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1、制冷空调RefrigerationAirConditioning工程设计与电力机械&ElectricPowerMachineryR410A商用风冷冷水机组优化设计的探讨李树云(以莱特空调(深圳)有限公司,深圳518129)摘要:通过对以R410A为制冷剂的蒸汽压缩式商用风冷冷水机组进行相同工况条件下不同循环的性能对比,指出了该类型机组的一个优化设计方法,可供其它类似机型作参考。关键词:优化设计;R410A;风冷冷水机中图分类号:TU83文献标识码:B文章编号:1006-8449(2007)06-0054-030引言随着人们消费水平的提高,人们对
2、舒适性要求越图1所示为单级蒸汽压缩式理论循环的压焓图。来越高,对空调的依赖程度越来越大。由于制冷空调1-2为等熵压缩过程,2-4为等压冷凝过程,4-5为等行业广泛采用的CFCs与HCFCs制冷剂对臭氧层有焓节流过程,5-1为等温蒸发过程。破坏作用,以及其温室效应会导致全球变暖,因此,制根据GB/T18430规定,机组名义工况时的温度条冷空调用制冷剂的淘汰、替代及新型环保制冷剂的研件见表1。究愈来愈受到行业界及各国政府的关注。表1名义工况时的温度条件℃20世纪末广泛用于空调行业的制冷剂R22也在使用侧热源侧(或放热侧)淘汰之列,而作为其替代品的R
3、407C和R410A引起项目冷热水水冷式风冷式蒸发冷却式了广大专家学者的研究热潮。目前,在欧盟、美国、日进口出口进口出口干球湿球干球湿球本等发达国家和地区它们均已被批量化生产,大规模水温水温水温水温温度温度温度温度用于新生产的空调中。我国作为发展中国家,虽然对制冷127303535--24热泵制热404515776-R22的淘汰时间表比发达国家要晚一些,但随着中国空调出口量的逐年增大,替代R22已势在必行。1.1蒸发压力的确定作为R22的替代品与R22相比,R407C的蒸发温度约高10%,制冷量略有下降,传热性能稍差,制冷效使用侧的水-制冷剂热
4、交换器,当选用不同形式的率下降约5%,此外,由于R407C温度滑移较大,应改热交换器时,有不同的传热温差,现取对数传热温差进蒸发器和冷凝器的设计,目前,它被认为是R22较Δtm=7℃计算,则有:好的短期替代物;R410AΔt=Δtmax-Δtmin=(12-te)(7-te)=7m系统压力为R22的1.5～lnΔtmaxln12-telgpΔtmin7-te4321.6倍,制冷量大40%～可求得:蒸发温度te=2.2℃50%,此外,R410A具有由R410A饱和热力性质表可查得蒸发的压力为:良好的传热特性和流动51Pe=0.862MPa特性,制
5、冷效率较高,被1.2冷凝压力的确定h认为是R22最有前景的图1理论循环的lgp-h图长期替代物。为提高传热系数,实际应用中热源侧多用内螺纹铜管外套开窗亲水铝箔片的冷凝器。由于空气-制冷1理论循环剂热交换器的传热系数较低,根据经验取对数传热温No.6/200754总第118期第28卷RefrigerationAirConditioning制冷空调工程设计&ElectricPowerMachinery与电力机械差Δtm=15℃计算;制冷剂在冷凝器中的实际冷凝过程采用此种方式获得过冷度必须增加冷凝器的面分为制冷剂的冷却2-3和冷凝3-4两个过程,由于
6、制积,即增加机组的成本,根据经验,综合考虑系统的能冷剂的冷却过程放热量远小于冷凝放热,为计算方力和机组的成本,一般取过冷度为3～5℃,现取4.2℃便,常忽略制冷剂的冷却过程,认为制冷剂在冷凝器计算。中的冷凝过程2-4为等温冷凝过程;根据国标规定:2.2性能系数的计算名义工况制冷时,冷凝器进口空气温度为35℃,综合根据R410A的热力性质表及p-h图可查得:考虑风扇电机的功耗、机组的噪音及冷凝器的效率,h4′=h5′=288.59kJ/kg实际应用中以冷凝器出口空气的温度为40℃来设计,故单位质量制冷量:则有:Δt=Δtmax-Δtmin=(40
7、-tc)(35-tc)=15mlnΔtmaxln40-tcq1=h1-h5′=137.14kJ/kgΔtmin35-tc制冷性能系数:可求得:冷凝温度tc=52.6℃COP0=q1/w0=3.755由R410A饱和热力性质表可查得蒸发的压力为:Pc=3.219MPa3过热循环lgp4322′1.3制冷性能系数的计算图3所示为上述根据R410A的热力性质表及p-h图可查得:理论循环相同工况条h=425.73kJ/kgv=0.03111m3/kgt=52.45℃件下的过热循环的压114511′h4=h5=298.60kJ/kgh2=462.25kJ
8、/kgt2=76.6℃焓图。其中,1-1′为过故单位质量制冷量:热过程。h图3过热循环的lgp-h图q0=h1-h5=127.13kJ/kg实际应用中
