SB-DJ1單級壓縮式制冷循環(huán)綜合性能實驗裝置
單級壓縮式制冷循環(huán)綜合性能實驗裝置采用蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng),配備全封閉式制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器等制冷系統(tǒng)真實部件,并設有溫度計、流量計、壓力表等測量儀表。不但能開設制冷壓縮機性能參數(shù)的測定實訓,還能進行制冷循環(huán)基本原理的演示實訓。適用于職業(yè)院校制冷專業(yè)相關課程的教學實訓。實訓裝置也適合技工學校、職業(yè)培訓學校、職教中心、鑒定站/所制冷類專業(yè)《制冷設備維修工(初級、中級、高級)
一、概述
1、單級壓縮式制冷循環(huán)綜合性能實驗按照國家標準GB5773-86"容積式制冷壓縮機性能試驗方法"設計,以"第二制冷劑量熱器法"作為測量方法。實驗臺的主要部件有:1匹變頻空調壓縮機,風冷冷凝器,水冷冷凝器和過冷器均為板式換熱器,在冷凝器和過冷器之間設有儲液罐,以保證過冷器進口的制冷劑為飽和狀態(tài)。蒸發(fā)器是螺旋光管換熱器,放置于量熱器中。實驗中使用了兩種制冷工質,一種是主制冷劑,也就是需要通過實驗測量其循環(huán)性能的工質,為R22;另一種工質是充灌在量熱器內部的第二制冷劑,起熱傳遞的作用,試驗中采用的是R11。
2、量熱器是一個絕熱封閉容器,上部裝有蒸發(fā)器蒸發(fā)盤管,電加熱器安裝在量熱器的底部并被容器中的第二制冷劑浸沒。實驗時,第二制冷劑被裝于其中的電加熱器蒸發(fā),形成的蒸汽對上部蒸發(fā)器的主制冷劑加熱,并在盤管外表面冷凝后返回底部。如此反復上下流動,起到傳遞熱量的作用。而主制冷劑則吸熱蒸發(fā)為氣體,被壓縮機吸入后壓縮為高溫高壓氣體排出,在冷凝器中放熱冷凝為液態(tài),再經過冷器過冷,最后由節(jié)流閥節(jié)流后返回蒸發(fā)器,完成制冷循環(huán)。當系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定時,電加熱器的加熱量與壓縮機產生的制冷量相平衡,這也就是電加熱器法試驗臺的測試原理,即利用電加熱產生的熱量來平衡量熱器內蒸發(fā)器中產生的冷量。
3、實驗中溫度數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)采集器進行采集,自動采集溫度信號顯示溫度。所有測溫熱電偶均用標準鉑電阻溫度計標定過,不確定性±0.1℃。
參考圖片
二、實驗方法
1、 冷凝溫度:由觸摸屏調節(jié)水閥控制冷凝器的進水量。
2、過冷溫度:由調節(jié)水閥控制過冷器的進水量,調整過冷溫度至相應的給定值。
3、蒸發(fā)溫度:觸摸屏手動節(jié)流閥,調節(jié)壓縮機的吸氣壓力至相應的給定蒸發(fā)溫度值。
4、過熱溫度:由輸入給量熱器內的第二制冷劑的加熱量進行調節(jié)。
三、實驗原理
1、蒸氣壓縮制冷機是目前應用最廣泛的一種制冷機,單級蒸氣壓縮制冷機是指將制冷劑經過一級壓縮從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的蒸氣壓縮制冷機?照{器和電冰箱以及中央空調用的冷水機組大都采用單級制冷機。
2、按照設計工況設計出來的制冷機,在實際的運行中,由于運行的環(huán)境條件的經常變化必然會偏離直接工況,制冷機的性能也必然會改變,對這種制冷機性能的分析叫做操作型特性分析(或變工況性能分析)。此時,整個制冷機的結構、制冷劑等都已給定,而變化的條件是低溫熱源溫度及高溫熱源溫度。而外界熱源溫度的改變又必然反映到制冷劑在冷凝或蒸發(fā)過程中的溫度和壓力,因此,通過控制冷凝壓力和蒸發(fā)壓力,即可實現(xiàn)不同工況下制冷循環(huán)熱力性能的測量,從而得到制冷系統(tǒng)在使用同一制冷劑時,不同工況下的制冷量、耗功及制冷系數(shù)等熱力性能參數(shù)。
3、在蒸發(fā)器不同壓力下,實現(xiàn)壓縮機在不同制冷量的測試,具有壓縮機過冷/過熱自動調節(jié)
四、技術性能
1、輸入電源:單相三線~220V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境:溫度-10℃~+40℃ 相對濕度<85%(25℃) 海拔<4000m
3、裝置容量:<4kVA
4、制冷劑:R22
5、制冷量:1.3kW
6、重 量:100kg
7、外形尺寸:170cm×70cm×142cm約
8、直流電源:DC24V、2A
9、渦輪流量計:4-20MA,流量3T
10、制冷劑控制器:DC24V、2A,通信232
11、第二制冷劑飽和壓力表:1MP
12、溫度采用PT100傳感器:A級,測量范圍-50~+150℃ 精度0.1℃。
13、 帶多路標準信號采集,采用RS485通訊,通訊協(xié)議為MODBUS 。
14、1P過冷器
15、壓縮機:30-110HZ變頻
16、變頻板。
五、基本配置及功能
1.實驗臺:采用雙層亞光密紋噴塑結構,造型新穎。最上層布置制冷系統(tǒng),可直觀展示制冷系統(tǒng)結構;正面設有電源控制及測量儀表功能板。底部裝有四個帶剎車的萬向輪,便于移動和固定。
2.智能多功能控制屏幕:
1)由7寸彩色觸摸屏控制,可在線、隨意性、控制冷劑量流量,可使壓縮機工作在各種壓力,溫度環(huán)境下,從而為實驗提供各種狀態(tài)數(shù)據(jù)。
2)同時在線壓縮機顯示電流、電壓、各相有功功率 、各相無功功率、合相無功功率、各相視在功率、合相視在功、各相功率因數(shù)、頻率、各相有功電能、總有功電能,各相無功電能、總無功電能。
3)通過7寸觸摸屏,分別為壓縮機吸氣口溫度、壓縮機排氣口溫度、冷凝器出口溫度、蒸發(fā)器進口溫度、冷凝器進水口溫度、冷凝器出水口溫度、蒸發(fā)器進水口溫度和蒸發(fā)器出水口溫度等11種溫度和曲線。溫度采用PT100傳感器:A級
3.變頻制冷系統(tǒng):
1)由1P全封閉變頻壓縮機、冷凝器、視液、干燥過濾器、膨脹閥、儲液器和蒸發(fā)器、過冷器、換熱器組成?煞謩e實現(xiàn)風冷式制冷系統(tǒng)模式下的壓縮機制冷工況測試、水冷式制冷系統(tǒng)模式下的的壓縮機制冷工況測試。
在過冷器
2)、過冷器:可分別實現(xiàn)風冷式制冷系統(tǒng)模式下,過冷器時壓縮機制冷工況測試、水冷式制冷系統(tǒng)模式下過冷器的壓縮機制冷工況測試。
4、電量熱器
加熱器1只(功率2000W)輸出功率可通過進行調節(jié),用于加熱蒸發(fā)器循環(huán)水,分別測量加熱功率。通過大觸摸屏、可數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話的智能控制模式,可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電壓、電流、頻率及負載的性質;并可以貯存、功率因數(shù)的測試數(shù)據(jù)
5.壓力測量儀表:
高低壓變送器2只(精度2.5級),量程為-0.1~1.5MPa和-0.1~3.5MPa,分別實時測量制冷系統(tǒng)低壓側壓力和高壓側壓力,同時在控制屏上顯示
6.控制儀表
高低壓壓力控制器1只:實時監(jiān)測制冷系統(tǒng)低壓側壓力和高壓側壓力,當高壓高于設定值或低壓低于設定值時,控制器發(fā)出控制信號切斷壓縮機電源
7、渦輪流流量計
渦輪流量計1只:流量1.3T,電壓24V,信號4-20MA
8、壓縮機變頻板:頻率至55~65Hz,壓縮機啟動,此時隨即將變頻器頻率調回至50Hz;
9、冷卻塔:
實驗臺在原來的基礎上加裝冷卻塔,冷卻水實現(xiàn)了冷凝水自循環(huán)。冷卻塔流量:3T,電壓220V
10、制冷劑流量控制器
1)、改變了機械式節(jié)流裝置在實驗過程中難以調節(jié)和損壞,讓學生在實驗過程中學習電子控制的方法,操作調節(jié)方式,技術參數(shù)調整.
2)、外部控制模式:可第二次開發(fā)成4-20Ma輸入模式、0-5V控制模式。
3)、可顯示壓縮機排氣溫度、吸氣溫度、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度,可根據(jù)溫度實時調節(jié)機組過冷度。過熱度。
4)雙向流量控制模塊:通過自動調節(jié)提高冷媒流量,可以有效降低壓縮機的排氣溫度,擴大壓縮機高效做功區(qū)。采用雙向控制系統(tǒng),可實現(xiàn)雙向熱泵功能、冷庫控制,空用制冷機組,變頻機組、中央空調機組的的節(jié)能控制和流量自動調整。
六、實驗內容
1、根據(jù)實驗中調整循環(huán)設定工況的體會,分析實驗結果的誤差來源和可靠性。
2、總結從實驗中獲得的循環(huán)操作型特性知識,即各循環(huán)狀態(tài)參數(shù)對循環(huán)性能(制冷量、壓縮機功率和COP)的影響。
3、在不同頻率下,實驗內容是測試若干工況下循環(huán)的制冷量、耗功及制冷系數(shù)等熱力性能,
4、通過實驗狀態(tài)點的調整過程加深了解單級壓縮制冷循環(huán)的操作型特性。
5、在實驗過程中,需要細心體會冷凝溫度、過冷溫度、蒸發(fā)溫度和過熱溫度對循環(huán)性能的影響
6、測試同一壓縮機在使用同一制冷劑時,若干工況下的制冷量、耗功及制冷系數(shù)等熱力性能,有助于加深了解蒸汽式制冷機的操作型特性。
7、學習溫度、壓力、功率和制冷量等參數(shù)的測量和控制。
8、對制冷循環(huán)進行定量的熱力計算,要求掌握制冷循環(huán)熱力計算方法。
9、壓縮機制冷量的計算
10、冷凝器的熱負荷計算:
11、性能系數(shù)COP的計算
12、通過學習調節(jié)制冷劑流量,了解制冷系統(tǒng)的過熱度對制冷制冷系統(tǒng)的的影響