对容积式制冷压缩机性能试验中排气压力制冷量测量不确定度的影响初探

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1、制冷空调与电力机械专题研讨容积式制冷压缩机性能试验中排气压力对制冷量测量不确定度的影响初探周仝，张宝怀(东南大学动力系，江苏南京210096)摘要：针对容积式制冷压缩机性能试验中影响制冷量测量不确定度的各种因素，通过对小型全封闭活塞式压缩机的热力性能模拟，分析得出了压缩机排气压力对制冷量不确定度的影响关系。关键词：制冷压缩机；制冷量；不确定度；小型全封闭活塞式压缩机；数学模拟中图分类号:TU831文献标识码:A文章编号:1006-8449(2004)02-0021-031引言在制冷压缩机性能测试中，影响制冷量不确定度的2.2容积效率有许多因素。按照

2、GB5773－86容积式制冷压缩机性能（3）试验[1]的标准做试验的时候，各种实验方法有不同的制式中λ、λ、λ、λ分别为容积系数、压力系vpTl冷量计算公式。在这些制冷量计算公式里，一般并没有数、温度系数和泄漏系数。包含影响制冷量不确定度的所有因素，因此单纯依据这（4）些公式评价制冷量不确定度是不完整的。为了得到精确的结果，我们就需要通过其他的途径来找到这些量和制（5）冷量之间的依变关系。通常有两种办法：一是通过对压缩机性能的模拟仿真实现，这种办法要求有描述准确的（6）数学模型；二是通过先测量试验数据，然后通过数据拟合得出一个数学关系，这种办法需要

3、大量的试验数据。（7）在制冷压缩机测试中，需要控制的工况参数主要是吸气压力(蒸发温度)、吸气温度和排气压力(冷凝温度)。可见排气压力是通过容积效率(主要是容积效率)影显然排气压力对压缩机的制冷量和功耗都有直接影响，响制冷量的。决定其影响程度的因素有相对余隙容积[1]但在各种实验方法的制冷量计算公式里都没有表达。c、膨胀过程指数m和排气压力损失△pd3。为了确定排气压力控制偏差和测量不确定度对制冷量不确定度的影响，本文以活塞式压缩机为对象，采用性能3压缩机热力性能的计算模拟的方法进行分析探讨。3.1名义工况（见表1）制冷压缩机的制冷量、功率消耗以及其

4、他特性都与[3][4]2小型全封闭活塞式压缩机数学模型T和T的高低有关，不讲制冷压缩机的工作条件而单k02.1容积式制冷压缩机制冷量讲制冷量的大小是没有意义的。为便于对比，采用表1所列的美国制冷协会ARI520－85标准名义工况。（1）表1空调用制冷压缩机的名义工况对于活塞式压缩机，有℃（2）环境温度蒸发温度T冷凝温度T吸气温度t过冷温度t0kg4357.254.418.346.1No.2/2004总第96期第25卷21制冷空调与电力机械专题研讨3.2主要参数和性能（见表2、表3）表2一台全封闭压缩机的主要参数气缸直径D，m活塞行程S，m气缸数i转

5、速n，r/min制冷剂0.060.051960R22在表1所示的名义工况下，由小型全封闭活塞式压缩机[3，4]数学模型计算得出的该压缩机的热力性能值如表3所示。表3各种热力性能的计算值参数单位计算值参数单位计算值图2变多变指数的排气压力和制冷量关系pMPa0.6246506△p/p0.08s0s1s0pMPa2.145584△p/p0.15dkd3dkε3.43qkJ/kg170.590mvm3/kg0.044c%6s0hkJ/kg428.59qkg/h119.307g1mhkJ/kg258.00QkW5.65350f10m1.054变排气压力情况

6、下的制冷量分析根据上面表格中的计算结果，以排气压力p＝dk2.14MPa，制冷量Q＝5.653kW时作为基准点，算出各0图3变排气压力损失的排气压力和制冷量关系个点变化的百分比。即在不同的余隙容积系数c、多变膨胀指数m、吸气和排气压力损失下，看排气压力变化时，制冷量发生多大的变化。并把计算得出的结果用p－Q直角坐标图（参见图1～4）表示出来。dk0图4变吸气压力损失的排气压力和制冷量关系的。当多变膨胀指数在0.95～1.05之间变化时，制冷量大约在0.3%～0.4%之间。当余隙容积系数在0.015～0.06之间变化时，制冷量大约在0.03%～0.4

7、%之间。当图1变相对余隙容积的排气压力和制冷量关系c等于0.015、0.02时，制冷量的变化率在0.1%左右，而当c＝0.04时，制冷量的变化率达到了0.2%以上，当而由图1和图2看出，当相对余隙容积c和多变指c＝0.06时，制冷量的变化率接近0.4%。如果同时考虑数m变化时，曲线分离较大，可以认为是有相当影响。排气压力的控制偏差1%和测量不确定度1%，则在相由图3和图4可以看出，排气压力损失△p、吸气压力d3对余隙容积c=0.06时对制冷量的影响会接近0.8%。损失△p变化时，图中的曲线几乎是重合的，所以认s1根据制冷量测试的精度要求，如果该偏差

8、对测试结果为对排气压力－制冷量之间的关系影响很小。的影响不能忽略。那么就需要对文献[1]中的不确定度计算以下的分析均是在排