制冷劑循環(huán)性能檢測方法

制冷劑循環(huán)性能檢測方法第一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二一.背景傳統(tǒng)的氟利昂制冷劑，CFCs（氯氟烴）和HCFCs（氫氯氟烴）因其產(chǎn)生的臭氧層破壞作用和溫室效應被強制限期淘汰。由于GWP（全球變暖潛能）值較高，《京都議定書》將替代CFCs和HCFCs的HFCs（氫氟烴）類制冷劑列入限控物質(zhì)清單中，要求發(fā)達國家控制HFCs的排放。根據(jù)含氟溫室氣體控制法規(guī)，2011年1月1日起，歐盟已禁止新生產(chǎn)的汽車空調(diào)使用GWP值大于150的制冷劑，這就意味著HFCs類產(chǎn)品又將可能面臨被全面淘汰。第二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二二.現(xiàn)狀當前，人們專注于尋找新的環(huán)保型制冷劑。實際情況是，選擇環(huán)保型（即ODP值為0，GWP值?。┲评鋭┎⒉焕щy，而新產(chǎn)品的循環(huán)性能是否優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品卻是制冷劑替代工作中需要解決的一個難點。目前尚無關于制冷劑產(chǎn)品循環(huán)性能檢測的標準頒布。由于缺少制冷劑循環(huán)性能的標準化檢測方法和裝置，國內(nèi)制冷劑產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管領域幾乎仍為空白。第三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二三.相關研究1.簡介浙江大學賈春燕等人提出了一種制冷劑循環(huán)性能的標準化檢測方法，通過對循環(huán)系統(tǒng)中蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、過冷度以及過熱度的調(diào)節(jié)控制實現(xiàn)對制冷劑的制冷量、單位質(zhì)量制冷量、單位容積制冷量、壓縮機輸入功率、比功、單位容積壓縮功和制冷性能系數(shù)等循環(huán)性能參數(shù)的檢測。搭建了標準化檢測裝置，并針對汽車空調(diào)中常用的制冷劑產(chǎn)品R134a進行了變工況試驗應用研究第四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二2.檢測方法及原理基于電量熱器原理設計制冷劑循環(huán)性能標準化檢測方法。檢測系統(tǒng)的循環(huán)流程為一個基本的蒸氣壓縮制冷循環(huán)，如下圖。制冷循環(huán)系統(tǒng)由電量熱器、壓縮機、冷凝器、過冷器、節(jié)流閥和一些輔助設備組成。其中，電量熱器為一個絕熱的密閉容器，頂部裝有直接蒸發(fā)盤管蒸發(fā)器，底部安裝一組電加熱器。電量熱器內(nèi)充注傳熱介質(zhì)，電加熱器浸沒于傳熱介質(zhì)中?；跈z測試驗溫度范圍的考慮，選用一種具有較高沸點的R141b（標準大氣壓下沸點為32.1℃）作為本系統(tǒng)的傳熱介質(zhì)。第五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二第六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二第七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二系統(tǒng)循環(huán)由傳熱介質(zhì)循環(huán)和被測制冷劑循環(huán)組成。當系統(tǒng)循環(huán)達到穩(wěn)定時，根據(jù)熱平衡原理，被測制冷劑的制冷量為電加熱器的加熱量和電量熱器的漏熱量之和，這即為電量熱器法制冷劑循環(huán)性能檢測原理。第八頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二3.檢測裝置制冷劑循環(huán)性能標準化檢測裝置主要由電量熱器、壓縮機、水冷冷凝器、水冷過冷器、節(jié)流閥、測量儀器儀表及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，下圖為檢測裝置實物圖。核心部件電量熱器，如下圖所示，為一個絕熱的密閉容器，頂部裝有直接蒸發(fā)盤管蒸發(fā)器，底部安裝電加熱器。電量熱器內(nèi)充注有傳熱介質(zhì)，電加熱器浸沒于傳熱介質(zhì)中。第九頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二第十頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二4.漏熱量的檢測關閉電量熱器制冷劑進、出口截止閥后進行漏熱量標定。調(diào)節(jié)電量熱器中加熱器的輸入功率，使傳熱介質(zhì)的壓力對應的飽和溫度比環(huán)境溫度高15℃左右，并保持其壓力不變。環(huán)境溫度應在43℃以下，并其波動不應超過±1℃。加熱器輸入功率的波動不應超過±1%，每隔1h測量一次傳熱介質(zhì)壓力，直至連續(xù)四次壓力對應的飽和溫度值的波動不超過±0.5℃。第十一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二電量熱器漏熱系數(shù)的計算公式為：第十二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二5.試驗工況調(diào)節(jié)和試驗步驟5.1工況調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)循環(huán)系統(tǒng)中的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、過冷度和過熱度來控制被測制冷劑循環(huán)性能檢測的試驗工況。蒸發(fā)溫度通過節(jié)流閥的開度調(diào)節(jié)，冷凝溫度通過冷凝器中冷卻水的流量調(diào)節(jié)，過冷度通過過冷器中冷卻水的流量調(diào)節(jié)，過熱度通過電加熱器的輸入功率進行調(diào)節(jié)。第十三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二5.2試驗步驟（1）檢測裝置檢漏；（2）檢測裝置抽真空后充注一定量的被測制冷劑；（3）啟動檢測裝置，調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度來調(diào)整蒸發(fā)溫度T5；調(diào)節(jié)電加熱器功率來調(diào)整壓縮機吸氣溫度T1；調(diào)節(jié)冷凝器、過冷器的冷卻水流量來分別調(diào)整冷凝溫度T3和過冷溫度T4；（4）當系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度T5、冷凝溫度T3、過熱度T1-T5、過冷度T3-T4達到指定的試驗工況值并保持穩(wěn)定1h后，開始記錄試驗數(shù)據(jù)；（5）每隔15min記錄一次，共記錄4組數(shù)據(jù)，取平均值作為測試結(jié)果。期間，試驗數(shù)據(jù)的波動必須符合本實驗工況所允許的誤差要求；（6）試驗數(shù)據(jù)的處理和計算。第十四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二四.應用研究基于搭建的制冷劑循環(huán)性能標準化檢測裝置，針對汽車空調(diào)中常用的制冷劑產(chǎn)品R134a進行變工況試驗應用研究。試驗工況為冷凝溫度：50℃、55℃、60℃；蒸發(fā)溫度：-5℃、0℃、5℃、10℃；過冷度為5℃，過熱度為20℃，試驗結(jié)果如表3所示。試驗結(jié)果表明，本檢測裝置可以用于制冷劑產(chǎn)品變工況循環(huán)性能參數(shù)檢測，并且具有系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)方便，運行穩(wěn)定，可靠性高等優(yōu)點，易于標準化推廣。第十五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二第十六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二五.結(jié)論基于電量熱器原理，本文提出了一種制冷劑循環(huán)性能的標準化檢測方法，通過對循環(huán)系統(tǒng)中蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、過冷度以及過熱度的調(diào)節(jié)實現(xiàn)制冷劑試驗工況的控制。搭建標準化檢測裝置，建立系統(tǒng)漏熱標定和補償計算方法，實現(xiàn)對制冷劑制冷量、單位質(zhì)量制冷量、單位容積制冷量等循環(huán)性能參數(shù)的檢測計算。并針對汽車空調(diào)中常用的制冷劑產(chǎn)品R134a進行了變工況試驗應用研究，結(jié)果表明，該檢測系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)方便，運行穩(wěn)定，可靠性高等優(yōu)點，易于標準化推廣。第十七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期二六.參考文獻[1]梁玉,崔十安.綠色環(huán)?；旌现评鋭J].低溫與特氣，2009，03:13-17.[2]郭志愷.氫氯氟烴制冷劑替代品的選擇原則與初步探索[J].制冷與空調(diào)，2008,02:53-57.