混合制冷剂R12,R134a和实验设计所用的混合工质R290／R600的性能(2)

3.实验装置和程序

建立一个蒸汽压缩制冷系统的实验装置，来研究R12，R134a，以及R290/R600 (79/21重量%)的混合物的性能，实验装置的示意图如图2所示，它由两个回路组成，一个主回路和一个次级回路。主回路主要由压缩机，冷凝器，干燥过滤器，制冷剂流量的流量计，视镜，膨胀阀和蒸发器组成。压缩机是一个开放的，往复式。压缩机的转速，可以由一个可变直径的皮带轮电机改变。冷凝器和蒸发器是由双层铜管组成。在双层管冷凝器，制冷剂流经内管，冷却水流经内管和外管之间的环形空间。在双层管蒸发器，盐水溶液（氯化钙水溶液）流经内管，制冷剂流经它们之间的环形空间。为最大限度地减少热损失，外管是良好的隔热材料。两个视镜被并入到系统中，一个在冷凝器出口的液体管线与另一个在蒸发器出口处的蒸汽管线，以便给出制冷剂的循环情况。次级回路是由绝缘箱里的泵，流量计，电加热装置组成。一个槽被充满了的冷却水，并通过冷凝器管循环，而另一罐充满盐溶液，并通过蒸发器管循环。热水从冷凝器管流到冷却塔，然后冷却。冷却下来的水通过一个单独的泵送到冷却水箱。

图2. 实验装置示意图

转子流量计是用于测量冷却水和盐水溶液的流量，测量精度可达±0.05 LPM。制冷剂流量计是用来测量制冷剂流量，测量精度±0.0125kg/min。RTD型热电偶用于测量温度,测量精度为±0.1°C，压力是用校准压力表测量的，压力精度的精度±为1磅。制冷剂的温度和二次流体的温度和压力测量的实验装置中不同的位置，如图2所示。压缩机功率消耗是用瓦特计测定。瓦特计盘的转动准确度为±1秒，10转。膨胀装置是用来调节制冷剂的质量流量和定压差。当系统排空后制冷剂就开始激活了。在不做任何修改的实验装置的条件下进行沉降实

验。实验由R12开始，然后作为其他两个制冷剂进一步比较的基准参考。通过调节系统如冷却水流量和温度的所有其他参数，比如制冷剂流量和盐水溶液流量和温度，来获得所需的蒸发和冷凝温度。当系统达到稳定状态条件和所有的观测值被记录下来后，这些读数就被拍摄下来。表2显示了从实验装置参数电平=0，Te = 8oC，TC = 40°C和N = 855转所观察到的值。图3显示了蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂R12，R134a，R290／R600的pH和T-S图。

表2. 实验装置参数电平=0，Te = 8oC，TC = 40°C和N = 855转所观察到

的值

图3. 在蒸气压缩制冷循环P-H和T-S图：（a）R12，R134a，和 R290/R600的P-H图 （b）R12和R134a的T-S图 （c）R290／R600的T-S图

4.统计模型的开发

独立可控参数，如蒸发温度（TC），冷凝温度（Te）和压缩机的转速（N）的确定进行实验工作。一个参数的上限被编码为1.682，下限为-1.682。编码值为水平的中间值计算从方程（1）计算（科兰& Cox，1992）。

其中Xi是需要编码的变量X的值。X是可变量Xmin到Xmax中的任意值，Xmin和Xmax分别是可变量X的下限和上限。制冷系统的参数和单位，符号的选取在表3中给出。

表3. 控制参数和水平

设计矩阵由三因素五水平的中心复合旋转设计组成（科兰& Cox，1992）。它是由23=8的阶乘设计加6分中心和6个星点完全复制的。所选择的设计矩阵示于表4中。

表4. 设计矩阵和制冷系统的响应计算

本实验是根据设计矩阵中随机进行，以避免系统错误潜行到系统。从这些实验中获得的数据被用于开发的统计模型，并分析制冷剂R12，R134a和R290/R600混合物的性能。任何制冷系统输出的响应函数可以表式为等式（2）。

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