吸气过热对R404A涡旋式压缩机性能影响的研究

　　随着相关法令的不断更新和人们环保意识的增强,环保制冷剂受到广泛关注,在冷冻冷藏领域,R404A制冷剂以其环保和优越的低温性能等特点已成为在低温领域替代R22的最主要的制冷剂。R22制冷系统的主要性能参数)))能力、功率、COP值基本不随吸气过热度的变化而变化,但排气温度随吸气过热度的增加而明显加大,从而影响系统安全和正常使用,所以,在R22制冷系统中尽量保持较低的吸气过热度。但R404A制冷剂与R22不同,笔者主要针对吸气过热对R404A涡旋式压缩机性能的影响进行试验对比分析。试验装置采用第二制冷剂量热器法和制冷剂液体流量计法,并同时进行测试:试验压缩机排量为104cm3/r ,带喷液冷却功能,喷液的条件为当排气温度超过100e时打开喷液装置(喷液毛细管),控制排气温度在100e以内。

　　1 吸气过热度对制冷量的影响

　　从图1可以看出,R404A制冷压缩机制冷量随吸气过热度的增大而明显增加。在实际测试中发现,能力随吸气过热度的增大增加的幅度很大。但在保证相同吸气温度的前提下,由于低蒸发温度时可以有更大的过热度,所以其能力增长幅度与高蒸发温度时的相比更大。例如,以控制吸气温度在15~20e为目标时,在-5e蒸发时,其能力提升104%,而在-40e蒸发时,其能力提升122%。在过热度相同的条件下,低蒸发温度时能力提升大,在-40e蒸发时,60K过热时的能力与20K时相比提升了45%。这表明在低蒸发温度条件下吸气过热对能力的贡献极大,需要加以重视。

　　2 吸气过热对功率的影响

　　从图2可以看出,吸气过热度的大小对功率基本没有影响。需要说明的是,在一些工况下,由于排气温度高需要开启喷液冷却功能,但压缩机功率基本没有变化,在蒸发温度-20e条件下,40K过热时需要喷液冷却,但功率与20K过热无喷液冷却时相比变化很小。笔者认为这主要是因为喷液流量太小,仅占到总制冷剂流量的7.6%,所以对功率影响不大。在蒸发温度-40e条件下,各个过热度都需要喷液冷却,由于压比不变,喷液流量基本没有变化,导致功率变化也不大。总体来说,吸气过热度对功率影响很小,可不考虑。

　　3 过热度对COP的影响

　　由于过热度对功率基本没有影响,所以过热度对COP的影响规律与其对制冷量的影响规律相同,COP随着吸气过热度增大而增加,在低蒸发温度时尤其明显。

　　4 过热度对排气温度的影响

　　由于R404A制冷剂在相同条件下排气温度就明显低于R22系统,且系统会配置喷液冷却装置,所以大的过热度也是完全可以接受的,并不会导致高排气温度而影响系统的安全,这点在实际测试中已经得到验证:在S公司的样本中,采用带喷液冷却功能的R404A低温涡旋式压缩机,在冷凝温度55e,蒸发温度-45e,吸气温度18.3e的条件下依然可以保证正常的压缩机排气温度。所以大的吸气过热度并不会影响压缩机的使用安全。