基于双膜理论润滑油溶解制冷剂质量计算模型

　　1 引言

　　冰箱动态仿真模型已广泛应用于提高冰箱系统性能或开发冰箱控制算法[1]。冰箱内制冷剂冲注量计算是冰箱动态仿真模型主要组成部分。冰箱内制冷剂冲注量包括换热器内制冷剂质量、压缩机内态制冷剂质量和润滑油溶解的制冷剂质量。其中压缩机润滑油中溶剂的制冷剂是整个冰箱冲注量计算的难点。

　　压缩机中存在润滑油以润滑压缩机运动部件运行，虽然压缩机模型可以不考虑润滑油的影响，但是系统动态仿真模型需要预测压缩机中润滑油溶解的制冷剂质量。冰箱长期停机过程，绝大部分制冷剂溶解于润滑油; 开机运行后，压缩机中润滑油开始释放出制冷剂并进入制冷循环参于循环; 开机运行一段时间后，当润滑油停止释放溶解的制冷剂，是由于润滑油溶解的制冷剂分压力和压缩机腔内分压力达到平衡。压缩机中润滑油溶解的制冷剂质量等于初始溶解的质量减去释放制冷剂质量。

　　现在润滑油溶解的制冷剂释放模型包括润滑油溶解的制冷剂稳态释放模型和虚拟增大压缩机内容积方法[2，3]。润滑油溶解的制冷剂稳态释放模型认为压缩机中润滑油溶解的制冷剂都是处于相平衡状态，而忽略动态释放过程[2]。虚拟增大压缩机内容积方法是通过扩大压缩机内容积方法模拟润滑油溶解的制冷剂进入制冷循环过程，而没考虑实际润滑油的制冷剂动态释放速率的影响[3]。而实际上润滑油溶解的制冷剂释放速率取决于润滑油中制冷剂分压力与蒸发压力之差，润滑油溶解的制冷剂并不是出于相平衡状态。

　　因此基于润滑油溶解的制冷剂动态释放速率模型计算润滑油溶解制冷剂质量，并分析其对冰箱动态仿真模型的影响。

　　2 基于双膜理论动态释放速率的润滑油溶解制冷剂计算模型

　　冰箱运行过程，由于润滑油大部分集中于在压缩机内，极少部分通过制冷剂流动带入蒸发器和冷凝器( 循环管路制冷剂内含有 10% 左右润滑油，为了保证仿真稳定性和降低系统仿真模型的复杂性，本文假设润滑油不参与制冷循环[4]。因此只需考虑压缩机中润滑油溶解的制冷剂，忽略非压缩机部件含有润滑油和润滑油对换热影响。

　　2. 1 已有润滑油溶解制冷剂计算模型

　　现有的压缩机模型中润滑油溶解的制冷剂质量计算模型是采用稳态制冷剂释放模型和虚拟增大压缩机内容积方法[2，3]。

　　稳态制冷剂释放模型只考虑溶解于润滑油的制冷剂处于相平衡，而忽略溶解的制冷剂动态释放过程[3]。压缩机润滑油溶解的制冷剂的质量可用下式表示:

　　式中 Mref，oil———润滑油中溶解制冷剂质量，kg