第四章 實驗結果與分析
4.2 冷媒填充率變化對冷凍循環之影響分析
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
5 6 7 8 9 10 11 12 13
時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 溫
溫 溫 溫 度度 度度 ( ( ( (
℃
℃
℃
℃ ) ) ) )
冷媒5kg 冷媒4kg 冷媒3kg 冷媒2kg 冷媒1kg
圖 4-18 模擬液態冷媒洩漏蒸發器出口溫度變化圖
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
5 6 7 8 9 10 11 12 13
時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 壓
壓 壓 壓 力力 力力 ( ( ( ( p pp p s ss s i ii i ggg g ) ) ) )
冷媒5kg 冷媒4kg 冷媒3kg 冷媒2kg 冷媒1kg
圖 4-19 模擬氣態冷媒洩漏蒸發器出口壓力變化圖
44
略高(4℃)；當液態冷媒洩漏，冷媒填充率降至基準值（5 公斤）的 20％時，壓縮機 進、出口壓力明顯下降；冷媒填充量在 60％（含）以上時，冷媒填充率對壓縮機的 進、出口溫度、壓力影響程度大，如圖 4-20 至圖 4-23 所示。
冷媒填充率變化與壓縮機入口溫度之關係
-1.2 -1 -1.5
3.5
18.6
-2.3 -2.9 -2.9
0.6
14.8
-4-202468 1012 1416 1820
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
溫度(℃)
氣態冷媒量 液態冷媒量
圖 4-20 冷媒填充率變化與壓縮機入口溫度之關係
冷媒填充率變化與壓縮機出口溫度之關係
45.8 45.7 44.7
47.9
54.8
44.4 4042
4446 4850 5254 56
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
溫度(℃)
氣態冷媒 液態冷媒
圖 4-21 冷媒填充率變化與壓縮機出口溫度之關係
冷媒填充率變化與壓縮機入口壓力之關係
15.8 17.4 16.2 19.2 17.4 17.3 17.3 19.89 15.3
9.8 0
5 10 15 20 25
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
壓力(psig)
氣態冷媒 液態冷媒
圖 4-22 冷媒填充率變化與壓縮機入口壓力之關係
冷媒填充率變化與壓縮機出口溫度之關係
45.8 45.7 44.7
47.9
54.8
44.4 4042
4446 4850 5254 56
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
溫度(℃)
氣態冷媒 液態冷媒
圖 4-23 冷媒填充率變化與壓縮機出口壓力之關係
4.2.2 冷媒填充率與冷凝器出口溫度、壓力之關係
當模擬液態冷媒洩漏至冷媒填充率為 20％時，冷凝器出口壓力下降，進入膨脹 閥的液態冷媒不足，冷凍能力降低。如圖 4-24、圖 4-25 所示
46
冷媒填充率變化與冷凝器出口溫度之關係
21.5 22.3 22
23.6 23.7 24.2 24.3 24 24.7 25
18 20 22 24 26
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
溫度(℃)
氣態冷媒量 液態冷媒量
圖 4-24 冷媒填充率變化與冷凝器出口溫度之關係
冷媒填充量變化與冷凝器出口壓力之關係
154.8 155.7 155.5
162.3
155 163 163.4 163.6 165
140 144 145 150 155 160 165 170
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
壓力(psig)
氣態冷媒 液態冷媒
圖 4-25 冷媒填充率變化與冷凝器出口溫度之關係
4.2.3 冷媒填充率與蒸發器入口溫度、壓力之關係
當模擬氣態冷媒洩漏時，冷媒填充率下降，蒸發器的入口溫度上升、壓力下降，
液態冷媒洩漏時，蒸發器的出口壓力較氣態洩漏時壓力為高，如圖 4-26、圖 4-27 所 示。
冷媒填充率變化與蒸發器入口溫度之關係
-20.6
-18.9
-19.8
-16 -16.2 -16.3 -16.4 -16.3
-13.6 -12.8
-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
溫度(℃)
氣態冷媒量 液態冷媒量
圖 4-26 冷媒填充率變化與蒸發器入口溫度之關係
冷媒填充率變化與蒸發器出口壓力之關係
19.9 21.7 20.3 23.7 18.9 57.2 57.2 57.1 56.7 56.2
1015 2025 3035 4045 5055 6065 70
100% 80% 60% 40% 20%
冷媒填充率(%)
壓力(psig)
氣態冷媒 液態冷媒
圖 4-27 冷媒填充率變化與蒸發器出口壓力之關係
4.2.4 冷媒填充率與庫內溫度下降速度之關係
由實驗結果分析，冷媒量剰 20％（含）以下時，壓縮機運轉時間加長，冷 凍庫的庫內溫度仍無法降至 0℃以下；冷媒量剩 40％時、庫溫下降緩慢，與冷媒 量在 60％(含)以上者，溫差約 5℃左右；冷媒量在 60％(含)以上者，冷凍庫的庫 內溫度降溫速度之差異性小，如圖 4-28、圖 4-29 所示。
48
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
5 6 7 8 9 10 11 12 13
時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 )時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 溫
溫溫 溫 度 度度 度 ( ( ( (
℃
℃℃
℃
) ) ) )
冷媒5kg
冷媒4kg 冷媒3kg 冷媒2kg 冷媒1kg
圖 4-28 氣態冷媒洩漏庫內溫度變化圖
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
5 6 7 8 9 10 11 12 13
時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 )時 間 ( 分 ) 時 間 ( 分 ) 溫溫溫
溫 度度度 度 ( ( ( (
℃℃℃
℃ ) ) ) )
冷媒5kg 冷媒4kg 冷媒3kg 冷媒2kg 冷媒1kg
圖 4-29 液態冷媒洩漏庫內溫度變化圖