减少，使蒸发压力有所降低.总的来说随着毛细管长度的增加，吸气侧压力的下降趋势更为明显，吸/排气压力差值逐渐增大.图6 制冷功率和输入功率随毛细管长度的变化图7 性能系数COP随毛细管长度的变化从图6可以看出，当充注量不变时，初始阶段制冷功率是随着毛细管长度的增加而变大的，在毛细管长约为600 mm时达到峰值2460 W.其后，随着毛细管长度的进一步增加系统的制冷功率呈现下降趋势，而其输入功率也略有减小，但变化不大.这是因为在制冷剂流注量一定的情况下，当毛细管长度较短时其节流阻力也较小，流经毛细管的制冷剂量过大，制冷剂在蒸发器内无法进行相变吸热，即系统的过热度值为零，甚至会有引起有害湿冲程的危险.随着毛细管长度的变大，其内部阻力就开始增加，进入蒸发器内的制冷剂流量就越少，从而使蒸发器内的制冷剂蒸发越充分，产生了一定的过热度和相变，使单位质量制冷量增加，从而引起了总制冷功率的增加.但当长度进一步增加时，其沿程阻力也将进一步增加，加大了制冷剂的闪蒸量，即单位质量制冷量下降.同时流经毛细管的制冷剂流量也会减少，制冷剂集聚在冷凝器内.而进入蒸发器的供液量则减少，使蒸发器得不到充分利用，从而系统制冷功率是减少的.而增加充注量，可使进入蒸发器内的制冷剂增加，并提高了换热面积利用率, 从而使制冷功率增加.故当毛细管变长时，制冷剂充注量和冷凝器面积也应同时增加.而输入功率变化较平缓的原因是由于初始时虽然其流量较大，但其蒸发侧过热度太小，甚至为零，单位质量输入功较小.随着毛细管长度的增加，其吸/排气压差是增加的，吸气比容增加，单位质量输入功较大，制冷剂流量却是减少的，结果系统输入功率基本不变，甚至略有减小.从图7可以看出，当毛细管变长时，系统的COP也是先增大然后再逐渐减小的.在长度约550mm时达到一个峰值2.48.这是因为当毛细管增长时，制冷功率Q0是先增大后减小的，而系统输入功率W却无太大的变化，从而系统的COP值也呈现了和Q0相似的变化.参考文献[1]邵双全，石文星，李先庭，等．空调系统制冷剂充灌量与毛细管长度的优化匹配研究[J]．流体机械，2002，30(2):45-48.[2] 肖洪海，张桃，胡艳．R290小型家用空调器的性能匹配研究[J]．制冷学报，2006，27(4)：26-30.[3]王金锋，陶乐仁，王永红．家用空调风冷冷凝器的数值分析[J]．工程热物理，2008，29(5):831-833.[4]仇富强，李俊阳，赵美云，等．直膨式家用水源空调器实验研究[J]．2014，23(3):24-27.[5]维也纳保护臭氧层国际会议达成协议．中国制冷空调：中国制冷空调工业协会主办，1996，93(1):4.[6]Gustav Lorentzen. Revival of Carbon Dioxide as aRefrigerant[J].International Journal of Refrigeration,1994，17(5)：292-301.[7]卢文军．R407C环保制冷剂在列车空调上的应用研究[J]．电力机车技术，2002，25(4):24-25．[8]耿玮，朱玉群，陈滢．R407C泄漏对制冷量及性能系数的影响[J]．流体机械，2001，29(1):50-52．[9]张绍志，陈光明，王剑锋．流程布置对非共沸制冷剂空冷冷凝器性能的影响[J]．流体机械, 2001，29(1):53-55．[10]张绍志，陈光明，王剑锋．以R407C为工质的翅片式蒸发器结霜过程模拟[J]．低温工程，2001(1):21-26．。
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P1
T1 降低 ,而压比
P2 / P1 和绝热
指数几乎不变 ,所以排气温度 T2 降低 ,如图 4所示.
±0. 2℃,室外干 /湿球温度 : 35 ±0. 2℃ /24 ±0. 2℃)
条件下进行.
2 试验结果及分析
2. 1 吸 、排气温度随制冷剂充注量的变 化
如图 3所示 ,随着充注量的增加 ,蒸发器中的制冷 剂量增加 ,出口过热度减小 ,压缩机吸气温度也就随之
强 ;另一方面 ,传热温差减小 ,使换热效果变差. 正是
这两种因素 ,使得在 1 050 g之前 (流量等因素为主
导 ) ,当毛细管减短时 ,制冷量增大 ;在 1 450 g之后
(温差等因素为主导 ) ,当毛细管减短时 ,制冷量反
而下降.
随毛细管增加 ,制冷量极值点向右偏移. 造成这
种现象的原因是毛细管长度增加 ,阻力增大 ,冷凝器
图 1 试验机制冷系统图
图 2 焓差测试系统原理图
1、室内蒸发器 2、室内加热器 3、室内加湿器 4、室内循环风机 5、室外循环风机
6、室外加湿器 7、室外后加热器 8、室外蒸发器 9、室外前加热器 10、被测空调室外机
11、被测空调室内机 12、混合箱 13、风量测量箱 14、调零风机 15、空调出风取样与测量
类型 整体式
分体式
额定制冷量 /W
CC≤4500 4500 < CC≤7100 7100 < CC≤14000
能效比 (W / W )
2. 30 2. 60 2. 50 2. 40
能效比是空调的核心技术指标 ,对于能效标准 的提高 ,除增加硬件成本投入 ,采用高效压缩机 ,优 质铜管散热器外 ,更重要的是要有先进的系统匹配 技术. 只有毛细管参数与充注量相互匹配的情况下 才能使系统达到最佳工作状态.
制冷量 = 耗功
的变化基本上同制冷量的变化趋势
一致 ,制冷量取得最大值的同时能效比也基本上取
得最大值 ,如图 11所示. 对于一定毛细管长度 ,存在
第 1期
龙建佑 ,等 :家用空调制冷剂充注量与毛细管长度的匹配
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一最佳充注量使 EER值最大 ,对于不同长度的毛细 管 ,最佳充注量对应的 EER 值也存在一个极大值. 从图 11可看出 ,毛细管长度为 1200 mm、充注量为 1250g时 , EER 获得极大值.
比 ,并随压比的增加而增加. 如图 9 所示 ,随着充注
量的增加 ,空调器制冷系统制冷剂循环流量增大 ,压
比变化不大 ,故耗功增加 ;同样的充注量下 ,随着毛
细管长度的减小 ,循环流量增大 ,冷凝压力下降 ,蒸
发压力升高 ,压比减小. 从上式可知随质量流量增
加 ,功率有增大的趋势 ,而压比减小 ,功率又有减小
4 结语
制冷剂充注量和毛细管长度存在一个最佳匹 配 ,使得系统的能效比或制冷量最大. 故在系统开发 时 ,应通过试验找出这个最佳匹配 ,使系统经济 、高 效运行.
匹配合理的 R22 系统的制冷运行工况应为 : (1)压缩机排气 : 85～90℃ (过高会使得压缩机热保 护 ) ; ( 2 ) 冷凝器中部 : 45 ～50℃; 冷凝器出口过冷 度 : 8～12℃ (使毛细管入口为过冷液体 ,确保系统 稳定运行 ) ; ( 3)蒸发器中部 : 9 ～12℃;蒸发器出口
1 试验方案
1. 1 试验方法
采用正交试验法 ,对顺德某空调厂一款 KFR 35 (R22)分体壁挂空调改变 7次制冷剂充注量 、5种 毛细管长度 ,进行 35 次试验. 为了减少每次因充注 制冷剂和更换毛细管对试验带来的系统误差和计量 误差 ,把原机毛细管取下 ,制成了毛细管组并采用接 管螺母联结 ,每根毛细管各由一个截止阀控制 ,如图 1所示.
如图 8所示 ,同样的毛细管长度下 ,随着充注量 的增加 ,蒸发器内制冷剂量增加 ,吸气过热度随之减 小 ,直到接近于零 ;同样的充注量下 ,随着毛细管长 度的减小 ,蒸发器内制冷剂量增加 ,吸气过热度随之 减小.
2. 4 耗功随充量和毛细管长度的变 化
空调器功率主要由压缩机和风扇电机两部分构 成 ,其中风扇电机功率小且基本不变 ,压缩机实际循
[ 3 ] Koizum i H , Yokoyama K. Characteristics of refrigerant flow in a cap illary tube [ J ]. ASHRAE Trans, 1980, 86 (2589) : 78 - 82.
[ 4 ] 孙大坤 ,高学奎. 氟利昂灌注量影响电冰箱制冷效率 的试验 研 究 及 其 结 果 的 初 步 应 用 [ J ]. 制 冷 学 报 , 1990, 45 (3) : 6.
比中部高 1～2℃ (使蒸发器换热面积得到充分利用 的同时又能防止回气带液 ).
参考文献 :
[ 1 ] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 房间空 气调节器能效限定值及能源效率等级 [ S ]. GB12021. 3 - 2004.
[ 2 ] Dm itriev V I, Pisarenko V E. Determ ination of op timum refrigerant charge for domestic refrigerator units [ J ]. In2 ternational Journal of Refrigeration, 1984, 7 (3) : 56 - 61.
收稿日期 : 2005203212 基金项目 : 教育部优秀青年教师资助计划项目 (20346001) ;广东省自然科学基金资助项目 (011584). 作者简介 : 龙建佑 (1974 - ) ,男 ,重庆大足人 ,华南理工大学博士研究生 ,顺德职业技术学院讲师. 研究方向 :制冷与仿真.
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顺德职业技术学院学报
第 3卷
环指示功率可表示为 : W
=m
K
K -
1
P1
v1
[
(
P2
)
K- 1 K
p1
-
1 ] /η,其中 :
m ———制冷剂质量流量 ;
K———绝热指数 ;
P1 , v1 ———吸气压力 ,吸气比容 ;
p2 ———排气压力 ; η———压缩机指示效率.
从上式可看出 ,压缩机的功率与质量流量成正
顺德职业技术学院学报
第 3卷
1. 2 试验装置
试验研究所用的装置由顺德职业技术学院和顺 德产品质量监督检验所合建的 5匹空调焓差试验室 提供 (上海华虹制冷测试科技有限公司研制 ) ,如图 2所示.
1. 3 试验仪表精度
热电偶分辨率 : 0. 1℃; 功率表 和电 流表 : 0. 5 级 ;精密压力表 : 0. 2级 ;电子秤 : ±2g.
降低. 如 果 将 压 缩 过 程 看 成 绝 热 过 程 , 则 有 T2 =
T1
图 3 吸气温度随充注量的变化
如图 5、图 6 所示 ,同样的毛细管长度下 ,吸气 压力 、冷凝压力随充注量的增加而增加 ,这是因为随
第 1期
龙建佑 ,等 :家用空调制冷剂充注量与毛细管长度的匹配
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图 4 排气温度随充注量的变化
图 8 过热度随充注量和毛细管长度的变化
2. 3 冷凝器出口过冷度 、吸气过热度随 充注量的变化
如图 7所示 ,同样的毛细管长度下 ,随着充注量 的增加 ,冷凝器中制冷剂量增加 ,导致冷凝器出口过 冷度增加 ;同样的充注量下 ,随着毛细管长度的增 加 ,空调器制冷系统制冷剂循环流量减小 ,制冷剂将 从蒸发器迁移到冷凝器中 ,导致冷凝器出口过冷度 增加.
2004年 8 月 23 日 ,国家质量监督检验检疫总 局发布了 GB12021. 3—2004 (房间空气调节器能效 限定值及能源效率等级 )代替 GB12021. 3—2000. 与 原标准相比 , 空调生产的能效准入门槛有所提高 (详见表 1[ 1 ] ).
表 1 房间空气调节器能效限定值 ( GB12021. 3—2004)
2. 2 吸气压力、冷凝压力随充注量的变化
图 7 过冷度随充注量和毛细管长度的变化
图 5 吸气压力随充注量和毛细管长度的变化
图 6 冷凝压力随充注量和毛细管长度的变化
着充注量的增加 ,空调器制冷系统制冷剂循环流量 增大 ,从而导致了吸气压力 、冷凝压力增加 ;同样的 充注量下 ,随着毛细管长度的增加 ,吸气压力降低而 冷凝压力升高 ,这是因为随着毛细管长度的增加 ,节 流阻力增加 ,空调器制冷系统制冷剂循环流量减小 , 从而导致蒸发器中制冷剂减少而压力降低 ,冷凝器 中制冷剂增加而压力升高.
国内外有许多关于毛细管通流能力的研究资 料 ,用于工程实际的设计计算一般采用由动量方程 、 能量方程加上必要的假设推导出的公式计算 [ 2 - 4 ] , 或用查诺模图的方法. 但这些算法得出的结果往往 误差较大 , 甚至难以接受. 对于计算制冷剂充注量 的研究资料倒不少 ,但也同样存在误差较大的问题. 因此 ,企业研发新产品或进行改型设计无一例外都
的趋势 ,这两者相互制约 ,从图 9可看出在试验范围
内流量的影响占主导地位 ,即随毛细管长度减小 ,流
量增大 ,功率上升.
图 9 耗功随充注量和毛细管长度的变化
2. 5 制冷量 、能效比 ( EER )随充注量和 毛细管长度的变化
图 10 制冷量随充注量和毛细管长度的变化