一种制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法制造方法及图纸

一种制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法，包括：S1、计算压缩机一级压缩后压力p

【技术实现步骤摘要】
一种制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法


[0001]本专利技术涉及制冷剂压缩机性能测试领域，尤其涉及一种制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法。

技术介绍

[0002]以离心式、螺杆式制冷剂压缩机为代表的单机制冷量很大，因此需要投入过高的冷(热)量来实现试验系统的热力学平衡和工况稳定，基于标准GB/T5773
‑
2016、JB/T 12843
‑
2016规定的制冷剂气体冷却法可以让试验系统自身产生的冷量与热量在气体冷却器内相互抵消，仅需匹配很小的额外冷(热)源即可，实现测试装置投资、能耗和运行费用的大幅降低，因此基于制冷剂气体冷却法试验流程已成为离心式、螺杆式制冷剂压缩机性能测试的主流形式，只需在被测压缩机排气管或吸气管等处添加气体流量计，就可以实现标准规定的两种试验方法的同时测量。
[0003]目前，补气型离心式、螺杆式制冷剂压缩机是压缩机产品的主要形式，特点是在压缩机设置补气口，以实现对压缩机内制冷剂的准二级压缩，相比两个压缩机组成的实际二级压缩制冷系统，准二级压缩的成本要降低很多。随着压缩机技术不断进步和测试要求不断增加，需实现被测压缩机在低吸气温度工况下测试，为此，常在吸气管路侧增加降低吸气过热支路，在降低吸气过热支路中，来自冷凝器中过冷工质经膨胀后对吸气管路内制冷剂进一步冷却，以降低被测压缩机的吸气过热度，在JB/T 12843
‑
2016中已明确规定了存在降低吸气过热支路的测试装置系统流程。
[0004]为达到所规定的试验工况参数，需要对试验流程中各支路质量流量进行调节，流量调节阀是试验工况参数精确稳定调节的关键部件，调节阀的合理选用对于压缩机测试装置的试验能力具有重要影响。
[0005]流量系数是调节阀选型的核心参数，流量系数通常是基于阀前后压差和质量流量的相关公式计算获得，对于压缩机测试装置而言，调节阀的阀前压力、阀后压力即分别是被测压缩机的冷凝压力、蒸发压力，因此在试验设计工况确定的情况下，质量流量的计算已成为流量系数确定和调节阀选型的关键，此外，质量流量也是流量计合理选型的核心参数，因此各支路质量流量的准确计算对于压缩机测试装置的设计开发至关重要。
[0006]不同的压缩机产品，其设计(或规格)参数(如制冷量、运行工况参数等) 存在差异，设计参数的范围也会存在不同，为实现与压缩机产品相匹配的性能测试，需要基于实际被测压缩机的设计参数对测试装置进行开发，以期对压缩机产品性能实现合理准确的测试。然而，目前针对补气型制冷压缩机性能测试装置的各支路质量流量计算方法缺失，限制了压缩机测试装置的开发设计，也难以保证压缩机测试过程中工况参数的精确调节与测量。

技术实现思路

[0007]为了解决上述现有技术中的缺陷，本专利技术提出了一种制冷压缩机性能测试装置的
质量流量计算方法。
[0008]本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法，包括以下步骤：
[0010]S1、计算压缩机一级压缩后压力p
1st
，p
1st
＝(p
1st,upper
+p
1st,low
)/2；
[0011]其中，p
1st,upper
为压缩机一级压缩后压力的上限值，p
1st,low
为压缩机一级压缩后压力的下限值；p
1st,upper
的初始值为压缩机中间补气压力p
mid
，p
1st,low
的初始值为0；
[0012]S2、计算压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后第一比容v
mid,m
和压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后第二比容v
mid,m
'；
[0013]v
mid,m
＝f(p
mid,m
,h
mid,m
)；
[0014][0015]其中，f表示制冷剂物性函数关系，p
mid,m
表示压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后压力，h
mid,m
表示压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后比焓；v
1s
t
,o
表示压缩机一级压缩后制冷剂比容，a表示压缩机相对补气率；
[0016]S3、当|v
mid,m
‑
v
mid,m
’
|>ε时，如果v
mid,m
>v
mid,m
’
，则设置p
1st,upper
＝p
1st
，然后返回步骤S1并重新计算压缩机一级压缩后压力p
1st
；如果v
mid,m
<v
mid,m
’
，则设置 p
1st,low
＝p
1st
，然后返回步骤S1并重新计算压缩机一级压缩后压力p
1st
；ε为收敛条件参数；
[0017]S4、当|v
mid,m
‑
v
mid,m
’
|≤ε时，则计算计算气体冷却器气体入口质量流量m
a
、气体冷却器液体入口质量流量m
b
、降低吸气过热支路质量流量m
c
；
[0018]优选的，当所述补气型制冷压缩机性能测试装置中没有电机冷却支路时：
[0019][0020]当所述补气型制冷压缩机性能测试装置中有电机冷却支路时：
[0021][0022]其中，m
com,i
为压缩机吸气质量流量，h
com,i
为压缩机吸气比焓，h
c,l
为冷凝压力对应的制冷剂饱和液体比焓，h
gl,o
为气体冷却器出口比焓，h
com,o
为压缩机排气比焓，h
f,o
为电机冷却支路的出口比焓，m
f
为电机冷却支路的质量流量。
[0023]优选的，还包括步骤S5：根据冷凝压力下制冷剂饱和液体比焓h
c,l
、压缩机中间补气入口比焓h
mid,i
、压缩机排气比焓h
com,o
、压缩机吸气质量流量m
com,i
计算闪发器液体入口质量流量m
d
和闪发器气体入口质量流量m
e
，基于矩阵运算的计算模型如下：
[0024][0025]其中，a表示压缩机相对补气率。
[0026]优选的，p
mid,m
和h
mid,m
的计算公式如下：
[0027]p
mid,m
＝p
1st
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算压缩机一级压缩后压力p
1st
，p
1st
＝(p
1st,upper
+p
1st,low
)/2；其中，p
1st,upper
为压缩机一级压缩后压力的上限值，p
1st,low
为压缩机一级压缩后压力的下限值；p
1st,upper
的初始值为压缩机中间补气压力p
mid
，p
1st,low
的初始值为0；S2、计算压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后第一比容v
mid,m
和压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后第二比容v
mid,m
’
；v
mid,m
＝f(p
mid,m
,h
mid,m
)；其中，f()表示制冷剂物性函数关系，p
mid,m
表示压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后压力，h
mid,m
表示压缩机中间补气制冷剂与一级压缩后制冷剂混合后比焓；v
1st,o
表示压缩机一级压缩后制冷剂比容，a表示压缩机相对补气率；S3、当|v
mid,m
‑
v
mid,m
’
|>ε时，如果v
mid,m
>v
mid,m
’
，则设置p
1st,upper
＝p
1st
，然后返回步骤S1并重新计算压缩机一级压缩后压力p
1st
；如果v
mid,m
<v
mid,m
’
，则设置p
1st,low
＝p
1st
，然后返回步骤S1并重新计算压缩机一级压缩后压力p
1st
；ε为收敛条件参数；S4、当|v
mid,m
‑
v
mid,m
’
|≤ε时，则计算气体冷却器液体入口质量流量m
a
、气体冷却器气体入口质量流量m
b
、降低吸气过热支路质量流量m
c
。2.如权利要求1所述的制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法，其特征在于，步骤S4中，当所述补气型制冷压缩机性能测试装置中没有电机冷却支路时，基于矩阵运算的计算模型如下：当所述补气型制冷压缩机性能测试装置中有电机冷却支路时，基于矩阵运算的计算模型如下：其中，m
com,i
为压缩机吸气质量流量，h
com,i
为压缩机吸气比焓，h
c,l
为冷凝压力对应的制冷剂饱和液体比焓，h
gl,o
为气体冷却器出口比焓，h
com,o
为压缩机排气比焓，h
f,o
为电机冷却支路的出口比焓，m
f
为电机冷却支路的质量流量，h
gl,o
根据蒸发压力p
e
和气体冷却器出口过热度
△
T
gl,o
确定。3.如权利要求1所述的制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法，其特征在于，还包括步骤S5：根据冷凝压力对应的制冷剂饱和液体比焓h
c,l
、压缩机中间补气入口比焓h
mid,i
、压缩机排气比焓h
com,o
、压缩机吸气质量流量m
com,i
计算闪发器液体入口质量流量m
d
和闪发器气体入口质量流量m
e
，基于矩阵运算的计算模型如下：
其中，a表示压缩机相对补气率。4.如权利要求1所述的制冷压缩机性能测试装置的质量流量计算方法，其特征在于，p
mid,m
和h
m...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁旭东，昝世超，贾磊，宋有强，王汝金，张秀平，胡继孙，屈博艺，
申请(专利权)人：合肥通用环境控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：