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压缩机性能测试实训装置指导书


一、 实验目的和要求
1. 了解单级蒸汽压缩制冷机实验系统和制冷机的运行操作
2. 掌握小型单级制冷压缩机主要性能参数的测试和仪表的使用
3. 了解国际标准GB/T 5773-2004容积式制冷压缩机性能实验方法
4. 掌握制冷压缩机的工况分析和实验数据整理方法
5. 初步掌握实验工况的有关规定
二、 实验装置的组成
本实验装置按照国际标准GB/T 5773-2004容积式制冷压缩机性能实验方法建立。以“蒸发器液体载冷剂循环法”为主要测量,以“水冷冷凝器量热器法”作为辅助测量。

压缩机性能测试实训装置主要由被测压缩机、卧式壳管式冷凝器、冷却塔、视液镜、干燥过滤器、手动节流阀、储液器、干式蒸发器、加热器和水箱等组成。
三、 制冷压缩机的实验项目和实验的有关规定
1. 实验项目
单级制冷压缩机性能实验主要是测试下列性能指标:
(1) 单级制冷压缩机的制冷量:由实验间接测得的流经压缩机的制冷剂质量流量乘以压缩机吸气口的制冷剂比焓与排气口压力对应的膨胀阀前制冷剂液体比焓的差之值。
(2) 输入功率:开启式压缩机为输入压缩机的轴功率,封闭式(包括半封闭和全封闭式)为压缩机输入功率。
(3) 单位功率制冷量:制冷量与输入功率的比值。
2. 实验规定
(1) 压缩机性能实验包括主要实验和校核实验,二者应同时进行测量。
(2) 校核实验和主要实验的结果,制冷量之间的偏差应在±4%以内,并且以主要实验的测量结果为计算依据。
(3) 压缩机实验时,系统应达到热平衡状态,实验时间一般不超过1.5小时。测量数据的记录应在工况稳定各点参数在一定范围内变化半小时后,每隔20分钟测量一次,直至连续四次的测量数据都符合表1的规定为止,第一次测量到第四次测量记录的时间称为实验周期,在该周期内允许对压力、温度和流量作微小的调节。
(4) 加热介质的进、出口温差在标定或实验时,均应不小于6℃。
表1  实验参数允许偏差
实验
参数 第一个测量值与规定值间的最大允许偏差 测量值的任一个读数相对于平均值的最大允许偏差
吸气压力 ±1.0% ±0.5%
排气压力 ±1.0% ±0.5%
吸气温度 ±3.0% ±1.0%
电压 ±3.0% ±1.0%
频率 ±2.0% ±1.0%

四、 测量的主要参数和测量仪
1. 测量仪表
(1) 智能交流电参数测试仪1只 (精度0.5级)
分别测量加热器功率和压缩机功率。通过键控、数显窗口实现人机对话的智能控制模式,可测量负载的有功功率、功率因数、电压、电流、频率及负载的性质;并可以贮存、查询15组功率和功率因数的测试结果数据。
(2) 数显温度表1只(共测10个温度参数)
采用PT100铂电阻作为输入热电阻,测量范围-50~150℃,测量精度0.5级。分别测量压缩机吸气温度、压缩机排气温度、冷凝器出口温度、节流阀进口温度、蒸发器进口温度、冷凝器进水口温度、冷凝器出水口温度、蒸发器进水口温度、蒸发器出水口温度和压缩机环境温度。
(3) 压力真空表2只
量程为-0.1~2.5Mpa和-0.1~1.6Mpa,分别实时测量高压侧压力和低压侧压力。
(4) 流量计2只
采用玻璃转子流量计,量程为40~400L/H, 测量精度0.5级。分别测量冷凝器和蒸发器冷却水流量。
2. 控制仪表
本系统另配高低压力控制器1只,实时监测高压侧压力和低压侧压力,高压高于设定压力或低压低于设定压力时,控制器发出控制信号切断压缩机电源。
五、 实验的主要操作方法
1. 实验步骤:
在教师的指导下,熟悉实验系统和各测试点的测量仪表。
(1) 水箱灌好适量自来水。
(2) 接通总电源。
(3) 检测各测温点的温度,检查它们是否正常工作。
(4) 打开冷凝器、蒸发器的水泵电源开关及水流流量阀门,使水泵运转并向冷凝器、蒸发器供水。
(5) 检查各手阀是否处于全开状态、节流阀是否处于微开状态。
(6) 打开压缩机电源开关,压缩机工作,若发现异常情况如电流过大,或者有异常声音,应立即停机过三分钟后再启动。
(7) 工况调节,各种工况的控制参数由指导老师给出(见实验工况)。
(8) 实验工况稳定半小时后,开始记录,每隔20分钟进行一次测试记录,共四次。
(9) 实验结束,切断压缩机电源,压缩机停止运转。
(10) 5分钟后关闭水泵电源。
(11) 切断总电源。
2. 实验工况
压缩机性能测试实训装置实验工况的稳定与否,是关系到测试数据是否准确的关键问题,工况稳定的标志是主要的测试参数都不随时间而变化。调节时需要特别地耐心、细致。
实际实验中是根据吸气压力来确定蒸发温度的,同样,冷凝温度是摄据排气压力来确定。控制吸气压力、排气压力,就等于控制蒸发温度和冷凝温度,如果吸气温度也达到稳定,表明制冷量也达到稳定。调节时需要调整蒸发器水箱中加热器功率、制冷剂的流量、冷却水流量。改变其中任何一项,对三个参数均有不同程度的影响,调节时需统筹考虑。
蒸发温度、冷凝温度和吸气温度三个参数不随时间而变化,也就是压缩机的吸气压力、排气压力和吸气温度要达到动态平衡,影响它们变化的主要因素:
(1) 吸气压力(蒸发器进口温度):主要调节节流阀控制制冷剂流量
(2) 排气压力(冷凝器出口温度):主要调节冷却水的流量
(3) 吸气温度:主要调节电加热功率