单级蒸气制冷机性能测试实验指导书.doc

单级蒸气制冷机性能测试实验指导书中南大学制冷与低温研究所单级蒸气制冷机性能测试实验指导一、实验目的：1、了解单级蒸气压缩制冷机试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方法和使用仪表。3、了解国际标准ISO9171974制冷压缩机的试验和中华人民共和国国家标准GB577386“容积式制冷压缩机性能试验方法”。4、掌握制冷压缩机的工况分析及数据整理方法，绘制性能曲线。5、初步掌握试验工况的试验有关规定。二、制冷压缩机的试验目的和试验有关规定：（参见GB577386）1 试验项目单级制冷压缩机性能试验主要是测试下列性能指标：（1）单级制冷压缩机的制冷量：由试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（包括半封闭式和全封闭式）为压缩电机输入功率。（3）单位功率制冷量：制冷量与输入功率的比值。2 试验规定：（1）试验方法的规定：压缩机性能试验包括主要试验和校核试验，二者应同时进行测量。校核实验和主要试验的试验结果，制冷量之间的偏差应在4%以内，并且以主要试验的测量结果为计算依据。压缩机试验时，系统应达到热平衡状态，试验时间一般不超过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试验周期，在该周期内允许对压力，温度，流量和液面作微小的调节。量热器冷却或加热介质的进出口温差在标定或试验时均小于6表1 试验时允许试验参数偏差的范围参数每一个测量值与规定值之间的最大允许偏差()测量值的任一个读数相对于平均值的最大允许偏差()吸气压力排气压力吸气温度电压1%1%3.0%3.0%0.5%0.5%1.01.0%（2）试验方法：主要试验方法：第二制冷剂量热器法。校核试验：水冷式冷凝器量热器法。（3）试验一般规定：排除试验系统内的不凝性气体，确认没有制冷剂的泄漏。系统内应有足够的符合标准规定的制冷剂。压缩机内油位应保持正常值。压缩机吸，排气口的压力和温度在同一部位测量，该测点应在吸，排气截止阀外（不带阀的压缩机距机壳体）0.3米的直管段外。试验系统装置的周围没有异常空气流动。试验系统环境温度为3053 测量仪表和精度：温度测量：仪表：热电偶、电阻温度计、半导体温度计和温差计。精度：、量热器内、冷却介质和制冷剂的进出口温度，准确度0.1。、冷凝器校核试验时冷却水进出口温度，准确度0.1。、压缩机吸气温度，流量节流装置前温度，准确度1。、其它温度，准确度0.2。温度测量的规定：、温度计套采用薄钢管或不锈钢薄壁管，垂直插入流体，管径较小时，可45斜插逆流或用测温管，插入深度为1/2管道直径。套管内注冷冻机油，读数时不应拔出温度计.、可能时,在用于测量量热器加热或冷却介质和制冷剂进出口温差时，应在每次读数之后，交换进出、口温度计进行测量，以提高测量准确度。、量热器环境温度的测量为距离量热器外表面0.5，高度为量热器中心位置处四个方向测量的温度平均值。压力测量：仪表：压力传感器精度：所有压力测量仪表，其绝对压力读数或压差读数的准确度为1%流量测量：仪表：液体流量计精度： 、量热器加热或冷却介质,制冷剂液体的流量,准确度为测量流量的1%以内.电工测量(包括指示式和积算式)：仪表：电流表、电压表精度：、电流表、电压表：0.5级精度.三、测试方法：图1 试验流程图本教学实验主要试验采用“第二制冷剂量热器法”，校验试验采用“水冷冷凝器法”。表1 压缩机性能测试参数说明显示参数P1、P2、P3、P4、P5、P6 T2计算参数T1、T3、T4、T5、T6、T7、T8 、T9W1、W2、W3mcP7表2压缩机性能测试参数说明仪器仪表单位测量范围测点数量测量参数温度传感器-201009压缩机吸气、排气温度T1、T2制冷剂冷凝前、后温度T3、T4制冷剂经过冷器后温度 T5制冷剂出量热器后温度 T6冷却水进、出水温度 T7、T8环境温度 T9压力传感器035压缩机吸气、排气压力P1、P2制冷剂冷凝前、后压力P3、P4制冷剂经过冷器后压力P5制冷剂出量热器后后压力P6量热器内压力 P7流量计021冷却水质量流量mc电流、电压表083电流表I电压表V1、第二制冷剂量热器法： (1)构造：第二制冷剂量热量由一组直接蒸发盘管作蒸发器，该蒸发器被悬置在一个隔热压力容器的上部，电加热器安装在容器底部并被容器中第二制冷器浸没着。 制冷剂流量由靠近量热器安装的手动膨胀阀调节。为了减少外界热量的影响，膨胀阀与量热器之间的管道应隔热。（2）量热器漏热量的标定：标准规定量热器的漏热量不应超过压缩制冷量的5%。量热器漏热量的标定，首先关闭量热器制冷剂进，出口截止阀后进行。调节输入第二制冷剂的电加热量，使第二制冷剂压力所对应的饱和温度比环境温度高15左右，并保持压力不变。环境温度应在10以下，保持其温度波动不超过1 电加热器输入功率的波动应不超过1%，每隔1小时测量一次第二制冷剂压力，直至连续四次相对应的饱和温度值的波动不超过0.5时。 漏热系数用下式计算： :稳定时输入量热量器的电加热量 :稳定时第二制冷剂压力对应的平均饱和温度 :量热器平均环境温度 (3)试验程序：在教师和师傅的指导下，熟悉实验系统和各测点的测量仪表。打开总水源，冷凝器冷却水阀，依次打开总电源，水泵电源，观察水箱中出水管水流量。开启压缩机排气截止阀，冷凝器出液阀。打开相应的电磁阀，启动当前测试的制冷压缩机。接通量热器中电加热开关,根据制冷压缩机冷量大小，调节电加热功率,从而调节压缩机的吸气温度，同时调节冷凝器中冷却水的流量或温度来调节冷凝冷凝压力，调节节流阀的开启度大小来控制蒸发压力，使试验达到所要求的稳定工况。试验待工况稳定半小时后，开始记录，每隔20分钟进行一次测试记录，共四次。测试结束，关闭冷凝器出液阀和节流阀，同时使量热器中的电加热功率降至零，等压缩机吸入压力降为零时，关闭压缩机吸气截止阀，切断电源，压缩机停止运转。切断总电源。(4)实验记录及数据整理：按记录表要求逐项记录。测量读数要准确。各记录数据按平均值计算： 、 为同一工况下，四次分别记录的同一测量值的数据。压缩机输入功率计算： 直接测量压缩机的输入电流及电压制冷压缩机的输入功率 2、制冷量计算：由试验测得的制冷剂流量为： ：输入量热器的电加热量：第二制冷剂饱和温度：量热器平均环境温度：量热器出口制冷剂气体比焓：膨胀前制冷剂液体比焓规定工况制冷量 ：规定工况下压缩机吸入的制冷剂气体比焓 ：规定工况下，对应于压缩机排气压力的膨胀阀前制冷剂液体比焓 ：压缩机吸气口制冷剂气体实际比容 ：规定工况下压缩机吸入的制冷剂气体比容 （3）单位输入功率制冷量计算：3、制冷压缩机性能的测试和曲线绘制：制冷压缩机在制冷工况和转速不变时，它的制冷量，单位输入功率随工作温度变化而变化，只有在同一工况下（即相同的蒸发温度，冷凝温度，液体过冷度），才能比较它们的性能。为了反映制冷压缩机、随工况变化的规律，必须绘制压缩机的性能曲线，以便为用户提供使用。 选择一组冷凝温度（不少于三种）。在冷凝温度不变时，蒸发温度（不少于五种）的情况下，按冷凝温度蒸发温度，（要有一致的过冷度和吸气温度）配成不同的工况，对压缩机进行性能测试，经数据整理，获得各种工况下的制冷量输入功率的具体数据，选择适当的比例，即可在坐标纸上绘制成制冷压缩性能曲线。4、冷凝器量热器法的校核试验：为了较核电量热器法所获得的制冷量的正确程度，根据国际标准（ISO制）的规定，必须采用一辅助手段校核。本试验台采用“水冷冷凝器法”，根据标准规定，在水冷冷凝器上装有温度，压力和冷却水流量的测量仪表，将冷凝器作为量热器，它的漏热量不超过压缩机制冷量的5%。水冷冷凝器的漏热量测定方法与电量热法中量热器漏热量的测定方法一样。(1)由试验测得的制冷剂流量： :冷却水进口温度 :冷却水出口温度 :冷却水的平均比热 :冷却水的质量流量 :进冷凝器制冷剂过热蒸汽所对应的比焓 :出冷凝器制冷剂液体所对应的比焓 :冷凝器的漏热量 :冷凝器中的液体制冷剂的平均温度 :冷凝器漏热系数 :标定冷凝器漏热系数时输入冷凝器的电加热量 (2)规定工况制冷量： (3)校核试验和主要试验之间的偏差计算：按标准规定 四、实验报告主要内容：1、绘制制冷循环图2、实验记录和计算结果3、制冷压缩机在某一冷凝温度下的性能曲线4、进行理论计算和实际测试结果比较，分析产生误差的原因。实 验 报 告 班级_姓名_日期_一. 实验目的 二. 实验装置循环图规定工况（工质为R12）三. 按规定工况计算理论制冷量，输入功率和制冷系数四. 实验记录和数据整理五. 实验结果与理论值误差分析，分析造成误差的原因及改进实验的措施。电量热器法试验记录表序 号1234平 均 值ABCDABCDABCDABCD1234时 间制 冷 压 缩 机吸气压力(表压)/2MPa吸气温度排气压力(表压)/2MPa排气温度冷凝器制冷剂进冷凝器蒸汽温度