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实验6 蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验一、实验目的1. 了解蒸汽压缩制冷（热泵）装置。
学习运行操作的基本知识。
2. 测定制冷剂的制冷系数。
掌握热工测量的基本技能。
3. 分析制冷剂的能量平衡。
二、实验任务1. 测定水冷式单级蒸汽压缩制冷系统的制冷系数。
2. 了解壳管式换热器的性能，节流阀的调节方法和性能。
3. 了解热泵循环系统的流程和制热系数的概念。
三、实验原理该系统是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，制冷机的作用是从低温物体中取出热量、并将它传给周围介质。
热力学第二定律指出：“不可能使热量由低温物体传向高温物体而不引起其他的变化”。
本实验用制冷装置，需要消耗机械功。
用工质进行制冷循环，从而获得低温。
蒸汽压缩制冷循环的经济性可用制冷系数ε来评价。
鉴于实际设备存在的各种实际损失，故ε值可分为“理论制冷系数”和“实际制冷系数”。
图6-1 蒸汽压缩制冷循环1. 理论制冷系数图6-1为蒸汽压缩制冷循环的T-S图。
1-2未压缩过程，2-3-4为制冷剂冷凝过程，4-5为节流过程，5-1为吸热蒸发。
理论制冷系数ε为理论制冷量q2和理论功w之比：ε= q2/w = ( h1-h4) / (h2-h1)2. 实际制冷系数实际制冷系数是指制冷机有效制冷能力Q0与实际消耗的电功率N之比：εγ= Q0/N =εηｉηｍηｄηｍ０式中ηｉ为压缩机的指示效率，ηｍ为压缩机的机械效率；ηｄ为传动装置效率；ηｍ０为电机效率。
实际制冷系数约为理论制冷系数的1/2～2/33.工作原理1）工作过程单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。
它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。
制冷系统的基本原理液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。
汽车空调压缩机性能测试台林穗斌（广州电器科学研究所，广州市5l0300）l 前言衡量汽车空调压缩机性能的好坏，检验产品性能是否达到设计要求，汽车空调系统与压缩机的匹配，都必须准确知道压缩机的性能参数，即压缩机的制冷量、输入功率、COP 值和不同转速下其性能参数的变化。
为满足产品检测的需要，我们研制出汽车空调压缩机性能测试台。
2基本结构及工作原理图l 结构框图该测试台由动力系统、制冷系统、电气测控系统、数据采集处理及计算机系统组成。
如图l 所示。
2.l 动力系统该测试台适用于依靠汽车发动机提供动力的非独立式汽车空调压缩机，与其它制冷压缩机不同之处在于它必须依靠外加动力来带动压缩机工作，在测试台中必须具备一套动力装置带动压缩机工作。
动力系统由电动机、变频调速器、转矩测试仪组成。
电动机提供压缩机所需要的动力，通过离合器带动压缩机工作，变频调速器通过调频来实现对电动机线性调速，从而改变压缩机的旋转速度，以适应检测不同转速下压缩机的性能参数的目的。
通过转矩测试仪测量电动机的扭矩和转速，从而求出压缩机的输入功率。
·2l ·200l 年第l 期《电机电器技术》#######################################################·测试技术·2.2制冷系统本测试台采用第二制冷剂电量热器法作为主测，其原理是利用量热器内充注的与被测压缩机制冷系统相隔离的第二制冷剂作为热交换介质，将制冷系统产生的冷量与电加热器产生的热量相互交换，达到平衡时，通过测量加热电量而得出制冷量的一种间接试验方法；同时采用液体质量流量计法作为辅测，其原理是通过测量制冷系统单位时间内所流过的液态制冷剂的质量，计算出它在规定工况条件下转换成气态所必须吸收的热量，即制冷量。
计算公式如下：O 0=l3.6m f （1gl-1fl ）V l /V gl O 0———制冷量；Wm f ———制冷剂质量流量；kg /11gl ———规定工况下压缩机吸入的制冷剂气体比焓；kJ /kg1fl ———规定工况下对应于排气压力的膨胀阀前制冷剂液体比焓；kJ /kg V l ———压缩机吸气口制冷剂气体实际比容；m 3/kg V gl ———规定工况下压缩机吸入的制冷剂气体比容；m 3/kg单级蒸气压缩式制冷循环的压焓图如图2所示。
制冷装置及原理（一）2016-09-11工程设备部赛升药业工程设备部制冷制冷是指用机械的方法，从一个有限的空间内取出热量，使该空间的温度降低到所要求的程度，这个过程是靠热传递来完成的．人工制冷的方法很多，目前应用最广泛的是蒸汽压缩式制冷，其次是蒸汽吸收式制冷．蒸汽压缩式制冷是利用某些低沸点的液体，在汽化时能维持温度不便而吸收热量的性质来实现制冷．制冷循环：制冷系统是有制冷压缩机＼冷凝器＼节流装置＼蒸发器四个最基本部分，通过管道相连，形成一个闭合的系统．制冷剂在系统中不断的循环流动，通过相态的变化与外界进行热量交换，达到循环制冷的目的．工作原理是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量后，汽化成低压低温的蒸汽，被压缩机吸入，压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向冷却介质（水或空气）方热冷凝为高压液体，经节流装置节流为低压低温液体，再次进行进入蒸发器吸热汽化．什么叫氟利昂氟利昂来自英语Ｆｒｅｏｎ的译音，从问世以来是美国杜邦公司制冷剂的商品明，以后为大家所习用．目前使用的氟利昂主要是甲烷＼乙烷和丙烷的附生物．氟利昂蒸汽或液体都是无色透明的，没有气味，大多数对人体无毒害，不易燃烧和爆炸．氟利昂和水的作用，随时间增长与金属共存时会慢慢发生水解，生成酸性物质，会腐蚀镁及其合金，因此，氟利昂制冷设备不能采用镁及含镁超过２％的镁＼锌和铝合金，否则会发生腐蚀．公司常用的制冷剂氟利昂12（CF2CL2，R12）是氟利昂制冷剂中应用较多的一种，CFC制冷剂，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。
R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。
R12的标准蒸发温度为-29℃，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70℃的低温。
而对大型离心式压缩机可获得-80℃的低温。
近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。
氟利昂22（CHF2CL，R22）HCFC制冷剂，是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。
1制冷机组的安装及试运转1)制冷机组系指包括压缩机、电动机及其成套附属设备在内的整体式或组装式制冷装置。
2)制冷机组应在底座的基准面上找正、找平。
3)制冷机组的自控元件、安全保护继电器、电器仪表的接线和管道连接应正确。
4)制造厂出厂但未充灌制冷剂的制冷机组，应按有关的设备技术文件的规定充灌制冷剂；设备技术文件上没有规定的应按以下的顺序进行充灌：A)气密性试验；B)采用真空泵将系统抽至剩余压力小于5.3332千帕；C)充灌制冷剂并检漏。
5)制冷机组的气密性试验，应符合下列要求：A)当按下表的规定区别试验压力为高低压系统有困难时，可统一按低压系统试验压力进行系统气密性试验；B)在规定压力下保持24小时，然后充气6小时后开始记录压力表读数，再经18小时，其压力不应超过按下式计算的计算值。
如超过计算值，应进行检漏，查明后消除泄漏，并应重新试验，直至合格。
ΔP=P1-P2=P1*（1-（273+t2）/(273+t1)）（2.0.5）式中：Δ P --压力降(兆帕(公斤力/厘米2))P1--试验开始时系统中的气体压力(兆帕(公斤力/厘米2))P2--试验结束时系统中的气体压力（兆帕(公斤力/厘米2)）t1--试验开始时系统中的气体温度（℃）t2--试验结束时系统中的气体温度（℃）C)气密性试验中应采用氮气或干燥空气进行系统升压。
气密性试验压力(兆帕(公斤力/厘米2))6)制冷机组的气密性试验合格后,应采用真空泵将系统抽至剩余压力小于5.332千帕(40毫米汞柱),保持24小时,系统升压不应超过0.667千帕(5毫米汞柱).7)制冷机组充灌制冷剂时,应将装有质量合格的制冷剂钢瓶与机组的注液阀接通,利用机组的真空度,使制冷剂注入系统;当系统内的压力升至0.196～0.294兆帕(2～3公斤力/平方厘米)(氟里昂)或0.098～0.196兆帕(1～2公斤力/平方厘米)(氨)时,应对系统进行检漏;进明泄漏处后应予以修复,再充灌制冷剂;当系统压力与钢瓶压力相同时,即可开动压缩机,加快充入速度,直至符合有关设备技术文件规定的制冷.8)制冷机组的试运转应符合下列要求:A)试运转前⏹检查安全保护继电器的整定值；⏹检查油箱的油面高度；⏹开启系统中相应的阀门；⏹给设备供冷却水；⏹向蒸发器供载冷剂液体；⏹将能量调节装置调到最小负荷位置或打开旁通阀。
制冷压缩机性能测试实验一、实验目的通过制冷压缩机实际运行测试实验，使学生了解并掌握以下内容： 1、制冷压缩机制冷量的测试方法；2、蒸发温度、冷凝温度与制冷量的关系；3、制冷系统主要运行参数及其相互之间的影响；4、有关测试仪器、仪表的使用方法；5、测试数据处理及误差分析方法。
二、实验原理1、制冷压缩机的性能随蒸发温度和冷凝温度的变化而变化，因此需要在国家标准规定的工况下进行制冷压缩机的性能测试。
2、压缩机的性能可由其工作工况的性能系数COP 来衡量：Q COP W=式中，0Q 为压缩机的制冷量；W 为压缩机输入功率。
3、在一个确定的工况下，蒸发温度、冷凝温度、吸气温度以及过冷度都是已知的。
这样，对于单级蒸气压缩式制冷机来说，其循环p-h 图如图3 所示。
图3图中，1点为压缩机吸气状态；4-5为过冷段。
在特定工况下，压缩机的单位质量制冷量是确定的，即：015q h h =- 。
这样只要测得流经压缩机的制冷剂质量流量m G ，就可计算出压缩机的制冷量，即0015()m m Q G q G h h =⨯=⨯-4、压缩机的输入功率：开启式压缩机为输入压缩机的轴功率，封闭式（包括半封闭式和全封闭式）压缩机为电动机输入功率。
三、实验设备整个实验装置由制冷系统及换热系统、参数测量采集和控制系统共三部分组成：1、制冷系统采用全封闭涡旋式制冷压缩机，蒸发器为板式换热器，冷凝器为壳管式换热器，节流装置为电子膨胀阀。
1.1冷却水换热系统由冷却水泵、冷却水塔、调节冷凝器进水温度的恒温器和水流量调节阀门及管路组成；1.2冷媒水换热系统由冷媒水泵、调节蒸发器进水温度的恒温器、调节水流量的阀门组成；2、六个绝对压力变送器、十个PT100温度传感器、两个涡轮流量变送器分别对应原理图位置及安捷伦34970型数据采集仪和压缩机性能测试软件；3、控制系统：通过三块山武SCD36数字调节器分别根据设定值与实测值的差值来调节冷却水、冷媒水的加热量和电子膨胀阀的开度，将机组运行控制在设定工况允许的范围内。
压缩机性能测试一、前言制冷压缩机是制冷装置中最主要的设备，是制冷系统的动力装置和主机，相当于制冷机的心脏。
它使制冷剂在系统的管路中循环，把来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸汽压缩成高温高压的制冷剂蒸汽再排入冷凝器。
压缩机的作用可总结为：1)从蒸发器中吸出蒸汽，以保证蒸发汽内一定的蒸发压力。
2)提高压力（压缩）以创造在较高温度下冷凝的条件。
3)输送制冷剂，使制冷剂完成制冷循环。
压缩机性能的好坏直接影响到整机的制冷效果。
而且，压缩机与制冷系统的匹配是否合理，不但涉及到整个装置的成本，而且对使用寿命和能耗均有影响，所以对压缩机的性能及有关参数的测试是非常有必要的。
对压缩机性能的测试主要是测定压缩机运行时相关温度、压力、液位、转速、功率、振动、噪声、制冷剂流量、制冷量，其中制冷剂流量、制冷量及规定工况下的制冷量是测试的重点。
压缩机测试完后，需要对测试数据参照国家标准进行判断分析，以找出压缩机结构设计中问题，或者判断该压缩机是否运行良好。
本文将先对压缩机的测试原理、方法和相关规定做一个简单介绍，然后对测试过程进行描述，并对测试后数据进行分析、评价。
以此对压缩机检测与分析的全过程进行描述和分析，不到之处，请大家批评指正。
二、压缩机测试的相关规定为保证测试的统一性和结果的可靠性，国家规定了压缩机测试的相关标准，而该标准也即国际标准ISO 917-1974 中的《制冷压缩机的试验标准》。
2.1一般规定2.1.1排除试验系统内的不凝性气体.确认没有制冷剂的泄漏.2.1.2系统内应有足够的符合有关标准规定的制冷剂.压缩机内保持正常运转用润滑油量.2.1.3循环的制冷剂液体内含油量应不超过2%(以质量计).2.1.4压缩机吸、排气口的压力一温度在同一部位测量，该测点应在吸、排气截止阀外（不带阀的封闭压缩机为距机壳体）0.3m的直管段处。
2.1.5排气管道上应设置有效的油分离器.2.1.6试验系统装置的周围不应有异常的空气流动。
氟利昂压缩机及压缩冷凝机组说明书安徽科海压缩机制造有限公司中国·安徽·蚌埠目录一、结构、特点、性能和用途 (3)1、特点和用途 (3)2、压缩机结构简介 (3)3、主要技术参数 (4)二、制冷系统概述 (6)1、制冷系统的工作过程 (5)2、制冷剂 (7)3、润滑油 (7)三、安装、使用 (7)1、机组的安装 (7)2、吸、排气截止阀的使用 (8)3、润滑油油压的调节 (8)4、机组的操作 (9)5、添加润滑油 (9)6、放空气 (10)7、吸潮 (10)8、注意事项 (11)9、常见故障分析与补救方法 (11)一、结构、特点、性能和用途1、特点和用途F系列氟利昂压缩机及压缩机组、压缩冷凝组、专供氟利昂制冷剂使用，可作各种小型制冷设备的主机配套。
在国民经济的工业、农业、交通运输、医疗卫生、科学研究等各个部门有极其广泛的作用。
如：化学工业的炼气、炼油、造纸、人造纤维、制药等生产过程的冷却：食品工业中鱼、肉、乳脂、干酪等的冷却冷藏：以及船舶、火车的冷藏运输。
在空调方面如：中心实验室、计量室、机密仪器车间的恒温恒湿，和医院、剧场、餐厅、工厂车间的空气调节。
压缩机和电动机：分油器、控制仪表等均装于同一底座上，组成压缩机组，倘装于冷凝器上，则组成压缩冷凝机组，冷凝器系卧形壳管式，传热性能良好，耗水量小。
压缩机结构紧凑、运转平稳、具有良好的润滑系统，并带有氨气保护装置。
对单级氟利昂R-12压缩机所采用的蒸发温度是-20℃至+10℃，冷凝温度不高于+50℃，R-22时蒸发温度-40~+5℃，冷凝温度不高于+40℃活塞上的压力差均不超过1Mpa。
2、压缩机结构简介F系列氟利昂压缩机有4F70、4F80、2F10、4F10。
它们都是单级、单作用、逆流式压缩机。
二缸成直立式，四缸成V型。
曲轴箱和气缸体用高级铸铁铸成，曲轴采用球墨铸铁制成，两拐互成180 °。
连杆材料为可锻铸铁，断面呈工字型。
《制冷原理与装置》课内实验实训指导书实验一制冷系统初步认识一、实验目的1.熟悉认识“一机二库”制冷系统压缩机及蒸发器、冷凝器等设备的构造和工作特点，制冷系统组成原则。
2.演示一个机组如何向两个不同温度要求库体供液。
3.熟悉蒸发压力调节阀的构造、置设、调节原理。
4.掌握制冷循环系统图。
二、实验场地制冷与空调实验室三、主要实验仪器、设备、材料、工具本系统由一台进口压缩机（法国泰康机组1匹）二只热力膨胀，二只电磁阀，6只或7只进口手阀（供教学实验用），一只蒸气压力调节阀，四个高低压力表，二套数字显示温控仪等所组成制冷系统（包括电气部分）。
四、基本内容与步骤、要求1.熟悉实验装置1）由一台制冷机组同时向一个或二个以上的冷库供应冷量，各库蒸发度（蒸发压力）也不相同，因为高温库的蒸发温度较高，低温库的蒸发温度较低，这时那些需要保持较高蒸发温度（即高温库）的蒸发器出口管路上便装上蒸汽压力调节阀（即背压阀）使阀前的压力保持在调定的范围内，经过阀的节流使阀后的压力和吸气压力相同，这样就保证了系统中各个蒸发器在各自不同工况下正常运行。
2）本系统使用的工质R12充灌重量约2Kg，工质R22充灌重量约2.5Kg。
2.操作要求：1）接通两库蒸发器的管路，一头拧死，另一头略为松些，打开制冷系统、手阀、电磁阀让制冷剂冲进蒸发管路，略为松些的那头联接器将出现冒气现象，并发出冒气声，立即停止冲气，当即拧紧松一些的那一头联接器，说明系统已完成排空气手续。
2）正式运转，合上电源，合上带锁按钮，机组开始运行，逐一打开高低温库的手阀。
3）此时，高压压力表的读数开始上升，低压压力表的读数同时下降，说明系统工作正常。
4）调整高低温库数显温控仪，根据需要任意可以调节，一般产品出厂前已调整好了，客户不必随意调节。
5）当高温库或低温库达到预定值时，压缩机停止，系统处于待命状态。
6）操作面板印有控制回路，并且安置了检测点，利于检测之用，通过对检测点的运用，可以全面了解一机二库的运行状态正常与否，造成故障的所在何处，利用万用表上的交流电压500V档，进行逐行检测。
制冷压缩机性能测试实验试验台简介本试验台采用图1所示系统，通过阀门的转换，可进行制冷压缩机性能测试实验、冷水机组性能实验、水-水换热器性能实验和水泵性能实验。
制冷压缩机性能实验系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、电子膨胀阀、恒温器电参数仪等设备组成。
压缩机吸气压力、吸气温度、排气压力分别控制在国家标准规定的状态下。
吸气温度由恒温器2调节蒸发器冷媒水进口温度T9控制，吸气压力由电子膨胀阀控制，排气压力由恒温器1调节冷凝器冷却水进口温度T7控制。
压缩机的实际制冷量由通过蒸发器的冷媒水进出口温度和流量测出，冷凝换热量由通过冷凝器的冷却水进出口温度及流量测得。
由此得到压缩机的主辅测质量流量，进而计算出标准工况下的主辅侧制冷量。
压缩机的输入功率由电参数仪测得。
在制冷系统内部安装多个压力和温度测点，可以方便地确定系统内部的状态。
冷水机组性能实验系统，由压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、恒温器等设备组成。
实验时，可以设置不同的冷媒水和冷却水温度。
冷水机组冷媒水进口温度通过调节恒温器2中的电加热器控制，冷却水进口温度通过调节恒温器1中的电加热器控制，而出口温度则通过阀门调节。
冷水机组的输入功率通过电参数仪表测得。
冷水机组的制冷量由通过蒸发器的冷媒水进出口温度和流量测出，冷凝换热量由通过冷凝器的冷却水进出口温度及流量测得。
同时在系统中加入了相应的温度和压力测点，可以使学生能更加深入地了解冷水机组的工作特性。
水－水换热器性能实验系统，由冷水机组、恒温器、流量计、水泵等设备组成。
冷热侧流体分别通过冷水机组和恒温器1获得。
换热器冷侧和热侧流体进口温度分别通过恒温器2和恒温器1控制。
通过测量换热器两侧流体进出口温度和两侧的流量，可以求出换热量，在已知换热面积的前提下，可以求出换热器的换热系数K。
水泵性能实验系统，由水泵、流量计、电参数仪等设备组成。
水泵的流量通过流量计测得，水泵的扬程通过水泵进出口压力变送器测得。
在水泵的出口处设立调节阀，通过改变阀门的开度来改变水泵进口处的参数，获得水泵变工况运行特性曲线。
