制冷剂量对性能的影响

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1、冰箱制冷剂的量对性能的影响摘　要　本文通过分析大规格冰箱系统中R600a制冷剂量变化的对冰箱性能的影响，并同时分析R134a和R600a系统转换时需要注意的因素。关键词　制冷剂　压力　温度　性能电冰箱系统是个全封闭式的制冷系统，它的结构是较为紧凑，各个制冷部件的匹配要求合理，在整个制冷系统中，压缩机的输气量、蒸发器的制冷能力、冷凝器的散热效果、毛细管的节流状态都要求匹配合理。否则会出现制冷效果差、耗电量大等问题。即使关键部件匹配好以后，对于制冷系统来说，系统中制冷剂量的多少对系统的制冷效果也有较大的影响。制冷剂偏多或偏少都会造成冰箱制冷效果不好，耗电量大，因此

2、合理的制冷剂充注量对于冰箱的制冷性能也有较为严格的要求。另外，结合R134a系统转型R600a影响压缩机的等因素进行分析，确保压缩机的稳定运行。1　制冷系统本身结构的变化在系统匹配过程中，由于它的本身结构的不同，(如蒸发器的面积、冷凝器的面积、毛细管尺寸、压缩机型号)对冰箱的性能都是有一定的影响。1.1　蒸发器的变化　对于同一容积的冰箱，当蒸发器换热面积增大时，换热效果增强。如果制冷剂的量没有变化，当系统运行时，会出现蒸发器的末端温度偏高，没有液态制冷剂等问题，影响温度场的均匀性。此时需将系统制冷剂的量适量增加，并保证制冷剂液态在蒸发器的出口部全部蒸发完毕。对

3、于整个系统来说，加大蒸发器的蒸发面积，可以提高蒸发温度，增加的蒸发面积降低了与被冷却介质的传热温差，提高了蒸发器的制冷能力。但提高蒸发温度，增加压缩机的排气量(由于压差减少)，造成在毛细管中的流动阻力更大，从而来降低蒸发温度，同时冷凝器的散热能力也限制了系统的制冷能力，对冰箱的制冷能力进行了相互制约。QD167YU压缩机在替代ADG100型R134a压缩机出现这种情况。R600a和R134a或R12的最大差别在于它的蒸气压低，R600a在-25度时的蒸发量分别为R134a的55%和R12的45%。将R600a充注到制冷系统中，由于R600a与其他制冷剂液体密度

4、不同，其充注量以质量计算其它制冷剂少很多，而以体积计算时需要充入大约相同体积的液体制冷剂。也就是说，按质量计算R600a的充入量大约是R134a的45%。经验表明，制冷系统对R600a制冷剂充注量十分敏感，特别是充注不足时将引起能耗增加，制冷效率下降。过量充装将引起制冷机损伤和制冷设备的安全问题如图所示。这就意味着必须严格掌握R600a制冷剂的充注精度，即严格按立方厘米体积计算或按克重量计算，其精度掌握在1克以内。1.2　改变压缩机的型号　选用不同型号的压缩机，也存在制冷系统中制冷剂量的匹配问题。不同的压缩机的吸、排气量不同，制冷能力不同(见图1)。图1中的两

5、台压缩机为恩布拉格的NBMlll4Y和NBMlll6Y，它的制冷剂为R600a，冷凝温度为45℃，吸气温度为32℃的情况下的两组曲线。如果选用吸、排气量大的压缩机，由于吸气量大，蒸发压力相对降低，蒸发温度也降低，单位面积的制冷能力加大，从而制冷剂也蒸发快，出现制冷剂量不足，因此选用排气量大的压缩机可以提高制冷量，但不能提高效率，也不能节能。图1　不同排气量压缩机制冷量对比曲线1.3　冷凝器的变化　增大冷凝器的换热面积，也需要对系统中制冷剂的量进行匹配。由于增大冷凝器的冷凝面积，会出现降低冷凝器温度，增大压缩机的排气量，从而出现制冷系统的制冷能力增加，制冷剂的出

6、现偏少。如果是冷凝器管道面积的变化引起散热效果的增强，要考虑到有较多的制冷剂会蒸发在这些空间中，造成系统中的制冷剂量需要更多。但对于只增加散热面积，而未增加内部管道面积的情况，系统的制冷剂量的变化不大。1.4　毛细管的变化　毛细管对制冷剂的量也有影响，如果毛细管的长度变长或管径变小，都会造节流时产生较大的压差，制冷剂流量小，蒸发温度低，压缩机的排气量也小，使制冷系统的制冷能力减小，需要的制冷剂量也少。反之则会出现制冷剂的量要求多。2　冰箱由于本身结构的特点在实际应用中的影响对于单一部件的变化，制冷剂的量可以匹配。由于在理论上与实际的产品中有较大的区别，在理论上

7、来说，压缩机的入口温度都可以看作在特殊点的情况下来分析。如在制冷剂刚好全部蒸发完的位置。但在实际的产品中，由于管道的连接，从蒸发器到压缩机的回气管，由于蒸发器的温度总低于环境温度，因此在制冷剂在回气管的流动过程中，它的温度会一直上升。这一回升过程，会与毛细管进行一部分的热交换，也会从保温层中吸收一部分热量，如果流到箱体外部的制冷剂温度仍低于环境温度，就会从环境中吸收热量。这部分热量应尽量少从环境中直接吸收，使压缩机的入口温度与环境温度相差不大为好，使压缩机避免液击现象。对于压缩机，如果系统中的制冷剂量偏多，会使压缩机的进口温度偏低，蒸气密度加大，这样压缩机在压

8、缩的过程中会有液击现象出现，这种液击一