手把手教您学会用Excel做制冷仿真
引言：
制冷剂充注量对纯电动客车热泵空调系统的循环性能有很大影响：
若制冷剂充注量不足：使蒸发器内的制冷剂液体未流全程就蒸发为气体，使得压缩机吸气温度过高，造成过热度过大，排气温度过高;；
若充注量过多：导致排气压力过高，严重的时候，会对系统造成破坏 。因此，合适的制冷剂充注量对空调系统高效稳定运转具有重要意义 。
本文对纯电动客车热泵空调系统进行最佳充注量的实验研究，讨论充注量分别对制冷循环和制热循环下换热量、COP、排气温度、过冷度的影响，从多个方面分析判定得出制冷剂最佳充注量，并对此条件下的循环特点进行了分析 。
一、测试系统简介：
测试原理如下图所示：
系统流程上布置了压力传感器和温度传感器，这些测点通过安捷伦数据采集仪采集数据，为分析系统性能提供了具体实测值 。
本测试系统的主要设备组成如下表所示：
制冷剂充注量采用电子秤精确测量，其测量精度达到 ± 1g 。压缩机转速4000rpm，车内外风机均为额定风量，主路电子膨胀阀过热度设定为 5K 。
二、制冷剂充注量估算方法
关于制冷剂的充注量，目前工程上为简化计算，通常采用内容积估算法进行估算，其实质是采用充注量占系统各设备内容积百分比的方法估算总的制冷剂充注量 。客车空调系统的制冷剂充注量等于其高压侧、低压侧各管道、气液分离器、储液器以及换热器等部件的充注量之和 。各部件制冷剂量所占部件内容积比例，如下表所示：
本系统内容积计算如下表所示：
根据上述表格，制冷剂充注量的估算值如下：
内容积估算法只能得出大致制冷剂充注量，系统实际制冷剂最佳需求量则需要实验进一步验证 。实验工况对确定制冷剂最佳充注量至关重要，且制冷工况和制热工况对制冷剂需求量不同，为保证纯电动客车热泵空调系统高效运转，本课题组分别进行制冷工况和制热工况实验 。实验工况参数如下表所示：
本课题组先试验制冷工况，制冷剂以 3.5kg起充注，分别为3.5kg、4.0kg、4.1kg、4.4kg、4.6kg、4.8kg、5.2kg、6.0kg、7.0kg 。R407C是混合工质，定量减少充注量将改变其组分，影响测试结果，因此，在确定制冷工况下系统最优制冷剂充注量范围后，将系统内制冷剂全部排空 。
而后进行制热工况实验，此时制冷剂充注量分别为3.5kg、3.8kg、3.9kg、4.0kg、4.1kg 。综合分析充注量对制冷和制热工况系统的性能影响，从而确定最佳充注量 。
三、制冷运行结果分析与曲线
【04款雅阁加多少冷媒 本田雅阁冷媒加注量】如下为制冷量随着充注量变化的曲线图：
现象：随着充注量的增加，制冷量逐渐增大 。3.5kg 到4.0kg，制冷量增加梯度最大，提高14.03% ，逐步充注至5.2kg，制冷量达到最大值，再继续充注，略有下降 。
分析：当充注量较少时，制冷剂流量很小，蒸发器面积没能有效利用，导致蒸发器出口过热度较大，进一步造成制冷量很小 。当充注量逐渐增大时，系统质量流量增大，蒸发温度升高，蒸发器有效换热面积增大，从而制冷量增大 。制冷量达到峰值以前，质量流量在传热中占主导地位，但是继续充注制冷剂，蒸发温度的上升使传热温差减小，此时传热温差占主导地位，抑制了制冷量的进一步上升，这就是制冷量出现峰值后又开始下降的原因 。
以下为COP随充注量的变化曲线
现象：上图可以得到，随着充注量的增加，能效比COP 会在某一个充注量达到峰值，本系统是在充注量 5.2kg 时达到峰值 。
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