R32空气源冷热水机组制冷运行特性的实验研究论文_刘硕

南京理工大学能源与动力工程学院,江苏 南京 210094

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1摘 要:本文通过实验研究了夏季不同室外环境工况及不同出水温度下R32空气源冷热水机组的运行特性。结果表明:室外环境温度升高时,制冷量、COP降低,功率、排气压力和温度升高,吸气压力和温度则变化不大;出水温度升高时,制冷量、功率、COP、吸排气压力和温度均升高,而压缩比降低。特别的,室外环境高于35C时,排气温度明显升高,建议采用合适的降温方式。

关键词:R32空气源冷热水机组;运行特性;室外环境工况;出水温度;实验研究

0 引言

随着HCFCs制冷剂淘汰进程的加快,寻找和发展合适的替代制冷剂成为当前空调制冷行业研究的一个重点。工商业作为我国HCFCs的主要消费行业之一,这种替代研究任务更显迫切。由于具有优越的环保特性、良好的热工特性、较好的市场可获得性等特点,R32逐渐被行业认定为工商业领域内R22的替代制冷剂。当前关于R32的研究非常多,但主要是从传热特性

等方面进行研究,对R32机组运行特性方面的研究相对较少。为此,本文设计了一种常规R32空气源冷热水机组,研究其在夏季不同室外环境工况及不同出水温度下的运行特性。

1 样机

图1是本文所用的R32样机的系统原理及测点分布图。样机的额定制冷量为13.5kW,其中压缩机选用型号为VEI57KSE-TFP的R32专用涡旋压缩机,额定输入功率为4.92kW,排气量为9.8;冷凝器采用壳管式换热器,传热铜管尺寸为9.52mm×0.5mm×1004mm,每排26根,2排;蒸发器采用翅片管换热器,内螺纹铜管尺寸为12.5mm×1mm×1087mm,总管数为65,流程为4;节流装置采用双向电子膨胀阀。

3 实验结果分析

3.1室外环境温度对机组运行特性的影响

维持机组出水温度不变,通过改变室外环境温度,来观察和探讨制冷时室外环境温度对机组运行特性的影响,下面以出水7C为例来说明这种影响。

图4出水7C时不同室外环境温度下机组的吸、排气温度对比图

图2是出水7C时不同室外环境温度下机组的运行性能对比图。由图可知,功率随着室外环境温度的升高而逐渐增大,制冷量、COP则逐渐降低。当室外环境从25C升到38C时,制冷量降低了19%,功率增大了23.6%,COP降低了34.5%。尤其是当室外环境从35C升到38C时,机组运行性能衰减明显,其中制冷量大幅降低了11.6%,功率增大了3.8%,COP大幅降低了14.8%。

图3是出水7C时不同室外环境温度下机组的吸、排气压力对比图。由图可知,排气压力、压缩比随着室外环境温度的升高而逐渐增大,而吸气压力则变化很小。当室外室外环境从25C升到38C时,排气压力增大了32.9%,压缩比增大了36.1%,吸气压力变化幅度小于3%。

图4是出水7C时不同室外环境温度下机组的吸、排气温度对比图。由图可知,吸气温度随着室外环境温度的升高而小幅升高,排气温度则迅速升高了21.8C,尤其是在室外环境高于35C时,排气温度的上升趋势更明显。

3.2出水温度对机组运行特性的影响

维持室外环境温度不变,通过改变出水温度,探讨制冷时出水温度对机组运行特性的影响,下面以室外环境32C为例来说明这种影响。

图7室外环境32C时不同出水温度下机组的吸、排气温度对比图

图5是室外环境32C时不同出水温度下机组的运行性能对比图。由图可知,制冷量、功率、COP均随着出水温度的升高而逐渐增大。当出水温度从-5C升到11C时,制冷量增大了85.9%,功率增大了13.5%,COP增大了63.8%。

图6是室外环境32C时不同出水温度下机组的吸、排气压力对比图。由图可知,排气压力、吸气压力均随着出水温度的升高而逐渐增大,压缩比则逐渐降低。当出水温度从-5C升到11C时,排气压力增大了15.1%,吸气压力增大了70.9%,压缩比降低了32.7%。

图7是室外环境32C时不同出水温度下机组的吸、排气温度对比图。由图可知,排气温度随着出水温度的升高而逐渐降低,吸气温度则逐渐升高。当出水温度从-5C升到11C时,排气温度降低了13.5C,吸气温度升高了16.7C。

4 结论

本文针对常规R32空气源冷热水机组,开展夏季不同室外环境工况及不同出水温度下的实验研究,研究结果如下:

1)机组的制冷量和COP随着室外环境温度的升高而降低,而功率、排气压力和温度逐渐升高,吸气压力和吸气温度则变化不大。特别的,室外环境高于35C时,排气压力和温度明显升高,建议采用合适的降温方式。

2)当出水温度的升高时,机组的制冷量、COP逐渐增大,功率小幅上升。同时,吸、排气压力和温度也在逐渐增大,压缩比则不断降低。

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论文作者:刘硕

论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期

论文发表时间:2018/7/20

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