588 变频制冷热泵方程
背景
本篇方程主要针对单级蒸气压缩式变频制冷热泵装置,基本流程和循环图如下。
![](http://pic.ikafan.com/imgp/L3Byb3h5L2h0dHBzL2ltYWdlMTA5LjM2MGRvYy5jbi9Eb3dubG9hZEltZy8yMDIxLzA1LzE5MjEvMjIyNDc2ODQzXzFfMjAyMTA1MTkwOTU3NDUyNTU=.jpg)
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整理方程时作了一些简化,如装置处于稳定运行状态,不考虑热损失,各部件采用集总参数处理,不考虑工质在各部件中的流动压力损失,不考虑各辅件对工质状态、压力和能量的影响等,后续可随工作开展逐步细化。
装置方程
本篇中装置工质采用R134a,方程适用范围为工质蒸发温度0~30℃,冷凝温度40~80℃。
压缩机吸气密度
ROUEO=(9.85*TE*TE/1000-4.91*TE+620.91)*(TE/(TE+DTE))
式中,ROUEO为密度,kg/m3;TE为工质蒸发温度,K;DTE为工质出蒸发器过热度,K。
工质流量
MCOM= VPR* CVCOM* NCOM* ROUEO
式中,MCOM 为工质流量,'kg/s;VPR为压缩机每转排量,m3/r;CVCOM为压缩机输入系数,无因次;NCOM为压缩机转数,r/s;ROUEO为进压缩机工质气体密度,kg/m3。
压缩机进气焓
HEVS=1000*(111.28+1.5134*TE-1.69*TE*TE/1000)
CPEV=3.555556*TE*TE/100-14.89067*TE+2312
HEVO=HEVS+ CPEV *DTE
式中,HEVS 为蒸发温度下工质饱和气焓,J/kg;TE为工质蒸发温度,K;CPEV为蒸发压力下工质气体定压比热,J/(kg.K);HEVO为蒸发器出口(压缩机进口)工质气体焓,J/kg;DTE为蒸发器出口(压缩机进口)工质过热度,K。
压缩机进气熵
SEVS=1000*(2.1544-2.61*TE/1000+3.8237*TE*TE/1000000)
SEVO= SEVS+ CPEV *DTE/TE
式中,SEVS 为蒸发压力下工质饱和气熵,J/(kg.K);SEVO为工质出蒸发器(进压缩机)气体熵,J/(kg.K)。
压缩机排气焓
SCVS=1000*(0.68+6.76*TC/1000-1.10623*TC*TC/100000)
CPCV=0.47875*TC*TC-297.31619*TC+47302
TCOMOS=TC+TC*( SEVO- SCVS)/ CPCV
HCVS=1000*(-361.72+4.487*TC-6.36*TC*TC/1000)
HCVOS=HCVS+ CPCV *( TCOMOS -TC)
式中,SCVS为工质冷凝压力饱和气焓,J/kg;TC为工质冷凝温度,K;CPCV为工质冷凝压力下气体定压比热,J/(kg.K);TCOMOS为压缩机等熵压缩排气温度,K;HCVS为冷凝压力下饱和气焓,J/kg;HCVOS为压缩机等熵压缩排气焓,J/kg。
压缩机功率和排气温度
PCOMS= MCOM*( HCVOS - HEVO)
PCOM= PCOMS/ CPCOM
TCOMO=TC+( HEVO+ PCOM/MCOM - HCVS)/ CPCV
式中,PCOMS为压缩机等熵压缩功率,W;PCOM为压缩机实际压缩功率,W;CPCOM为压缩机效率(包括等熵效率、机械效率、电机效率等),无因次;TCOMO为压缩机实际排气温度,K。
冷凝器出口焓
HCLS=1000*(256.06-1.4547*TC+4.65*TC*TC/1000)
CPCL=0.30375*TC*TC-188.2136*TC+30650
HCLO=HCLS- CPCL *DTC
式中,HCLS为工质冷凝压力下饱和液焓,J/kg;CPCL为工质冷凝压力下液体比热,J/(kg.K);HCLO为出冷凝器工质液体焓,J/kg;DTC为工质出冷凝器过冷度,K。
装置的吸热/制冷量(W)
QE= MCOM*( HEVO - HCLO)
装置的制热/排热量(W)
QC= QE+ PCOM
制热/制冷系数
COPH=QC/PCOM
COPR=QE/PCOM
式中,COPH为制热系数,无因次;COPR为制冷系数,无因次。
冷凝器、蒸发器面积
FC=QC/(KC*(TC-TCS))
FE=QE/(KE*(TES-TE))
式中,FC为冷凝器面积,m2;KC为冷凝器传热系数,W/(m2.K);TCS为冷凝器载热介质温度,K。
FE为蒸发器面积,m2;KE为蒸发器传热系数,W/(m2.K);TES为蒸发器载热介质温度,K。