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2023年5月9日

單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置（變頻）

SB-DJ1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)綜合性能實(shí)驗(yàn)裝置

單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)綜合性能實(shí)驗(yàn)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(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器等制冷系統(tǒng)真實(shí)部件，并設(shè)有溫度計(jì)、流量計(jì)、壓力表等測(cè)量?jī)x表。不但能開(kāi)設(shè)制冷壓縮機(jī)性能參數(shù)的測(cè)定實(shí)訓(xùn)，還能進(jìn)行制冷循環(huán)基本原理的演示實(shí)訓(xùn)。適用于職業(yè)院校制冷專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)裝置也適合技工學(xué)校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所制冷類專業(yè)《制冷設(shè)備維修工（初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)）

一、概述

1、單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)綜合性能實(shí)驗(yàn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5773-86"容積式制冷壓縮機(jī)性能試驗(yàn)方法"設(shè)計(jì)，以"第二制冷劑量熱器法"作為測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要部件有：1匹變頻空調(diào)壓縮機(jī)，風(fēng)冷冷凝器，水冷冷凝器和過(guò)冷器均為板式換熱器，在冷凝器和過(guò)冷器之間設(shè)有儲(chǔ)液罐，以保證過(guò)冷器進(jìn)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(shí)驗(yàn)中使用了兩種制冷工質(zhì)，一種是主制冷劑，也就是需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量其循環(huán)性能的工質(zhì)，為R22；另一種工質(zhì)是充灌在量熱器內(nèi)部的第二制冷劑，起熱傳遞的作用，試驗(yàn)中采用的是R11。

2、量熱器是一個(gè)絕熱封閉容器，上部裝有蒸發(fā)器蒸發(fā)盤(pán)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(méi)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，第二制冷劑被裝于其中的電加熱器蒸發(fā)，形成的蒸汽對(duì)上部蒸發(fā)器的主制冷劑加熱，并在盤(pán)管外表面冷凝后返回底部。如此反復(fù)上下流動(dòng)，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(jī)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(jīng)過(guò)冷器過(guò)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(dāng)系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定時(shí)，電加熱器的加熱量與壓縮機(jī)產(chǎn)生的制冷量相平衡，這也就是電加熱器法試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試原理，即利用電加熱產(chǎn)生的熱量來(lái)平衡量熱器內(nèi)蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷量。

3、實(shí)驗(yàn)中溫度數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行采集，自動(dòng)采集溫度信號(hào)顯示溫度。所有測(cè)溫?zé)犭娕季脴?biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)定過(guò)，不確定性±0.1℃。

參考圖片

二、實(shí)驗(yàn)方法

1、冷凝溫度：由觸摸屏調(diào)節(jié)水閥控制冷凝器的進(jìn)水量。

2、過(guò)冷溫度：由調(diào)節(jié)水閥控制過(guò)冷器的進(jìn)水量，調(diào)整過(guò)冷溫度至相應(yīng)的給定值。

3、蒸發(fā)溫度：觸摸屏手動(dòng)節(jié)流閥，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的吸氣壓力至相應(yīng)的給定蒸發(fā)溫度值。

4、過(guò)熱溫度：由輸入給量熱器內(nèi)的第二制冷劑的加熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

三、實(shí)驗(yàn)原理

1、蒸氣壓縮制冷機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的一種制冷機(jī)，單級(jí)蒸氣壓縮制冷機(jī)是指將制冷劑經(jīng)過(guò)一級(jí)壓縮從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的蒸氣壓縮制冷機(jī)�？照{(diào)器和電冰箱以及中央空調(diào)用的冷水機(jī)組大都采用單級(jí)制冷機(jī)。

2、按照設(shè)計(jì)工況設(shè)計(jì)出來(lái)的制冷機(jī)，在實(shí)際的運(yùn)行中，由于運(yùn)行的環(huán)境條件的經(jīng)常變化必然會(huì)偏離直接工況，制冷機(jī)的性能也必然會(huì)改變，對(duì)這種制冷機(jī)性能的分析叫做操作型特性分析（或變工況性能分析）。此時(shí)，整個(gè)制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)、制冷劑等都已給定，而變化的條件是低溫?zé)嵩礈囟燃案邷責(zé)嵩礈囟�。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(guò)程中的溫度和壓力，因此，通過(guò)控制冷凝壓力和蒸發(fā)壓力，即可實(shí)現(xiàn)不同工況下制冷循環(huán)熱力性能的測(cè)量，從而得到制冷系統(tǒng)在使用同一制冷劑時(shí)，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(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)在不同制冷量的測(cè)試，具有壓縮機(jī)過(guò)冷/過(guò)熱自動(dòng)調(diào)節(jié)

四、技術(shù)性能

1、輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€～220V±10% 50Hz

2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)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(jì)：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(jí)，測(cè)量范圍-50～+150℃ 精度0.1℃。

13、帶多路標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)采集，采用RS485通訊，通訊協(xié)議為MODBUS 。

14、1P過(guò)冷器

15、壓縮機(jī)：30-110HZ變頻

16、變頻板。

五、基本配置及功能

1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)：采用雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)；正面設(shè)有電源控制及測(cè)量?jī)x表功能板。底部裝有四個(gè)帶剎車(chē)的萬(wàn)向輪，便于移動(dòng)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(jī)工作在各種壓力，溫度環(huán)境下，從而為實(shí)驗(yàn)提供各種狀態(tài)數(shù)據(jù)。

2）同時(shí)在線壓縮機(jī)顯示電流、電壓、各相有功功率、各相無(wú)功功率、合相無(wú)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(wú)功電能、總無(wú)功電能。

3）通過(guò)7寸觸摸屏，分別為壓縮機(jī)吸氣口溫度、壓縮機(jī)排氣口溫度、冷凝器出口溫度、蒸發(fā)器進(jìn)口溫度、冷凝器進(jìn)水口溫度、冷凝器出水口溫度、蒸發(fā)器進(jìn)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(jí)

3.變頻制冷系統(tǒng)：

1）由1P全封閉變頻壓縮機(jī)、冷凝器、視液、干燥過(guò)濾器、膨脹閥、儲(chǔ)液器和蒸發(fā)器、過(guò)冷器、換熱器組成�？煞謩e實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷式制冷系統(tǒng)模式下的壓縮機(jī)制冷工況測(cè)試、水冷式制冷系統(tǒng)模式下的的壓縮機(jī)制冷工況測(cè)試。

在過(guò)冷器

2）、過(guò)冷器：可分別實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷式制冷系統(tǒng)模式下，過(guò)冷器時(shí)壓縮機(jī)制冷工況測(cè)試、水冷式制冷系統(tǒng)模式下過(guò)冷器的壓縮機(jī)制冷工況測(cè)試。

4、電量熱器

加熱器1只（功率2000W）輸出功率可通過(guò)進(jìn)行調(diào)節(jié)，用于加熱蒸發(fā)器循環(huán)水，分別測(cè)量加熱功率。通過(guò)大觸摸屏、可數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的智能控制模式，可測(cè)量負(fù)載的有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電壓、電流、頻率及負(fù)載的性質(zhì)；并可以貯存、功率因數(shù)的測(cè)試數(shù)據(jù)

5.壓力測(cè)量?jī)x表：

高低壓變送器2只（精度2.5級(jí)），量程為-0.1～1.5MPa和-0.1～3.5MPa，分別實(shí)時(shí)測(cè)量制冷系統(tǒng)低壓側(cè)壓力和高壓側(cè)壓力，同時(shí)在控制屏上顯示

6.控制儀表

高低壓壓力控制器1只：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制冷系統(tǒng)低壓側(cè)壓力和高壓側(cè)壓力，當(dāng)高壓高于設(shè)定值或低壓低于設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出控制信號(hào)切斷壓縮機(jī)電源

7、渦輪流流量計(jì)

渦輪流量計(jì)1只：流量1.3T,電壓24V，信號(hào)4-20MA

8、壓縮機(jī)變頻板：頻率至55~65Hz，壓縮機(jī)啟動(dòng)，此時(shí)隨即將變頻器頻率調(diào)回至50Hz；

9、冷卻塔：

實(shí)驗(yàn)臺(tái)在原來(lái)的基礎(chǔ)上加裝冷卻塔，冷卻水實(shí)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(jī)械式節(jié)流裝置在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難以調(diào)節(jié)和損壞,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)習(xí)電子控制的方法，操作調(diào)節(jié)方式，技術(shù)參數(shù)調(diào)整.

2）、外部控制模式：可第二次開(kāi)發(fā)成4-20Ma輸入模式、0-5V控制模式。

3）、可顯示壓縮機(jī)排氣溫度、吸氣溫度、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度，可根據(jù)溫度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組過(guò)冷度。過(guò)熱度。

4）雙向流量控制模塊：通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)提高冷媒流量，可以有效降低壓縮機(jī)的排氣溫度，擴(kuò)大壓縮機(jī)高效做功區(qū)。采用雙向控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)雙向熱泵功能、冷庫(kù)控制，空用制冷機(jī)組，變頻機(jī)組、中央空調(diào)機(jī)組的的節(jié)能控制和流量自動(dòng)調(diào)整。

六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)中調(diào)整循環(huán)設(shè)定工況的體會(huì)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差來(lái)源和可靠性。

2、總結(jié)從實(shí)驗(yàn)中獲得的循環(huán)操作型特性知識(shí)，即各循環(huán)狀態(tài)參數(shù)對(duì)循環(huán)性能（制冷量、壓縮機(jī)功率和COP）的影響。

3、在不同頻率下，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是測(cè)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(guò)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)點(diǎn)的調(diào)整過(guò)程加深了解單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的操作型特性。

5、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要細(xì)心體會(huì)冷凝溫度、過(guò)冷溫度、蒸發(fā)溫度和過(guò)熱溫度對(duì)循環(huán)性能的影響

6、測(cè)試同一壓縮機(jī)在使用同一制冷劑時(shí)，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(jī)的操作型特性。

7、學(xué)習(xí)溫度、壓力、功率和制冷量等參數(shù)的測(cè)量和控制。

8、對(duì)制冷循環(huán)進(jìn)行定量的熱力計(jì)算，要求掌握制冷循環(huán)熱力計(jì)算方法。

9、壓縮機(jī)制冷量的計(jì)算

10、冷凝器的熱負(fù)荷計(jì)算：

11、性能系數(shù)COP的計(jì)算