2023年5月9日
SB-DJ1單級壓縮式制冷循環綜合性能實驗裝置
單級壓縮式制冷循環綜合性能實驗裝置采用蒸汽壓縮式制冷循環系統，配備全封閉式制冷壓縮機、冷凝器、蒸發器等制冷系統真實部件，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的測定實訓，還能進行制冷循環基本原理的演示實訓。適用于職業院校制冷專業相關課程的教學實訓。實訓裝置也適合技工學校、職業培訓學校、職教中心、鑒定站/所制冷類專業《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。蒸發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，上部裝有蒸發器蒸發盤管，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，形成的蒸汽對上部蒸發器的主制冷劑加熱，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，再經過冷器過冷，最后由節流閥節流后返回蒸發器，完成制冷循環。當系統循環穩定時，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器中產生的冷量。
3、實驗中溫度數據用數據采集器進行采集，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：由觸摸屏調節水閥控制冷凝器的進水量。
2、過冷溫度：由調節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、蒸發溫度：觸摸屏手動節流閥，調節壓縮機的吸氣壓力至相應的給定蒸發溫度值。
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。
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壓力壓縮到冷凝壓力的蒸氣壓縮制冷機。空調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過程中的溫度和壓力，因此，通過控制冷凝壓力和蒸發壓力，即可實現不同工況下制冷循環熱力性能的測量，從而得到制冷系統在使用同一制冷劑時，不同工況下的制冷量、耗功及制冷系數等熱力性能參數。
3、在蒸發器不同壓力下，實現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
四、技術性能
1、輸入電源：單相三線～220V±10%
50Hz
2、工作環境：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，可直觀展示制冷系統結構；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，溫度環境下，從而為實驗提供各種狀態數據。
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、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、蒸發器進口溫度、冷凝器進水口溫度、冷凝器出水口溫度、蒸發器進水口溫度和蒸發器出水口溫度等11種溫度和曲線。溫度采用PT100傳感器:A級
3.變頻制冷系統：
1）由1P全封閉變頻壓縮機、冷凝器、視液、干燥過濾器、膨脹閥、儲液器和蒸發器、過冷器、換熱器組成。可分別實現風冷式制冷系統模式下的壓縮機制冷工況測試、水冷式制冷系統模式下的的壓縮機制冷工況測試。
在過冷器
2）、過冷器：可分別實現風冷式制冷系統模式下，過冷器時壓縮機制冷工況測試、水冷式制冷系統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，用于加熱蒸發器循環水，分別測量加熱功率。通過大觸摸屏、可數顯窗口實現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、電壓、電流、頻率及負載的性質；并可以貯存、功率因數的測試數據
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：實時監測制冷系統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，冷卻水實現了冷凝水自循環。冷卻塔流量：3T，電壓220V
10、制冷劑流量控制器
1）、改變了機械式節流裝置在實驗過程中難以調節和損壞,讓學生在實驗過程中學習電子控制的方法，操作調節方式，技術參數調整.
2）、外部控制模式：可第二次開發成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、蒸發溫度，可根據溫度實時調節機組過冷度。過熱度。
4）雙向流量控制模塊：通過自動調節提高冷媒流量，可以有效降低壓縮機的排氣溫度，擴大壓縮機高效做功區。采用雙向控制系統，可實現雙向熱泵功能、冷庫控制，空用制冷機組，變頻機組、中央空調機組的的節能控制和流量自動調整。
六、實驗內容
1、根據實驗中調整循環設定工況的體會，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操作型特性知識，即各循環狀態參數對循環性能（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的制冷量、耗功及制冷系數等熱力性能，
4、通過實驗狀態點的調整過程加深了解單級壓縮制冷循環的操作型特性。
5、在實驗過程中，需要細心體會冷凝溫度、過冷溫度、蒸發溫度和過熱溫度對循環性能的影響
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的測量和控制。
8、對制冷循環進行定量的熱力計算，要求掌握制冷循環熱力計算方法。
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COP的計算
12、通過學習調節制冷劑流量，了解制冷系統的過熱度對制冷制冷系統的的影響
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