-100℃单级压缩自动复叠制冷装置的性能实验

2014-12-08赵光伟

中国科技纵横 2014年8期

关键词：盘管曲线图测量点

赵光伟

(哈尔滨商业大学能建学院,黑龙江哈尔滨 150028)

-100℃单级压缩自动复叠制冷装置的性能实验

赵光伟

(哈尔滨商业大学能建学院,黑龙江哈尔滨 150028)

实验装置的测试分析是验证单级压缩自动复叠制冷系统能否达到-80～-120℃的必须步骤。通过对实验数据的测量分析,验证该装置更符合在实际应用中的各项要求,运行安全可靠性能。

复叠制冷装置蒸发器吸排气压力

1 实验装置各测量点温度纪录

考虑到新型循环中增加了换热盘管,以及蒸发返流在循环中换热效率的提高,有可能进一步减少R23对R134a冷量的需求,R14对R23冷量的需求,我们在实验中调整了混合制冷剂的配比:R14:R23:R134a=3.3:3:3.7进行实验。

为了研究实验装置各点温度分布情况,在实验装置的主要部位上布置了温度测点,各测量点具体位置及各测量点的内容如图1、2所示。

2 蒸发器的降温曲线

如图-3所示,红色曲线表示的蒸发盘管的供液温度,黑色曲线表示的是蒸发盘管回气温度,之所以回气温度比供液温度低,因为本实验没有冻结实物,而是将蒸发器暴露在空气中,从而导致供液口R14蒸发量小所造成的。由图可知,在实验装置运行的前25分钟内,蒸发器的温度下降的速率很大;在实验装置运行0.5～2小时之间,蒸发器的下降速度变小;实验中观察到,蒸发器能够在2小时内降到最低的温度值,并且运行平稳,蒸发器蒸发温度稳定。系统在此时的电流为6.8A,由其中U=380V,I=6.8A,经计算,压缩机的实际消耗功率P=3132W。

图-1 测量点位置

图-2 测量点内容

图-3 蒸发盘管降温曲线图

图-4 R23制冷工质的蒸发曲线图

R134a与R23的温度变化趋势相似,图-4为3号分离罐内R23制冷工质的蒸发温度曲线图,从图中可以看出,当运行10分钟后,R134a工质首先被冷凝出来,从1号分离罐的罐底经过节流在蛇形盘管内蒸发,之所以温度比预先计算的低一些,主要因为冷却水的温度过低,冷凝了少量的R23制冷工质。R23在开机25分钟以后趋近稳定,最低蒸发温度达到-74℃。

3 系统吸、排气压力随运行时间变化情况

如图5为系统的吸、排气压力随运行时间的变化曲线图。当系统启动时,压缩机的排气压力在很短时间内迅速从2.0Mpa上升2.4Mpa,并缓慢达到最大值2.7Mpa,吸气压力也迅速上升从0Mpa升至0.7Mpa,随后,排气压力和吸气压力逐渐降低。从图中可以看出,随着系统的正常运行,系统排气压力基本稳定在1.9MPa左右,而系统的吸气压力在也稳定在0.16Mpa左右。

4 结语

在开机100分钟左右压力突然上升排气压力下降,主要原因是在设备运行当中人为的切换了R14的毛细管所造成的,此时蒸发器的低温温度显示为-102.5℃,排气压力维持在2.16Mpa,吸气压力维持在0.09Mpa。由于采用了板式换热器来代替水冷式冷凝器,使得本实验设备的冷凝温度有了明显的降低,当蒸发温度一定时,冷凝温度下降,单位容积的制冷量qv增大,压缩机的耗功功率w0却减少,制冷系数增大,所以降低排气压力对制冷系统来说是有利的一面,也是节能的一种方式。