用涡轮流量计测量挥发制冷剂液体流量
制冷剂流量测量是直接蒸发冷凝抉热器性能试验研究的关键.采取什么样的测量手段可达到较高的精度是人们正在探索的问题.本文经过分析与比较.选用涡轮流量计作为直接蒸发冷凝换热器试验台中测量制冷剂流量的仪表,并提出了用量热器标定涡轮流量计.试验结果表明:用这种流量计测量挥发制冷剂流量可达到较高的精度.流量计标定方法也是正确合理的.本文还对制冷剂含油量进行了抽样试验,试验结果表明:制冷剂含油浓度用较为简便、廉价的方法测定是完全可行的.
一、引言：
直接蒸发与冷凝换热器是以挥发制冷剂为工质的热交换设备。目前我国尚未颁布直接蒸发冷凝换热器的试验标准。参照国外标准(如ASHRAE标准3一78),这种换热器的热工性能测试,应从空气侧和制冷剂侧两侧独立地进行,二者的测试结果,相差应在5%以内,并取其平均值作为换热器的换热能力。以挥发制冷剂为工质的换热器的热工性能测试的难点,主要在制冷剂侧。制冷剂侧的测试,主要是测量制冷剂流量和制冷剂参数(包括压力、温度等)。对于房间空调器所使用的蒸发器和冷凝器,一般其液体制冷剂流量较小,约在10一“~10一’l/s,制冷剂流量测量误差,对这类换热器热工性能测试结果的影响较大,根据国外标准,制冷剂流量测量误差,应在2%以内。因此,提高制冷剂流量的测量精度,乃是换热器热工性能测试和试验研究的关键。本文就是结合我院新建的空调用直接蒸发与冷凝换热器试验台(以下简称试验台)探讨液体制冷剂流量的测量问题。
二、制冷剂流量测量方法：
参阅国外标准,挥发制冷剂流量测量方法可归纳为以下五种:
1.液体制冷剂流量计法,
2.冷凝器水量法,
3.标定压缩机法;
4.气体制冷剂流量计法;
5.二次制冷剂量热计法。
结合具体情况,我们在试验台中确定选用液体制冷剂流量计法。液体制冷剂流量金!·可以选用转子流量计、涡轮流量计、喷嘴、孔板或容积式液体流量计。涡轮流量计的叶轮转速与通过的流体体积流量成正比,所以它傲输入输出关系是线性的,当测量介质为水时,它的精度可达0.5~1%。它的定型产品的孔径规格范围很广,可以根据不同的流量选择不同的涡轮流量计孔径。涡轮流量计民叶轮转数,一般用不接触的磁检测器变为电脉冲,再用计数器累计流过的总量,若配合频率计,就可以指示瞬时流量,它的输出可以作为遥测信号使用。此外,它还有外形尺寸小的优点。它的缺点是,只能安装在水平管路上,阻力较大,对流体介质的清洁度要求较高,它的叶轮轴承有一定的使用寿命,超过使用期限,则需更换。我院试验台的设计冷量范围为1400~6000K。。l/h,其对应的R一12液体制冷剂流量约为0.009~0.05441/s。按上述流量范围,应选用L牙一4和L不一6二只涡轮流量变送器并联使用。由于具体条件的限制,我们只选用L牙一6一只涡轮流量变送器,与XSF一40积分积算仪配套使用。由于去牙一6涡轮流量变送器的正常流量量程为0.028~0.167l/:,所以在小流量下,它的精度有所下降。
三、涡轮流量计的标定：
涡轮流量变送器在出厂时,均以水为工质进行了标定,其给出的仪表常数只是在常温水的条件下得到的。而液体挥发制冷剂与水的性质大不一样,压力及温度工况亦不相同,特别是粘度的差异更大。R一12和R一2,一般在30~40℃范围内饱和液体的粘度大于100。:。按照涡轮流量计的出厂要求,当粘度大子5。:时,仪表常数需另行标定,得到使用条件下的仪表常数君.。
涡轮流量计的标定原理框图如图1所示：
图1涡轮流量计标定原理框图
如前所述,为了获得与使用条件相一致的涡轮流量变送器仪表常数,必须设置标定装置。我们选用二次制冷剂量热计做为标定装置,标定系统原理图如图2所示。二次制冷剂量热计的构造原理如图3所示。
量热计的输入总电量E(K班)等于一次制冷剂流经量热计所吸收的热量O:(Kw)和量热计的漏热量口q(Kw )之和,即
参照ASH尸过E标准41.4一巧,我们设计了三个取样容器(见图2中的9),首先称空重,牙,(g),在系统运行中取样后称全重牙3(g),把容器放在低温箱内待制冷剂慢慢蒸发后,抽真空再称得***后重量牙。(g),结果见表1。
表1含油测定称重表
根据表1的称重结果,得到一次制冷剂含油浓度夕如表2所示。表中:C;一以样品中纯制冷剂重量为基准的含油浓度,以样品中制冷剂和油的总重为基准的含油浓度,一样品的含油浓度独立实测值的算术平均值 
含油浓度计算结果表2
结论：采用涡轮流量计对测量液体制冷剂流量是切实可行的,它的精度完全满足直接蒸发和冷凝换热器热工性能测试标准的要求(士2%),在涡轮流量计正常量程范围内,其精度完全可能达到土1%。
采用二次制冷荆量热计法标定涡轮流量计,也是正确和可行的。3.在介质为R一12的情况下,L附一6涡轮流量计在。.017~0.0351/:的量程范围内,其仪表常数省=855,在厂家给定的量程范围内,其仪表常数可取8128。4.在本次对涡轮流量计的标定过程中,对制冷剂的含油浓度也进行了测定,由于含油浓度<1%,故对标定过程可不做含油修正