小型风冷冷热水机组节流装置改造的试验研究

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1、小型风冷冷热水机组节流装置改造的试验研究　　(德州学院机电工程系，山东德州253000) 　　摘要：对风冷热泵冷热水机组节流装置进行改进，通过不同的试验工况条件下的性能及其各种相关状态参数的测试，比较了系统改进前后的制冷量和能效比和响应时间，验证了使用电子膨胀阀机组能够达到节能的效果，并且提出了改进系统的进一步措施。 　　关键词：风冷热泵；电子膨胀阀；性能试验；节能 　　中图分类号：TK414.2文献标识码：A文章编号：[HTK]1007—6921(XX)23—0092—02 　　能源是经济发展的命脉。人类社会进入21

2、世纪，能源的短缺已经成为制约世界经济发展的主要因素。据有关统计，现在已经探明的石油储量，只能够维持100年左右的使用，所以寻找新的能源和替代能源已经如火如荼地进行。相应的我国已经成为石油进口大国，能源的短缺也摆在了我们的面前，因此国家提出了建设节约型社会的口号和目标。如何使有限的资源发挥最大的效能，是当前建设节约型社会的一个最直接、最有效途径。而本文正是基于此思想，对当前大量使用的小型风冷热泵机组的一个具体型号的节流装置(热力膨胀阀)进行改造，在机组改动不大的前提下，以达到提高能源的利用率，实现节能的目的，并分析了其可能性。 1试验

3、装置与测试方法 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　图1为试验研究测试装置的原理图。为了获得风冷热泵冷热水机组分别使用热力膨胀阀和电子膨胀阀机组的具体数据，对上海豪申空调设备有限公司型号M08H名义制冷量为18.40kW的家用中央空调风冷热泵冷热水机组样机在标准规定的各种工况下进行测试。测试机组工况环境通过焓差法实验台外室(配有工况机、电加热器和加湿器)来模拟。在所设计的实验装置中，系统制冷量(制热量)是通过对水侧换热器进、出口水温的测量以及室外冷却水系统水流量的测量，然后将三者的测量值

4、做计算得到(进出水焓差乘冷却水流量)。系统中水侧换热器的进、出口都设置了温度传感器，进水管路上设置了涡轮流量计，这些测点的布置为分析系统的热力性能提供了具体的实测值。由于不同季节的水温不同，冷却水系统中冷却塔和电加热器用来调节进出口水温。 2试验系统工作原理 　　用热力膨胀阀(电子膨胀阀)作为节流元件时，截止阀8和9关闭，6和7打开(截止阀6和7关闭，8和9打开)。制冷工况时，从压缩机1排除出的制冷剂气体通过四通换向阀2进入空气侧换热器3，冷凝液体进入干燥过滤器4进行干燥过滤，然后再进入热力膨胀阀10(电子膨胀阀11)进行节流降

5、温。节流后的制冷剂进入储液器12，再进入板式换热器13，在板式换热器内吸收水侧水的热量蒸发变为气体，水的温度降低变为空调用的冷水。制冷剂蒸汽在经过四通换向阀2进入气液分离器14，分离出混在蒸汽中的小液滴，然后进入压缩机1进行压缩，以防止压缩机产生液击，损坏压缩机，如此连续不断地制取冷水。制热时，四通换向阀换向，经压缩机排出的制冷剂气体首先进入板式换热器13，放出冷凝热，并加热水，供空调系统使用。冷凝液进入储液器12，经热力膨胀阀10(电子膨胀阀11)节流降温，然后再进入空气侧换热器，吸收空气中的热量而蒸发，再经四通换向阀2，气液分离

6、器14，返回压缩机1。 　　740)this.width=740"border=undefined> 3试验结果及分析 　　根据标准JB/T4329——1997我们测试了系统分别在热力膨胀阀和电子膨胀阀的作用下，制冷时在最大负荷工况、标准制冷工况、低温工况的制冷量和能效比；制热时在最大负荷工况、标准制热工况和除霜工况的制热量和能效比，为了说明在标准外的工况下机组的工作情况，制冷时选择了环境温度干球39℃、湿球15℃和干球28℃、湿球12℃；制热时干球7℃、湿球5℃，出水47℃和干球6℃、湿球4℃，出水4

7、4℃时的一般公况进行试验，下面给出了试验数据的比较图： 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　图3和图4中的1、2、3、4、5分别代表制冷最大负荷、环境39℃、标况制冷、环境28℃和低温工况。 　　图5和图6中的1、2、3、4和5分别表示制热时的最大负荷、出水47℃、标况制热、出水44℃和除霜工况。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　从上面的图表我们可以看出，在对原系统进行了节流装置的改造后，制冷量和制热量都得到了显著的提高，制冷时制冷

8、量的提高都在2000W左右，而制热时甚至可以达到3000W。制冷时最大负荷、标况制冷、低温工况的能效比依次降低，是因为空气侧温度依次降低，制冷剂在相应的温度下冷凝，需要压力不断降低，而压缩机的功耗增大比例要比制冷量增加的比例小，所以能