適用于制冷系統(tǒng)泄漏探測(cè)的制冷質(zhì)量計(jì)算模型

適用于制冷系統(tǒng)泄漏探測(cè)的制冷質(zhì)量計(jì)算模型

隨著使用壽命的延長(zhǎng)，系統(tǒng)中的制冷設(shè)備可能會(huì)泄漏，這直接影響制冷系統(tǒng)的工作性能。已有的制冷劑泄漏探測(cè)方法主要為基于數(shù)據(jù)融合的方法，包括基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本文建立了用于制冷系統(tǒng)制冷劑泄漏探測(cè)的制冷劑質(zhì)量計(jì)算模型，并對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。1溫度信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控本文提出了基于制冷劑充注量理論模型的制冷系統(tǒng)泄漏探測(cè)方法，通過(guò)建立各部件制冷劑充注量的理論模型，根據(jù)采集到的溫度信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)制冷劑充注量的實(shí)時(shí)計(jì)算，從而判斷制冷系統(tǒng)是否發(fā)生泄漏。在實(shí)際系統(tǒng)中可在各部件的進(jìn)出口及換熱器沿程布置溫度測(cè)點(diǎn)，以獲取仿真計(jì)算所需的溫度信號(hào)，測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。在系統(tǒng)運(yùn)行中，可根據(jù)測(cè)量得到的溫度信號(hào)實(shí)時(shí)計(jì)算出系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注量;通過(guò)對(duì)比當(dāng)前制冷劑總質(zhì)量與系統(tǒng)初始充注量，即可判斷系統(tǒng)是否發(fā)生制冷劑泄漏?；谀Ｐ偷闹评鋭┬孤┨綔y(cè)流程如圖2所示。當(dāng)制冷劑充注量計(jì)算值相比系統(tǒng)初始充注量變化超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)(一般可取5%)，判斷制冷系統(tǒng)發(fā)生制冷劑泄漏。具體判斷依據(jù)如下:式中:∑m2基于溫度信號(hào)的聚合物質(zhì)量模型2.1冷凝器制冷劑質(zhì)量分析本文采用兼具精度與速度的分相模型1)換熱器中的溫度測(cè)點(diǎn)布置蒸發(fā)器中具有兩相區(qū)和過(guò)熱區(qū)，進(jìn)口測(cè)點(diǎn)測(cè)量蒸發(fā)溫度，再加上出口測(cè)點(diǎn)測(cè)量出口溫度，則最少布置2個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)即可通過(guò)溫度信號(hào)計(jì)算得到蒸發(fā)器內(nèi)的相區(qū)劃分，溫度測(cè)點(diǎn)布置如圖3(a)所示，劃分依據(jù)如式(4)和式(5)所示。冷凝器中一般存在過(guò)熱區(qū)、兩相區(qū)和過(guò)冷區(qū)，中間靠后位置的測(cè)點(diǎn)測(cè)量冷凝溫度，再加上進(jìn)出口測(cè)點(diǎn)測(cè)量進(jìn)出口溫度，則最少布置3個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)即可通過(guò)溫度信號(hào)計(jì)算得到冷凝器內(nèi)的相區(qū)劃分，溫度測(cè)點(diǎn)布置如圖3(b)所示，劃分依據(jù)如式(6)和式(7)所示。式中:T2)換熱器內(nèi)制冷劑質(zhì)量計(jì)算模型對(duì)于冷凝器，制冷劑質(zhì)量由4個(gè)典型狀態(tài)點(diǎn)的物性計(jì)算得到，包括冷凝器進(jìn)出口狀態(tài)點(diǎn)和冷凝器內(nèi)兩相區(qū)起始及終止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)，制冷劑質(zhì)量如式(8)所示;對(duì)于蒸發(fā)器，制冷劑質(zhì)量由3個(gè)典型狀態(tài)點(diǎn)物性計(jì)算得到，包括蒸發(fā)器進(jìn)出口狀態(tài)點(diǎn)和蒸發(fā)器內(nèi)兩相區(qū)終止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)，如式(9)所示。各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)包括溫度、焓值、密度等，如式(10)所示。式中:XX式中:m對(duì)于兩相區(qū)內(nèi)的制冷劑質(zhì)量計(jì)算，采用制冷劑質(zhì)量計(jì)算模型式中:2.2制冷劑質(zhì)量計(jì)算式壓縮機(jī)內(nèi)制冷劑主要分布于冷凍油、儲(chǔ)液器和殼體空腔內(nèi)，制冷劑質(zhì)量計(jì)算式為:式中:m冷凍油內(nèi)溶解的制冷劑質(zhì)量計(jì)算式為:式中:s為制冷劑溶解度，g;m儲(chǔ)液器和殼體空腔制冷劑質(zhì)量計(jì)算式為:式中:V2.3連接管的質(zhì)量理論模型管內(nèi)制冷劑的質(zhì)量計(jì)算式為:式中:m3驗(yàn)證機(jī)動(dòng)及運(yùn)行模式采用制冷系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，如圖4所示。驗(yàn)證機(jī)型包括單冷機(jī)及冷暖機(jī)，運(yùn)行模式包括制冷及制熱運(yùn)行模式。模型對(duì)于系統(tǒng)中制冷劑充注量的預(yù)測(cè)誤差在±3%以內(nèi)。4系統(tǒng)泄漏探測(cè)本文提出一種適用于制冷系統(tǒng)泄漏探測(cè)的制冷劑質(zhì)量計(jì)算模型