变频压缩机综合效率系数的研究与应用.docx
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1、变频压缩机综合效率系数的争论与应用宫天泽;郑学利;赵宇开【摘 要】本文提出了压缩机综合效率系数的计算公式和分析方法,综合效率系数可以用于评价压缩机的能效水平,对压缩机综合效率系数的特性分析,可以在工况下估算压缩机的性能系数,从而削减试验工作量,提高开发效率;还有助于产品开发工程师对变频空调系统的压缩机选型设计,以及对多变频压缩机并联系统的压缩机转速掌握的优化.%This paper originates calculation and analysis method of IER ( integrated efficiency ratio) for variable speed compres
2、sor, IER can be used to evaluate the energy efficiency level of compressor. With the analysis of IER, engineer can make an approximate calculation of COP base on the compressor work conditions, it can reduce the workload of experiment and improve products developing efficiency. It can assist enginee
3、r to choose a optimal performance compressor for a refrigeration system, and improve control logic for multi - compressor system.【期刊名称】节能技术【年(卷),期】2023(030)005【总页数】4 页(P435-438)【关键词】变频压缩机;性能系数;综合效率系数【作 者】宫天泽;郑学利;赵宇开【作者单位】海信科龙空调研发中心,山东 青岛 266071;海信科龙空调有限公司研发中心,山东 青岛 266071;海信科龙空调研发中心,山东 青岛266071【正文语种
4、】中 文【中图分类】TH450 前言变频压缩机已被广泛使用于家用空调和商用空调产品,由于压缩机能耗占空调整机能耗的 80% 90%,压缩机的能效水平也就打算了空调整机的能效水平。变频压缩机在使用过程中,会在不同的工况条件下运行,压缩机转速也会在某一范围内变化。目前,变频压缩机能效要求所执行的国家标准是GB/T 157652023 房间空气调整器用全封闭型电动机压缩机1,该标准只规定标准工况下额定制冷力量的测试要求,而各压缩机厂家所编制的压缩机规格书中,也是依据国标, 仅供给了额定点的能效值。对变频压缩机在变工况、变转速条件下能效特性争论,有助于找到更优的压缩机选型、设计方案,从而提高压缩机使用
5、效率,间接降低空调整机本钱,提升产品竞争力,提高企业利润。1 变频压缩机能效测试试验选取某型号 R410A 转子式直流变频压缩机,在标准压缩机性能试验台进展能效测试,试验设备与测试方法依照GB/T 57732023 容积式制冷剂压缩机性能试验方法2。试验在过冷度 8、吸气过热度 11、压缩机环境温度 35条件下,对不同冷凝温度 Tc、蒸发温度 Te、压缩机转速进展穿插组合,并测试压缩机制冷能效系数COP。其中冷凝温度 Tc 分别选取 40、50、60,蒸发温度 Te 分别选取 5、0、5、10,压缩机转速分别选取 30 r/min、60 r/min、90 r/min、120 r/min,测试结
6、果如下。图 1 COP 与蒸发温度关系(压缩机转速=60 r/min) 图 2 COP 与冷凝温度关系(压缩机转速=60 r/min)图 1、图 2 显示了在一样压缩机转速状况下,工况变化对 COP 的影响。从图 1 可见,蒸发温度较低时,冷凝温度的降低对 COP 提升的奉献较小。在实际制冷系统匹配过程中,当蒸发器过小时,一味增大冷凝器,对提升 COP 的奉献并不明显。此时,应考虑先提高蒸发温度。从图 2 可见,冷凝温度越高,COP 随蒸发温度的变化并不明显,在实际制冷系统匹配过程中,当冷凝温度很高时,一味提高蒸发温度,并不是提高 COP 的最正确方式,应考虑适当降低冷凝温度。图 3 COP
7、与压缩机转速关系(冷凝温度=50) 图 4 COP 与压缩机转速关系(蒸发温度=5)从图 3、图 4 可以看出,COP 随压缩机转速的变化关系。相比于工况的变化,转速在 3090 r/min 期间的变化对 COP 影响较小,但转速从 90 r/min 上升到 120 r/min 时,COP 消灭衰减明显;当工况不变时,转速在 60 r/min 时,压缩机效率较高。所以,在变频空调匹配设计时,应选择适宜排量的压缩机,避开压缩机以过高转速运行,可以将额定力量对应压缩机转速设计在 60 r/min 左右,使压缩机的额定 COP 相对较高34。2 综合效率系数分析方法2.1 理论性能系数 COP05对
8、于制冷剂的蒸汽压缩式制冷循环,假设压缩过程为等熵压缩,且压缩机的输入功率全部为制冷剂做功;不考虑蒸发、冷凝过程的压力损失。理论上,当系统的蒸发温度、冷凝温度、过冷度、吸气过热度四个参数确定的状况下,可以计算出制冷系统的理论性能系数 COP0。图 5 蒸汽压缩式制冷循环ph 图如图 5 所示,由冷凝温度与过冷度 SC 得到状态点 3,依据蒸发温度和吸气过热度SH 得到状态点 1,画等熵线经过状态点 1 并与冷凝压力线相交,得到状态点 2。依据制冷剂热力性质表,可以得到各状态点 1、2、3 的焓值(h1、h2、h3),从状态点 3 到状态点 4 为等焓节流过程,即 h4=h3。所以,依据以下公式可
9、计算出理论性能系数。2.2 综合效率系数 _total实际蒸汽压缩式制冷循环中,由于存在泄露损失、余隙容积损失、吸气加热损失、摩擦阻力损失、压缩机电机发热等影响因素,实际性能系数 COP 要低于该工况下理论性能系数 COP06。考虑到上述影响因素较多,且相互耦合,难以独立测试及分析。本文将全部影响因素综合到一起,提出压缩机综合效率系数 _total,该系数等于实际性能系数与理论性能系数之比,即,压缩机综合效率系数,表达了压缩机在实际压缩过程接近抱负状态的程度,越接近1,其实际性能系数越接近理论性能系数,压缩机的效率也就越高。依据前面的各种试验工况,依据 R410a 制冷剂热力性质,可计算出个各
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- 变频 压缩机 综合 效率 系数 研究 应用
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