分凝式雙溫冰箱壓縮機(jī)選型計算

王生軟

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院，湖北黃岡438002)

1 引言

壓縮機(jī)是冰箱的重要組成零部件，其主要作用是抽吸來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣，提高其溫度和壓力后，將其排至冷凝器中。壓縮機(jī)相當(dāng)于制冷系統(tǒng)中的“心臟”［1］。對于冰箱制冷系統(tǒng)來說，壓縮機(jī)是主要消耗電能的部件，如果選擇過大，則會出現(xiàn)“大馬拉小車”［2］，造成電能浪費(fèi)，同時初投資也大;如果選擇過小，則達(dá)不到預(yù)期的制冷效果，所以壓縮機(jī)的選擇是否合理，關(guān)系到整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。

本文給出了采用混合工質(zhì)R32/R600a的雙溫冰箱的壓縮機(jī)的選型計算方法，為其它混合工質(zhì)的分凝式冰箱的壓縮機(jī)選型計算提供了參考。

2 系統(tǒng)參數(shù)的確定

該冰箱的設(shè)計循環(huán)流程如圖1所示。系統(tǒng)采用的混合工質(zhì)為R32/R600a，混合比例為:30/70。該冰箱的設(shè)計工況為:冷凝器出口溫度40℃，冷凍室溫度-30℃，冷藏室出口溫度接近0℃，冷凝蒸發(fā)器高壓側(cè)出口溫度的過冷度為5℃，冷藏室和冷凍室的設(shè)計冷量分別為70和55W，循環(huán)中混合工質(zhì)的選擇就是在標(biāo)準(zhǔn)工況下滿足最優(yōu)設(shè)計，即所選擇的工質(zhì)使得標(biāo)準(zhǔn)工況下系統(tǒng)的性能系數(shù)最高。系統(tǒng)的設(shè)計運(yùn)行參數(shù)表1所示。

圖1 設(shè)計流程圖

表1 各狀態(tài)點設(shè)計參數(shù)

狀態(tài)點 R600a/R32 T/℃ ρ/MPa ρ/kg*m-3 h/kJ*kg-1 s/kJ*(kg*K)-1 6 91/9-4.4 0.19 14.65 303.3 1.447 91/9 0.68 0.19 6.42 471.7 2.048 50/50 11.2 1.21 679.72 265.3 1.279 50/50-37.8 0.19 6.8 265.3 1.3510 50/50-30 0.19 7.76 388.1 1.8411 70/30-11.6 0.19 6.99 428.9 1.97

3 壓縮機(jī)的選型計算

3.1 設(shè)計工況下的輸氣系數(shù)

其輸氣系數(shù)等于容積輸氣系數(shù)、壓力輸氣系數(shù)、溫度輸氣系數(shù)、泄露系數(shù)的乘積。

(1)容積系數(shù)

相對余隙容積C取0.025，膨脹系數(shù)m取1，冷凝壓力pk為1215kPa，蒸發(fā)壓力p0取185kPa，排氣壓力損失△pk為0.1pk，則容積系數(shù)

(2)壓力輸氣系數(shù)λp

進(jìn)氣閥的壓力損失△p=0.05p0，其余取值為同容積系數(shù)，則壓力系數(shù)

(3)溫度輸氣系數(shù)λt

系數(shù) a取 1.15，b取 0.25，回氣溫度 T″取353K，熱力學(xué)溫度 Tk取 313K，蒸發(fā)溫度 t0取 -30℃，壓縮機(jī)吸氣前過熱度θ=101K。

(4)泄露系數(shù)λe

泄露系數(shù)λe取0.99。

輸氣系數(shù)

3.2 理論輸氣量

由計算得知實際輸氣量Vs為0.725m3/h，則

3.3 壓縮機(jī)的制冷量

3.4 壓縮機(jī)的功率

(1)理論絕熱功率P0

(2)指示功率Pi

取指示效率為0.75

其中Pm為平均摩擦壓力，取0.65MPa，Vh為0.993m3/h，則摩擦功率

(4)壓縮機(jī)軸功率Pe

(5)電功率Pel和電機(jī)效率ηmo

取 ηmo=0.82，則

根據(jù)以上取的壓縮機(jī)輸氣量、壓縮機(jī)制冷量、電功率等參數(shù)，參考純工質(zhì)設(shè)計的壓縮機(jī)有關(guān)參數(shù)，選擇恩布拉科冰箱壓縮機(jī)EMU46CLP，額定制冷量為142W，輸入功率為89W，COP為1.6，電源電壓 220V/240V、50Hz。

［1］朱立.制冷壓縮機(jī)與設(shè)備［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

［2］張建一，趙進(jìn)瓶.國產(chǎn)12.5系列雙級壓縮機(jī)的電機(jī)匹配［J］.廈門水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報，1996(02):39～43.