新冷媒用旋转式压缩机的排气系统最优化
随着环保意识的不断提高,全世界已达成共识,即用HFC系列的冷媒R410A替代HCFC系列冷媒R22。而R410A用旋转式压缩机相对R22用压缩机再膨胀系数大,因此排气系统优化设计是不可忽略的重要环节。
关键词:特性-V分析;数据分析
行业人士都很清楚,目前我国匹配家用空调器用的压缩机大多是由日系厂家生产的,如日立、松下、东芝、三菱、三洋等,并且其产品技术也基本被日方垄断,中方所掌握的技术数据和实验手段都非常有限。
为最优化旋转式压缩机的排气系统,下面对排气系统中各参数与压缩机性能参数的相互关系进行具体描述。
1.R410A冷媒的特性
R410A相对R22具有压力大,压力差大,密度大的特点。特别是采用R410A的压缩机相对采用R22的压缩机在同一容积的行程条件下,因其密度大,所以冷冻能力大,且高压力差导致了理论动力大,输入功率大,能效比(EER)低,因此改善该压缩机的效率极其重要。
2.P-V分析
2.1效率以及损失
压缩机的可逆绝热压缩时的理论动力公式如下:
th=?a△hcomp(1)
其中Pth:压缩机的理论动力
?a:实际质量流动率
△hcomp:等熵压缩时的比焓差
而实际质量流动率等于冷冻能力除以指定蒸发器的比焓差的商。
旋转式压缩机的气缸内的气体压缩过程为多变压缩,可用下式进行表述。
Vn=cot(一定)(2)
其中P:压缩室的压力
V:压缩室的体积
:多变指数
另,体积效率如下式:
ηvol=Va/Vth(3)
其中Va:实际压缩室体积
Vth:理论压缩室体积
求解上述效率时,首先进行量热计试验,使压缩机在正常条件下运行,测出输入功率、冷冻能力和EER。另外通过冷冻能力,求出实际质量流动率,再除以理论质量流动率可求得体积效率。
2.2排气系统的结构
旋转式压缩机的排气系统是由气缸上的排气口、上轴承上的孔、平板形阀座、排气阀以及阀片限位板组成。另外冷媒的流动路径为,在压缩机的压缩室被压缩的冷媒气体通过排气口、上轴承孔,并通过阀片的有效流动面积,排到消音室中。
3.数据比较 3.1阀片厚度
压缩机的性能以及损失随阀片厚度的变化。阀片厚度较薄时,0.83t相对1t冷冻能力和输入功率基本没有差别。当采用1.25t时随着输入功率的增加EER有所下降,这是因为过压缩损失增加了17%。由此可知当阀片过厚时,阀片刚性过大,排气过程中阀片快速关闭,致使气缸内压力增加,过压缩损失也大幅度地增加。因此我们必须避免由于采用过厚的阀片,而导致过压缩损失剧增的现象。
