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家用空调器系统的性能匹配

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发表于 2014-7-5 20:21:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
家用空调器制冷系统的性能匹配
制冷量是空调器最基本的性能指标,是空调器具有使用价值的基本依据,因此在系统性能匹配中具有特别重要意义。
制冷量可用焓值法量热计(简称焓差台)或平衡环境型房间量热计(简称热平衡)进行测试。测试时要注意试验机的安装是否正确(如高度、前后左右的自由空间、导风板位置等),压力表连接是否可靠(如接头是否漏气、软管是否破裂)等。
在额定制冷量测试中的一些主要性能参数的参考值如下:
蒸发温度: 6~9℃,一般整体式、柜式和吸顶式等偏低,挂壁式偏高
冷凝温度: 分体式不大于49℃,整体式不大于54℃
过冷度:   不小于6℃
过热度:   1~7℃
排气温度: 75~90℃,变频机在高低频时会超出该范围
吸汽温度: 6~15℃
    排气压力: 1.6~2.1Mpa,整体式偏高,高能效比机偏低
吸汽压力:0.45~0.6Mpa,高能效比机偏高。
现以具体实例,来说明匹配的一般过程。
    机  型: KF-25GW/H
    压缩机: RH165VHAC
    灌注量: R22  780g
a) 选用毛细管 φ1.37×500mm ,1根,测试数据为:
    制 冷 量:    2512 W
    输入功率:    947.8 W
    能 效 比:    2.65 W/W
    出风温度:    室内13.1℃,室外40.9℃
    排气温度:    75.6℃
    吸汽温度:    5.9℃
从上面的数据可以看出,排气温度(75.6℃)和吸汽温度(5.93℃)均偏低,因此考虑加长毛细管而增大节流,具体加长多少视测试数据而定,在这里由于排、吸汽温度均在正常范围的下限,所以加长100mm。另外,为了提高效率,在没有很高把握的情况下,更换毛细管应尽可能使参数稍微偏向另一端。
  b) 选用毛细管 φ1.37×600mm ,1根,测试数据为:
    制 冷 量:    2565 W
    输入功率:    950.8 W
    能 效 比:    2.65 W/W
    出风温度:    室内13.1℃,室外41.0℃
    排气温度:    88.9℃
    吸汽温度:    10.1℃
    由上面的数据分析,排气温度(88.9℃)和吸汽温度(10.1℃)均偏高,说明毛细管过长,因此为得到最佳状态,需适当减短毛细管以减小节流,可取500mmh和600mm的中间值,即550mm长。
  c) 选用毛细管 φ1.37×550mm ,1根,测试数据为:
    制 冷 量:    2563 W
    输入功率:    946.8 W
    能 效 比:    2.70 W/W
    出风温度:    室内13.2℃,室外41.0℃
    排气温度:    79.5℃
    吸汽温度:    5.8℃
此时的各项参数已基本合理,制冷量、输入功率和能效比均已达到国标和内部要求。但吸汽温度偏低,显示制冷剂灌注量偏大,如果考虑安装时的损耗,则可以取780g为生产灌注量。
考虑上面的能效比不高而制冷量有余量,可将毛细管和灌注量同时减小。
  d) 选用毛细管 φ1.37×450mm ,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℃
可以看到制冷量随有所降低(74W),但功率将得幅度更大(125W),使能效比大幅升高,总体性能明显提高了。不过应注意吸汽温度已较高,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。
上面的例子比较简单,通过三根毛细管就找到了目标点,所测的参数也较少,热电偶只有排、吸汽2点,高、低压力则未测。实际匹配过程中,常常会遇到换热系统的大小较紧张(可能由于降低风速、压缩机能效比偏低、换热系统设计不合理,或用小系统配大机型等),此时往往仅通过更换毛细管或灌注量不能解决问题,而是要作更多的工作。
由于毛细管长度小于400mm时可能出现节流不稳定的问题,所以当长度小于400mm时需更换直径大的毛细管,如φ1.37换为φ1.63,或增加毛细管根数(尽量不采用,因为可能出现分液不均的问题,同时装配工作量也增加了)。为减少不必要的测试过程,需在更换毛细管前进行计算,以尽可能准确地确定新毛细管的长度。

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例:φ1.37×400mm换为φ1.63的毛细管,则φ1.63的毛细管长度为
     式中:
             L1 ------- 第一根毛细管的长度;
             L2 ------- 第二根毛细管的长度;
            φ1 ------- 第一根毛细管的直径;
            φ2 ------- 第二根毛细管的直径。
    上述公式中的指数为经验值,实际使用中可能会有偏离。
1.4.1.2  最大运行制冷
试验机参数为:
机型:   KF-25GW/H
压缩机: RH165VHAC
灌注量: R22  780g
毛细管:φ1.37×550mm ,1根
(a) 低电压180V,工况为(℃), 室内侧DB/WB:32/23,室外侧DB/WB:43/26
    启动运行后,将其调至最大制冷量状态,在上述工况和电压下运行稳定后,连续运行2h,用遥控器停机后再马上开机,让其自动延时启动(一般为23分钟)。
    当冷凝面积不足时最大运行低电压容易造成压缩机过载保护动作,这时应调整系统使高压和功率下降,此时制冷量和制热量也往往会有所降低;有时也会考虑其它方法,如制热时管温保护等。
   (b) 高电压(+15%),其它条件同上。
一般地,高电压的启动试验比较容易通过,例外的情况是热泵制热时可能因为室内温度过高而发生过载,此时一般采用防高温保护措施来解决。
1.4.1.3  冻结
    冻结试验在额定电压下进行,最低风速档,将室内机的各类风门和导风叶片用不违反操作说明书规定的方法调至最易结冰和结霜状态,一般就是风量最小的状态,工况为室内侧(DB/WB21/15℃,室外侧为(DB/WB21/-℃(室外侧湿度不控制)。
过渡运行时间应适当控制,如果过长会使实际试验时间变长,从而使结果评定偏严。
a) 空气流通试验:空调器稳定运行4h,蒸发器室内侧的迎风表面凝结的冰霜面积不应大于蒸发器迎风面积的50%。
b) 滴水试验:将空调器室内回风口用报纸堵住(用胶带粘牢),使空气完全停止流通,连续运行6h ,使蒸发器盘管风路被霜完全堵塞,停机后将报纸等遮挡物除掉,等冰霜完全融化后使风机在高速档运转5min,室内侧不应有冰掉落、水滴滴下或吹出。
1.4.1.4  最小运行制冷
    最小运行在额定电压下进行,最低风速档,将室内机的各类风门和导风叶片用不违反操作说明书规定的方法调至最易结露(冰霜)状态,一般就是风量最小的状态,工况为室内侧(DB/WB21/15℃,室外侧为(DB/WB16/-℃(产品使用说明书中指定的最低制冷工作温度,湿度应尽可能低,试验时可不加湿)。
    过渡运行时间应适当控制,如果过长会使实际试验时间变长,从而使结果评定偏严。过渡过程完成后进入稳定运行的最初十分钟内过载保护允许动作,其后的4h内则不允许动作,且蒸发器室内侧的迎风表面凝结的冰霜面积不应大于蒸发器迎风面积的50%。
1.4.1.5  凝露
     凝露试验在额定电压下进行,最低风速档,将室内机的各类风门和导风叶片用不违反操作说明书规定的方法调至最易结露状态,一般就是风量最小的状态,工况为室内侧(DB/WB27/24℃,室外侧为(DB/WB27/24℃。
同最小运行制冷,过渡运行时间应适当控制,如果过长会使试验总时间变长,从而使凝露情况严重。4h小时运行结束时空调器室内机外表面及导风叶片不应有水滴下,送风不应带有水滴。
当运行不足4h已发现有水滴下或吹出时即可结束试验,或通知有关人员到现场观察。
1.4.1.4  凝结水排除能力
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。
                家用空调器制热系统的性能匹配
制冷量可用焓值法量热计(简称焓差台)或平衡环境型房间量热计(简称热平衡)进行测试,但制热过程中包含化霜周期时用焓值法量热计测试结果更准确,此时测试至少包括一个完整的化霜周期,测试数据取有效测试时间段的平均值。测试时要注意试验机的安装是否正确(如高度、前后左右的自由空间、导风板位置等),压力表连接是否可靠(如接头是否漏气、软管是否破裂)等。
由制冷运行转为制热运行时要特别注意压力表的连接,应先对压力表等的连接进行检查和转换,以免损坏压力表或造成漏汽而影响试验。
由于制热循环与制冷时相反,因此要特别留意一些操作,如制热运行时不能进行加汽操作等;带电热器的空调器还可能有发生火灾的危险。
在额定制热量测试中的一些主要性能参数的参考值如下:
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
冷凝温度:不大于55℃
过冷度:   不小于6℃
过热度:   1~5℃
排气温度: 85~100℃
吸汽温度: -1~3℃
    排气压力: 1.8~2.2Mpa
吸汽压力:0.40~0.5Mpa
室内出风温度:不低于40℃
现以实例说明制热匹配过程。
    机  型: KFR-25GW/H
    压缩机: RH174
    灌注量: R22  780g
a) 选用毛细管 φ1.37×400mm ×1+φ1.63×350mm×1,测试数据为:
制 热 量:3275W
输入功率:1228W
COP:    2.65W/W
出风温度:44.8/4.7℃(内/外)
排气温度:75.7
吸汽温度:0.5
从上面的结果可以看出,包括制热量的各项数据都比较合适,但排、吸汽温度稍微偏低,对低温制热不利,因此可将其调高。
b) 选用毛细管 φ1.37×400mm ×1+φ1.63×450mm×1,测试数据为:
制 热 量:3247W
输入功率:1231.7W
COP:    2.60W/W
出风温度:45.0/4.7℃(内/外)
排气温度:80.0
吸汽温度:1.3
通过加长辅助毛细管而使排、吸汽温度显著提高,制热量只降低了28W,影响可忽略不计,已基本达到最佳状态,可进行其它项目的试验。
1.4.2.2  热泵最大运行制热
接上面制热量试验的例子,介绍热泵最大运行制热的试验过程。电热制热则无此项测试要求。
a)  低电压试验,180V,室内、外工况:27/-℃,24/18
消耗功率:1284.7W
出风温度:55.0/18.4
排气温度:117.8
吸汽温度:29.1
稳定运行1h,停机3 min启动1h,无异常现象,合格。
排、吸汽温度虽然较高,但由于有防高温保护,所以可保证安全工作。
b)  高电压试验,242V,室内、外工况:27/-℃,24/18
消耗功率:1167.7W
出风温度:54.0/17.8
排气温度:108.3
吸汽温度:24.7
稳定运行1h,停机3 min启动1h,无异常现象,合格。
从以上结果可知,高电压比低电压的功率和温度都有明显降低,这主要是风机转速的影响所致。
1.4.2.3  热泵最小运行制热
略。
1.4.2.4  自动除霜
自动除霜记录如下:
163711        达到除霜工况(20/12℃,2/1℃),在220V额定电压下运行
101325       压缩机停
101400     压缩机启动,化霜过程开始
101710     压缩机停,化霜过程结束,排/吸汽温度 85/11
101832     压缩机开,进入制热运行,第一个除霜过程结束
2121705     压缩机停,感温包温度-4℃,功率680W
121852     压缩机开,化霜过程开始
122150     压缩机停,化霜过程结束,化霜干净
122320     压缩机开,进入制热运行,第二个除霜过程结束
3142247     压缩机停,感温包温度-15.5℃,排/吸汽温度72.5/20℃,
                   功率740W
142342     压缩机开,化霜过程开始,排/吸汽温度72.5/20
142940     压缩机停,化霜过程结束,化霜干净
143109     压缩机开,进入制热运行,第三个除霜过程结束
上面的除霜运行比较正常。当除霜动作点不合适,即化霜过早或过迟,或化霜速度满,化霜不完全时,就要对感温包的位置进行适当调整,仍然不行则可能要调整控制器参数(最后才能采用的措施),或对冷凝器的走管进行必要的调整。
            制冷压缩机在系统中的匹配
压缩机在与空调器匹配时, 在名义工况下, 压缩机排气温度和吸气温度均应控制在压缩机技术规格书要求范围之内; 压缩机技术规格书没作要求的, 压缩机排气温度应控制在93℃以下, 吸气温度控制在22℃以下;
在最大运行制热(制冷)试验中, 在规定的电压范围内, 压缩机排气温度和吸气温度均应控制在压缩机技术规格书要求范围之内; 压缩机技术规格书没作要求的, 压缩机排气温度应控制在115℃以下, 吸气温度应控制在30℃以下;
压缩机在各个实验工况下其压力均应小于压缩机技术规格书要求范围之内; 压缩机技术规格书没作要求的, 设计压力不应超过27kgf/cm2G,替代工质R407C的压缩机上限允许到28kgf/cm2G,而R410A的压缩机上限允许到41kgf/cm2G;
使用压缩机时, 应考虑到压缩机的最大允许灌注量, 不应超过压缩机技术规格书上规定的灌注量。技术规格书上没明确规定的, 应满足如下:
对于R22: 压缩机润滑油量/整机灌注量≥0.4;油比重为0.92;
对于R407C,R410A, 压缩机润滑油量/整机灌注量≥0.35;油比重为0.94;
最小制冷工况时, 停室内风机运行15分钟, 观察压缩机是否有异响, 是否引起液击现象。最小制热运行时, 停室外风机运行15分钟, 观察压缩机是否有异响, 是否引起液击现象。

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扯淡啊,感觉你在开玩笑啊
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