摘要：制冷劑流量測量是直接蒸發(fā)冷凝抉熱器性能試驗研究的關鍵.采取什么樣的測量手段可達到較高的精度是人們正在探索的問題.本文經(jīng)過分析與比較.選用渦輪流量計作為直接蒸發(fā)冷凝換熱器試驗臺中測量制冷劑流量的儀表,并提出了用量熱器標定渦輪流量計.試驗結果表明:用這種流量計測量揮發(fā)制冷劑流量可達到較高的精度.流量計標定方法也是正確合理的.本文還對制冷劑含油量進行了抽樣試驗,試驗結果表明:制冷劑含油濃度用較為簡便、廉價的方法測定是完全可行的. 
一、引言：
 直接蒸發(fā)與冷凝換熱器是以揮發(fā)制冷劑為工質的熱交換設備。目前我國尚未頒布直接蒸發(fā)冷凝換熱器的試驗標準。參照國外標準(如ASHRAE標準3一78),這種換熱器的熱工性能測試,應從空氣側和制冷劑側兩側獨立地進行,二者的測試結果,相差應在5%以內(nèi),并取其平均值作為換熱器的換熱能力。以揮發(fā)制冷劑為工質的換熱器的熱工性能測試的難點,主要在制冷劑側。制冷劑側的測試,主要是測量制冷劑流量和制冷劑參數(shù)(包括壓力、溫度等)。對于房間空調(diào)器所使用的蒸發(fā)器和冷凝器,一般其液體制冷劑流量較小,約在10一“~10一’l/s,制冷劑流量測量誤差,對這類換熱器熱工性能測試結果的影響較大,根據(jù)國外標準,制冷劑流量測量誤差,應在2%以內(nèi)。因此,提高制冷劑流量的測量精度,乃是換熱器熱工性能測試和試驗研究的關鍵。本文就是結合我院新建的空調(diào)用直接蒸發(fā)與冷凝換熱器試驗臺(以下簡稱試驗臺)探討液體制冷劑流量的測量問題。

二、制冷劑流量測量方法：
參閱國外標準,揮發(fā)制冷劑流量測量方法可歸納為以下五種:
1.液體制冷劑流量計法,
2.冷凝器水量法,
3.標定壓縮機法;
4.氣體制冷劑流量計法;
5.二次制冷劑量熱計法。
結合具體情況,我們在試驗臺中確定選用液體制冷劑流量計法。液體制冷劑流量金!·可以選用轉子流量計、渦輪流量計、噴嘴、孔板或容積式液體流量計。渦輪流量計的葉輪轉速與通過的流體體積流量成正比,所以它傲輸入輸出關系是線性的,當測量介質為水時,它的精度可達0.5~1%。它的定型產(chǎn)品的孔徑規(guī)格范圍很廣,可以根據(jù)不同的流量選擇不同的渦輪流量計孔徑。渦輪流量計民葉輪轉數(shù),一般用不接觸的磁檢測器變?yōu)殡娒}沖,再用計數(shù)器累計流過的總量,若配合頻率計,就可以指示瞬時流量,它的輸出可以作為遙測信號使用。此外,它還有外形尺寸小的優(yōu)點。它的缺點是,只能安裝在水平管路上,阻力較大,對流體介質的清潔度要求較高,它的葉輪軸承有一定的使用壽命,超過使用期限,則需更換。我院試驗臺的設計冷量范圍為1400~6000K。。l/h,其對應的R一12液體制冷劑流量約為0.009~0.05441/s。按上述流量范圍,應選用L牙一4和L不一6二只渦輪流量變送器并聯(lián)使用。由于具體條件的限制,我們只選用L牙一6一只渦輪流量變送器,與XSF一40積分積算儀配套使用。由于去牙一6渦輪流量變送器的正常流量量程為0.028~0.167l/:,所以在小流量下,它的精度有所下降。

三、渦輪流量計的標定：
 渦輪流量變送器在出廠時,均以水為工質進行了標定,其給出的儀表常數(shù)只是在常溫水的條件下得到的。而液體揮發(fā)制冷劑與水的性質大不一樣,壓力及溫度工況亦不相同,特別是粘度的差異更大。R一12和R一2,一般在30~40℃范圍內(nèi)飽和液體的粘度大于100。:。按照渦輪流量計的出廠要求,當粘度大子5。:時,儀表常數(shù)需另行標定,得到使用條件下的儀表常數(shù)君.。
渦輪流量計的標定原理框圖如圖1所示：

圖1渦輪流量計標定原理框圖

 如前所述,為了獲得與使用條件相一致的渦輪流量變送器儀表常數(shù),必須設置標定裝置。我們選用二次制冷劑量熱計做為標定裝置,標定系統(tǒng)原理圖如圖2所示。二次制冷劑量熱計的構造原理如圖3所示。

量熱計的輸入總電量E(K班)等于一次制冷劑流經(jīng)量熱計所吸收的熱量O:(Kw)和量熱計的漏熱量口q(Kw )之和,即

參照ASH尸過E標準41.4一巧,我們設計了三個取樣容器(見圖2中的9),首先稱空重,牙,(g),在系統(tǒng)運行中取樣后稱全重牙3(g),把容器放在低溫箱內(nèi)待制冷劑慢慢蒸發(fā)后,抽真空再稱得***后重量牙。(g),結果見表1。

表1含油測定稱重表

根據(jù)表1的稱重結果,得到一次制冷劑含油濃度夕如表2所示。表中:C;一以樣品中純制冷劑重量為基準的含油濃度,以樣品中制冷劑和油的總重為基準的含油濃度,一樣品的含油濃度獨立實測值的算術平均值 

含油濃度計算結果表2

結論：采用渦輪流量計對測量液體制冷劑流量是切實可行的,它的精度完全滿足直接蒸發(fā)和冷凝換熱器熱工性能測試標準的要求(士2%),在渦輪流量計正常量程范圍內(nèi),其精度完全可能達到土1%。
  采用二次制冷荊量熱計法標定渦輪流量計,也是正確和可行的。3.在介質為R一12的情況下,L附一6渦輪流量計在。.017~0.0351/:的量程范圍內(nèi),其儀表常數(shù)省=855,在廠家給定的量程范圍內(nèi),其儀表常數(shù)可取8128。4.在本次對渦輪流量計的標定過程中,對制冷劑的含油濃度也進行了測定,由于含油濃度<1%,故對標定過程可不做含油修正