關(guān)于高溫多聯(lián)機用制冷劑“氣體的比容、粘度”的擬合計算

武連發(fā)，羅亞軍，熊建國，余　凱

( 珠海格力電器股份有限公司，珠海 519070 )

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關(guān)于高溫多聯(lián)機用制冷劑“氣體的比容、粘度”的擬合計算

武連發(fā)，羅亞軍，熊建國，余凱

( 珠海格力電器股份有限公司，珠海 519070 )

在開發(fā)R410a高溫多聯(lián)機過程中，前期會進行連接管(過熱氣體管、過冷液體管)的壓降仿真計算，其中經(jīng)常會涉及到查找制冷劑物性參數(shù)，或需要在計算中直接根據(jù)已有的幾個參數(shù)來快速計算制冷劑的其他物性參數(shù)。其中使用比較多但較難查到的是“過熱氣體的比容、運動粘度，過冷液體的比容、運動粘度”四個參數(shù)。經(jīng)過研究，在已知飽和壓力、過熱度、過冷度等參數(shù)下，可以擬合比容、運動粘度。在實際空調(diào)運行范圍內(nèi)，其誤差達到1%以下。采用VB編程，編制了快速計算軟件《R410A氣體比容粘度計算V1.0》，方便其他工程人員使用。[關(guān)鍵詞]高溫多聯(lián)機；仿真；R410A；比容；粘度；氣體

1　引言

在開發(fā)R410a高溫多聯(lián)機過程中，前期會進行連接管(過熱氣體管、過冷液體管)的壓降理論計算，其中經(jīng)常會涉及到查找制冷劑物性參數(shù)，或需要在計算中直接根據(jù)已有的幾個參數(shù)來快速計算制冷劑的其他物性參數(shù)。另外，制冷劑熱力性質(zhì)的計算是制冷空調(diào)裝置仿真的重要基礎(chǔ)[1]。這就需要我們能找到各個參數(shù)的計算公式。制冷劑熱力性質(zhì)的計算是相關(guān)領(lǐng)域計算機輔助設(shè)計的主要基礎(chǔ)之一，其計算精度、速度和穩(wěn)定性將直接影響、甚至決定整個計算機輔助設(shè)計軟件的計算精度、速度和穩(wěn)定性[2]。

其中在理論計算中，使用比較多的是過熱氣體的比容、運動粘度。這兩個參數(shù)“過熱氣體的比容、運動粘度”，目前可提供的擬合公式較少，且較難找到可查找這兩個參數(shù)的軟件。

本文就R410A制冷劑“氣體的比容、粘度”的擬合計算，進行相關(guān)探討。所采用的擬合軟件為Origin軟件，Origin軟件功能強大，是科學和工程研究人員必備軟件之一[3]。

2　關(guān)于氣體比容的擬合過程

采用的方法是，先確定此點的“壓力、過熱度”，然后，先擬合同壓力“TE”下飽和氣體的比容“v0”；之后再根據(jù)“不同的壓力TE、不同的過熱度△TE”，擬合不同的比容增量“△v”。那么氣體的比容“v1”=“v0+△v”。

2.1同壓力“TE”下飽和氣體的比容“v0”擬合所用數(shù)據(jù)如表1。

表1　同壓力下飽和氣體比容擬合所用數(shù)據(jù)

采用Origin軟件，進行擬合得到如下公式：

v0= 32.7345+B1*TE^1+B2*TE^2+B3*TE^3

其中：B1=-1.06623、B2=0.01992、B3= -2.16162E-4。擬合誤差在0.5%以下；擬合曲線如圖1。

圖1　同壓力下飽和氣體的比容擬合曲線

2.2“不同的壓力TE、不同的過熱度△TE”，擬合不同的比容增量“△v”，所用數(shù)據(jù)如表2。

表2　不同壓力不同過熱度擬合不同比容增量所用數(shù)據(jù)

采用Origin軟件，進行擬合得到如下公式：每隔5℃過熱度的比容增量平均值=(“△v”/△TE)*5=(1.06146+B4*TE^1+B5*TE^2)

其中：B4=-0.02599、B5=3.82381E-4。擬合誤差在1.1%以下；擬合曲線如圖2。

圖2　不同壓力、不同過熱度擬合不同比容增量

2.3氣體的比容擬合公式為

“v1”=“v0+△v”=32.7345+B1*TE^1+B2*TE^2+B3*TE^3+(1.06146+B4*TE^1+B5*TE^2)/5*△TE

其中：B1=-1.06623、B2=0.01992、B3=-2.16162 E-4、B4=-0.02599、B5=3.82381E-4。擬合誤差在1%以下；

擬合曲線如圖3。

圖3　氣體的比容擬合曲線

3　關(guān)于氣體運動粘度的擬合過程

方法同上述的氣體比容的擬合方法，先確定此點的“壓力、過熱度”，然后，先擬合同壓力“TE”下飽和氣體的運動粘度“ν0”；之后再根據(jù)“不同的壓力TE、不同的過熱度△TE”，擬合不同的粘度增量“△ν”。那么氣體的運動粘度“ν1”=“ν0+△ν”。

3.1同壓力“TE”下飽和氣體的運動粘度“ν0”擬合結(jié)果如下：

ν0=0.38483+B6*TE^1+B7*TE^2+B8*TE^3

其中：B6=-0.01044、B7=1.77662E-4、B8=-1.73737E-6。擬合誤差在0.5%以下；擬合曲線如圖4。

圖4　同壓力下飽和氣體的運動粘度擬合曲線

3.2“不同的壓力TE、不同的過熱度△TE”，擬合不同的粘度增量“△ν”，結(jié)果如下：

每隔5℃過熱度的運動粘度增量平均值=(“△ν”/△TE)*5=(0.02288+B9*TE^1+B10*TE^2)

其中：B9=-5.74048E-4、B10=7.7619E-6。擬合誤差在1.5%以下；擬合曲線如圖5。

圖5　不同壓力、不同過熱度擬合不同粘度增量

3.3氣體的運動粘度擬合公式為：

“ν1”=“ν0+△ν”=0.38483+B6*TE^1+B7*TE^2+B8*TE^3+(0.02288+B9*TE^1+B10*TE^2)/5*△TE

其中：B6=-0.01044、B7=1.77662E-4、B8=-1.73737E-6、B9=-5.74048E-4、B10=7.7619E-6。擬合誤差在1%以下；擬合曲線如圖6。

圖6　氣體的運動粘度擬合曲線

4　計算軟件的編制

為利于其他工程人員快速計算這4個參數(shù)，采用Visual Basic6.0編程。Visual Basic是可視化的“BASIC”語言工具[4]。筆者編制了快速計算軟件《R410A氣體比容粘度計算V1.0》，其他工程人員只需要簡單輸入幾個參數(shù)，軟件就會自動計算所需的比容、粘度等參數(shù)。

軟件分為三個部分，輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、說明。輸入?yún)?shù)部分，輸入氣體對應的飽和壓力(單位℃)、氣體過熱度(單位℃)；輸入?yún)?shù)部分，在按中間“計算”按鈕后，可根據(jù)已輸入的參數(shù)自動計算氣體比容、氣體運動粘度；說明部分，列舉了輸入?yún)?shù)的范圍和版本信息。

軟件界面如圖7。

圖7　軟件界面

5　結(jié)論

綜上分析，采用“氣體飽和壓力”加“氣體過熱度”，來擬合氣體比容、氣體運動粘度公式。在實際空調(diào)運行范圍內(nèi)，其誤差達到1%以下。為利于其他工程人員快速計算這些參數(shù)，采用VB編程，編制了快速計算軟件《R410A氣體比容粘度計算V1.0》，方便其他工程人員查詢。

[1] 吳志剛，丁國良.制冷劑熱力性質(zhì)的快速計算Ⅰ.計算方法[J].上海交通大學學報，2006，40(2)：297-300

[2] 張春路，丁國良，李灝.制冷劑過熱氣體熱力性質(zhì)的隱式擬合方法[J].工程熱物理學報，2000，21(5)：533-536

[3] 肖信.Origin 8.0實用教程：科技作圖與數(shù)據(jù)分析[M].北京：中國電力出版社，2009

[4] 楊培添.Visual Basic程序設(shè)計教程[M].北京：人民郵電出版社，2006

Coupling Calculation about Gaseous Specific Volume and Viscidity of Refrigerant for High Sensitive Heat VRF

WU Lianfa，LUO Yajun，XIONG Jianguo，YU Kai

(Gree Electric Appliances,Inc of Zhuhai，Zhuhai519070，China))

When highsensitive heat VRFwith refrigerant of R410A was exploited,the simulae calculation about pressure loss in gas pipe or liquid pipe was done in the prophase.In this process,lots of characteristic parameters about refrigerant were often demanded,at the same time,other characteristic parameters about refrigerant were calculated frequently according some existing parameters.Four parameters of those that specific volume or viscosity of super heating refrigerant and super cooling refrigerant were used regularly,yet found difficulty.By researching,specific volume and viscosity could be found out on condition that saturated temperature and super-cooling temperature or super-heating temperature was known.In range of air conditioning running,the precision was low of 1%.The software of specific volume and viscosity about R410A with gas was worked by VB,which could be helpful to others.

Highsensitive heat VRF；Simulate；R410A；Specificvolume；Viscosity；Gas

2016-4-24

國家科技支撐計劃課題(2014BAJ02B01)

武連發(fā)(1981-)，男，工程師，研究方向：多聯(lián)機的系統(tǒng)節(jié)能與產(chǎn)品研發(fā)。Email：lianfawu@sina.com

ISSN1005-9180(2016)03-070-04

TB61+2文獻標示碼：Adoi:10.3696/J.ISSN.1005-9180.2016.03.013