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手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析

作者:荣兴制冷 日期:2021-01-31 16:55:03 点击数:

为什么低温下空调制热效果会衰减!

看了专家的分析与解释,关于低温下空调制热衰减的原因,作为制冷行业的从业者是远远不够的,今天我们就通过Excel结合Coolpack的制冷仿真,运用热力计算来给大家分析下为什么低温下,制热效果会衰减,这个原因同样适合于空气源热泵机组,


仿真思路,首先我们必须明确:


01、冬天制热衰减的原因:就是随着温度的降低,压缩机吸气口的压力是逐渐降低的,制冷剂的密度也逐渐减少


02、压缩机的吸气量/或者说排量(只与压缩机有关)是固定的,这就导致吸气口压缩机的质量流量会随着密度降低而降低,所以系统中循环的实际制冷剂是逐渐减少的;


03、质量流量的降低,导致冷凝器中的参与换热的制冷剂减少,这就直接导致系统制热量的降低。


首先,我们来看一个冬天环境温度10℃左右时候的系统,按照以下参数进行简单的热力计算:


制冷剂R410A、蒸发温度Te=-5℃,过热度5℃;

冷凝温度Tc=40℃,过冷度=5℃;

Excel仿真中如下已知参数:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图1)



得到各点的参数与压焓图:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图2)





手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图3)



我们得到冷凝器侧的单位制热量为:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图4)



我们再来看一个冬天环境温度-8℃左右时候的系统,按照以下参数进行简单的热力计算:


制冷剂R410A、蒸发温度Te=-25℃,过热度5℃;

冷凝温度Tc=40℃,过冷度=5℃;

Excel仿真中如下已知参数:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图5)



得到各点的参数与压焓图:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图6)



(附注、在Coolpack中同样可以建立以下的运行曲线,但是计算起来么有Excel方便快捷!!):



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图7)



压焓图循环曲线:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图8)



我们通过谷轮压缩机的选型软件,选择如下压缩机型号:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图9)



该压缩机的排量为:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图10)



我们蒸发温度从5℃衰减到-28℃,把吸气口密度,实际制冷剂流量、制热量、制冷量汇成一个表格:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图11)



表格中数据做曲线,制热衰减曲线为:



手把手教你Excel仿真—空调低温下性能衰减分析(图12)



从曲线,我们可以很好的看出,冬天正常运行(环境温度10℃/蒸发温度为约-5℃)与超低温工况下运行(环境温度-8℃/蒸发温度约-25℃),他的衰减量达到60%了。


看完这个简单的仿真模型,是不是可以很好的理解低温下空调的制热效果是大幅度衰减的原因了吧!!


作者:制冷仿真探索者

链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/342567185

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