不同环境温度下工艺参数对扩散吸收式制冷机的性能影响

发表时间:2021/9/3   来源:《建筑实践》2021年40卷第4月11期   作者:安波
[导读] 扩散吸收式制冷机内部结构较复杂,在日常使用阶段对人员能力、技术水平等提出较高要求
        安波
        新疆玉象胡杨化工有限公司  新疆维吾尔自治区沙雅县  842200
        摘要:扩散吸收式制冷机内部结构较复杂,在日常使用阶段对人员能力、技术水平等提出较高要求,为保证其性能良好,降低故障发生率,还需工作人员对各项影响因素详细探究,其中就包括不同环境温度下工艺参数,要在实践应用中对各项信息数据记录、分析,经过不同环境温度下扩散吸收式制冷机运行中的工艺参数数值对比,能制定出相应的解决方案与措施,从而才可保证设备整体稳定性与安全性。
关键词:环境温度;工艺参数;扩散吸收式制冷机;性能
引言:为对扩散吸收式制冷机性能影响因素全面性分析,本文选择具体案例详细探究,主要是结合具体信息数据,经过不同条件下设备应用中所产生的工艺参数记录,保证信息数据精确、完整,为实施方案编制提供重要依据。同时,把防控重心放在设备应用阶段,需管理部门、作业人员等均明确工艺参数对设备性能的影响程度,保证各项条件充足,从而才能强化扩散吸收式制冷机性能。
一、案例分析
        因扩散吸收式制冷机的生产商较多,会在设备本身性质上有区别,但是整体结构均无明显差异,本文选择由马鞍山某公司生产的扩散吸收式制冷机为主,考虑实验结果的科学性,共设计4台设备。
        针对扩散吸收式制冷机内部组成结构分析,主要包括:冷凝器(长469mm)、蒸发器(长1284mm)、吸收器(长3842mm)、热虹吸管(高463mm)等。设备在运行阶段吸收剂为“水”、制冷剂为“氨”、扩散气体为“氢气”。基础条件充足情况下,分别从灌装系统、实验系统两方面探究。
(一)灌装系统
        在设备灌装工作开始前,需先对设备外部、内部进行相应检查,避免在实验过程中面临突发问题,每项工作开展均依据实施方案规范实施,在基础条件均充足的情况下,再进行灌装工作。首先,打开真空泵并抽真空,再灌入水、氨、氢气,此环节中需要注意三者的灌入顺序不能错乱,会影响实验数据准确性。然后,由阀门对灌装系统控制,灌装工作均完成后,关闭阀门并取下样机[1]。此阶段对设备内部、外部再次贯彻,可依据实际情况,能对氢气灌入量适当调整,如无需调整,则进行后续工作。如果是水、氨的灌入量需要调整,需要把样机内原有的物质全部排掉,要对整个灌装流程重新操作。对此,需控制灌装阶段的质量,避免在此环节中浪费过多的时间与资源,为后续工作开展奠定良好基础。
(二)实验系统
        设置XMD-2000A(31)温度巡检仪测试,总计测点数量为31个,其中有3个测点较特殊,主要用于测定环境温度,而剩余的测点其均分到四台扩散吸收式制冷机中。
        开展冷量测试工作,主要方法是热平衡法,核心内容是对扩散吸收式制冷机运行阶段的冷量测试,因设备的蒸发器外部会有电加热带,属于在设备的外层设置了保温层,在测试中可条件调压器控制电加热带输入功率,其所产生的热量会与设备所产生的冷量整好抵消,初步认定电加热带热量与制冷系统制冷量相等。为获取更多信息数据,可在测试中被对加热带的蒸发器缠绕疏密适当调整,一般情况下,是其顶端较密、底部较疏。
        试验场地是20m3的实验室,室内环境温度控制,是借助空调设备进行控制,而在四台样机位置安放时就考虑到空调送风影响区域,需样机位置避开该区域。同时,还会在设备的前后位置各设置温度计,控制设备与温度计的距离0.5m,便于各阶段对室内环境温度实时读数[2]。同时,在温度计设置后,还需控制温度计的读数与目标温度误差小于0.5,实操中通过对空调控制完成室内环境温度调节工作,在此次试验中设置每15min进行一次温度计读数。


        此外,设计了BQ34A玻璃纤维加热带,共计四根,要其其额定为120W,4台调压变压器,型号是DGC-3/0.5,调压范围0-250V,配有电压表、电流表,电加热管(150W),在不同调控要求下记录电流测定、输入电压值等数值。
二、影响因素分析
(一)输入功率影响因素
        不同环境温度下的输入功率对扩散吸收式制冷机性能影响,在此次实验过程中,设置了一台灌装浓度为30%的样机,控制其压力与制冷温度,掌握到制冷温度在15℃、20℃、25℃、30℃条件下,扩散吸收式制冷机运行性能稳定需借助电加热管完成输入电压调节,然后才能对整体输入功率良好空追。并在不同环境温度下,扩散吸收式制冷机输入功率分别是90W、120W、150W、180W。其中较特殊的数值是120W,属于第一组浓度实验数据。
(二)溶液浓度影响因素
        在输入功率影响因素分析时设置了一台灌装浓度为30%的样机,而剩下的三台样机分别装入了浓度为20%、25%、35%的氨水溶液,设计压力p0是18bar,得出的输入功率为120W。在此阶段我们进行了假设,如果是在相同环境温度下,样机中装入的氨水溶液浓度与影响蒸发速度,浓度越高蒸发速度越快,相反,浓度越低蒸发速度越慢。设计氨水溶液灌装浓度不变,则环境温度升高,氨水溶液的蒸发温度成上升状态[3]。
(三)灌装压力影响因素
        灌装压力影响因素分析,主要是设置了制冷起始时间与达到稳定时间。其中,在灌装压力为16bar时,制冷起始时间为11.7min、达到稳定时间为20.8min;在灌装压力为18bar时,制冷起始时间为12.9min、达到稳定时间为22.3min;在灌装压力为20bar时,制冷起始时间为13.2min、达到稳定时间为28.1min;在灌装压力为22bar时,制冷起始时间为17.5min、达到稳定时间为29.2min。
三、结果分析
        第一,分析灌装溶液浓度,考虑该实验对环境温度设计,如果年平均温度低于20℃,建议控制灌装溶液浓度35%;如果年平均温度在20℃-25℃,建议控制灌装溶液浓度20%-30%;如果年平均温度大于30℃,建议控制灌装溶液浓度25%。通过对灌装溶液浓度影响因分析,探究其与环境温度之间关系,能在不同条件下合理控制,避免影响扩散吸收式制冷机性能[4]。
        第二,输入功率控制,如果年平均温度在25℃左右,建议控制输入功率120W;如果年平均温度大于25℃,建议控制输入功率150W,避免影响扩散吸收式制冷机性能。
        第三,灌装压力控制,如果年平均温度在25℃左右,建议控制灌装压力16bar;如果年平均温度在25℃-35℃,建议控制灌装压力20bar;如果年平均温度大于35℃,建议控制灌装压力22bar。
结语:
        结合上述实验中所记录的信息数据探究,在不同环境温度下扩散吸收式制冷机工艺参数会发生变化,而不同因素影响会对设备性能带来危害,必须在此方面引起重视,详细探究扩散吸收式制冷机型号、工艺参数,在日常应用中对环境温度控制。同时,掌握影响扩散吸收式制冷机性能的主要因素包括:输入功率、溶液浓度、灌装压力等,为从根源上控制设备稳定性,需分别探究不同环境温度下各工艺参数控制范畴,能避免影响扩散吸收式制冷机性能,并在实际应用中适当调整环境温度,从而保证整体良好效果。
参考文献:
[1]聂兴超,罗桢,李婧等.制冷机可插拔式固氮低温系统的设计与实验[J].低温工程,2020,6(05):7-11+42.
[2]杨凤,刘清江,郭凯等.低温领域中脉管制冷机的研究进展[J].低温与超导,2020,48(09):19-25.
[3]戴雨辰,陈飞,李宏顺等.新型扩散吸收式制冷中溶液再循环倍率对系统性能的影响[J].太阳能学报,2017,38(09):2467-2473.
[4]李畏,黄永华,王如竹.基于制冷机的稳态与动态低温温度计标定研究[J].制冷技术,2017,37(06):1-5+10.
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