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1、节流短管替代毛细管在家用空调器上的应用研究(1)时间:2009-11-28 来源:顺德职业技术学院 编辑:徐言生 针对节流短管替代毛细管在家用空调器应用过程中可能遇到的一些问题,分别进行了节流短管与毛细管的氮气流量、制冷剂流量、变工况流量特性以及空调器整机性能试验。试验表明现有的加工工艺能较好的保证节流短管一致性,同时节流短管也具有较好的流量调节性能。节流短管完全可以取代毛细管在家用空调器上全面应用。1、前言 节流短管是一种定截面的节流膨胀装置,它具有低成本、高可靠性、易于检修及更换,取消了热泵系统用于判别制冷剂流向所增设的检查阀等优点,因此节流
2、短管作为一种新型的节流膨胀装置已经被越来越多地应用于汽车空调、家用空调及热泵系统。 由于国内众多厂家对节流短管缺乏深入的了解,在一定程度上造成了节流短管难以大规模地应用到家用空调系统设计中去。主要有3个方面的影响因素:(1)节流短管加工的一致性;(2)在变工况下的流量调节性;(3)空调器整机的匹配性。鉴于上述原因,本试验研究旨在通过节流短管同毛细管进行对比试验进行验证。2、节流短管一致性试验 试验随机选取用于KF-32GW空调器的3根毛细管和3个节流短管,分别进行氮气流量和制冷剂流量测试来对比其加工一致性。毛细管尺寸规格为<1.7mm(内径)×110
3、0mm(长度),节流短管尺寸规格为<0.94mm(内径)×12mm(长度)。2.1、氮气流量对比试验 试验选用北京某公司D60-1A/2M型数字毛细管测试仪,测量精度为±2%,节流元件进出口压差为100kPa。试验结果如表1所示。表1 节流短管与毛细管氮气流量测试对比 在空调器生产中一般要求节流元件进行氮气流量测试时流量偏差控制在±3%以内。从表1中可以看出,节流短管加工的一致性与毛细管相当,完全能满足实际应用的要求。2.2、制冷剂流量对比试验 为进行节流元件制冷剂流量测试,专门开发了一台节流元件制冷剂流量测试台。该试验台包括压缩机、变频器、油分离
4、器、水冷冷凝器、冷却水箱、储液器、过冷器、节流短管测试段、量热器、针阀、电加热器、控制系统、测量系统等,参见图1。图1 节流元件制冷剂流量测试台示意图 节流元件入口压力主要通过调整流过冷凝器中水量的大小和温度来调整,入口温度通过调整过冷器中冷水的水温和流量来控制,出口压力主要通过调整压缩机的转速来调节,而压缩机的转速主要是通过调节变频器的输出频率来改变,测试台温度测量精度为±0.2℃,压力测量精度为±0.2%,流量测试精度为±1%。 选用制冷剂为R22,测试工况为压缩机测试标准工况,即节流元件入口压力为2.146MPa、入口温度为46℃、出口压力为0
5、.625MPa。试验结果如表2所示。表2 节流短管与毛细管制冷剂流量测试对比由表2可以看出,节流短管的制冷剂流量一致性也能较好地满足实际应用的要求。3、节流短管变工况下制冷剂流量调节性能 在上述节流元件制冷剂流量测试台上,模拟节流元件在空调器实际使用过程中的变工况环境,对其流量调节性能进行了测试。测试选用的毛细管为1#毛细管,节流短管为1#节流短管。试验结果如图2所示。图2 节流短管和毛细管在变工况下流量调节性能对比 由图2可以看出,当入口压力从1800kPa逐渐增加到2400kPa,入口过冷度从2.0℃逐渐增加到11.0℃时,制冷剂的流量也随着上升
6、,且制冷剂在节流短管中的流量要稍高于毛细管,但节流短管的流量和毛细管的流量在相同的工况下误差在1.7%以内,因此从对比测试试验中可以看出,节流短管同毛细管一样具有较好的变工况下制冷剂流量调节性能。4、空调器整机试验 选用KF-32GW空调器(名义制冷量3200W),分别采用毛细管节流和短管节流,在空调器标准工况下进行了性能对比测试。毛细管尺寸规格为<1.7mm(内径)×1100mm(长度),节流短管尺寸规格为<0.94mm(内径)×12mm(长度)。测试数据如表3所示。 从试验可以看出,采用节流短管的空调系统和采用毛细管的空调系统的制冷量、能效比等制
7、冷性能基本相同。但由于选用的空调器制冷系统是按毛细管节流设计的,短管试验时仅对原空调器制冷系统的制冷剂充注量进行了适当调整,如针对短管节流进行制冷系统优化设计,其性能指标将可能高于毛细管节流的空调器。表4 短管节流与毛细管节流在空调整机中的测试对比5、结语 通过对毛细管及节流短管在毛细管测试仪和节流元件制冷剂流量测试台上进行的N2流量和制冷剂流量对比测试,表明现有的节流短管加工工艺能较好地保证节流短管的一致性,同时也表明节流短管具有较好的变工况下制冷剂流量调节性能。 通过空调器整机性能对比试验,表明短管节流空调器与毛细管空调器的性能基本相同。由于短管
8、节流制冷剂流量要稍高于毛细管节流,在对空调器制冷系统进一步优化的基础上,短管节流
