蒸发温度对工程机械空调系统的影响简析

摘要 蒸发温度的变化对空调性能具有较大的影响，本文分析了蒸发温度通过哪些因素影响着空调系统的性能，影响的结果是怎样的，也简述了有哪些因素影响着蒸发温度。

关键词 蒸发温度；单位质量制冷量；单位质量流量

中图分类号 TB6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0121-02

0引言

在空调的设计开发中，蒸发温度在空调的性能参数中是极重要的。它不仅对蒸发器的单位质量制冷量有影响，而且也通过对单位质量流量、系统的能耗等，影响着系统的制冷量。

1 以一台工程机械空调为例进行实验分析

试验工况：QC/T656―2000《汽车空调制冷装置性能要求》；

试验参数：压缩机：SE5H14 ；排量：138cm3 /r；转速：1800r/min；

试验地点和数据提供：豫新空调股份有限公司试验中心；

本产品使用1个试件，两个工况。两工况的蒸发温度分别是：-0.67℃和0.18℃，性能测试数据如图1和表1。

图1

表1

工况1：蒸发温度：

-0.67℃ 序号 压力P

(Kg/cm2) 温度t

(℃) 焓值h

(kJ/kg) 比容v

(m3/kg) 质量流量M

(Kg/min)

1 2.77 14.17 409.97 0.07738 1.56

2 14.97 94.52 471.98

3 14.66 71.77 445.39

4 14.58 43.18 261.17

5 14.55 37.96 253.42

6 2.82 7.88 404.04

工况2：蒸发温度：0.18℃ 1 2.84 14.62 410.30 0.07656 1.63

2 15.31 94.24 471.46

3 14.98 71.91 445.32

4 14.90 43.48 261.62

5 14.85 38.16 253.72

6 2.91 8.92 404.84

根据工况1、2的数据，得到以下空气各状态参数如表2：

工况1 干球温度t(℃) 湿球温度t(℃) 焓值h(kJ/kg) 焓差

Δh

(kJ/kg) 出风

比容v(m3/kg) 出风

风量v(m3/h)

冷凝器 进风 35 80.766 38.844

出风 43.96 119.61

蒸发器 进风 27.00 19.60 56.213 26.517 0.8152 397.66

出风 11.26 10.33 29.696

工况2 冷凝器 进风 35 80.766 40.346

出风 44.25 121.112

蒸发器 进风 26.88 19.55 56.074 23.873 0.8186 486.85

出风 12.21 11.35 32.201

表2

根据上述数据，以下经计算得到如表3：

序号 名称 工况1 工况2

1 单位质量制冷量(kJ/kg) 150.62 151.12

2 实际单位质量流量(Kg/s) 0.026 0.02717

3 蒸发器制冷剂侧制冷量(kw) 3.91612 4.10543

4 压缩机消耗比功(kJ/kg) 63.01 61.16

5 蒸发器空气侧制冷量(kw) 3.593 3.94392

6 压缩机实际吸入的容积流量

(m3 /s) 0.00201188 0.00207988

7 压缩机铭义吸入容积流量

(m3 /s) 0.00414 0.00414

8 压缩机实际输气系数 48.596% 50.24%

9 COP 2.39 2.47

表3

2 分析

1）从表3的参数对比中可以看到在制冷剂侧，当蒸发温度提高约0.85℃时，系统的单位质量流量和实际单位质量流量等数据均有所提高，得到的蒸发器的制冷量就有了较大的提高。而蒸发器制冷量正比与制冷剂的单位质量流量和单位质量制冷量，其中实际单位质量流量的增大比例为：δ=（0.02717-0.026）/0.026=4.5%，而单位质量制冷量的增大比例为：δ’=（151.12-150.62）/150.62=0.33%。则可以得到实际单位质量流量的增大比例远远大于单位质量制冷量的增大比例，因此单位质量流量的提高是制冷量提高的主要因素。而单位质量流量的提高是因为随着蒸发温度的提高吸气压力得到提高，吸气比容逐渐减小，于是压缩机实际每转吸入、排出的质量增加了；

2）在表2中随着蒸发温度提高，空气进出的焓差有所下降，但蒸发器空气侧的风机风量提高了，最终得到的制冷量是提高的。究其原因：空气侧的制冷量是Q0=K・ΔT・F。根据传热学的知识可知：首先由于蒸发温度的提高，对数平均温差是减小（设环境温度不变）的，这样会导致制冷量有减小的趋势。其次由于随着风量的提高，换热系数是增加的，制冷量又有增加的趋势。分析本产品，主要是由于换热系数的增加对制冷量的影响，超过了由于对数平均温差的减小对制冷量的影响，从而最终使制冷量增加了。；

3）本文中蒸发器制冷剂侧制冷量和蒸发器空气侧制冷量的不平衡，主要是因为风道的传热和蒸发器中风机电机的发热造成的。

3 结论

蒸发温度对空调产品的性能有着比较重要的影响(见表3)。在蒸发器的换热中，换热系数是和结构参数有较大的关系，随着换热系数的增大，制冷量有增大的趋势，蒸发温度也会上升，而蒸发温度上升会使得对数平均温差减小，制冷量又有减少的趋势。因此对于具体的空调系统中，蒸发器结构参数一定时，将一定有一个最佳的蒸发温度存在。

参考文献

[1]吴业正主编，制冷原理及设备(第2版)。西安交通大学出版社，1997.

[2]杨世铭，陶文铨主编，传热学，4版，高等教育出版社，2006.

[3]沈维道，童钧耕主编，工程热力学，4版，高等教育出版社，2007.

[4]Karen Nan Miu，Hsiao Dong Chiang，Bentao Yuan．Fast Sercice Restoration and Constraints 1998.

[5]N．D．R．Sarma，V．C Prasad，K．S．Prakasa Rao.A New Network Reconfiguration Technique For Service Restoration In Distribution Network 1994.

[6] Fu Qiang， Kang KW， Han HK. Repeated dosing of piperine induced the gene expression of P-glycoprotein via the stimulated Pregnane-X-receptor activity andaltered the pharmacokinetics of diltiazem in rats. Biopharm Drug Dispos. 2012; 33(8): 446-454.