制冷压缩机性能测试实验指导书 2012.5

1 制冷压缩机性能试验 实验指导书实验指导书 重庆大学动力工程学院 二 一二年五月 2 全封闭式制冷压缩机性能试验全封闭式制冷压缩机性能试验 一 实验目的和要求一 实验目的和要求 一 目的 1 通过本实验 了解测定全封闭式制冷压缩机主要性能指标 压缩机的制冷量和输 入功率的相关标准 GB T 5773 2004 容积式制冷压缩机性能试验方法 2 通过本实验 掌握测定全封闭式制冷压缩机主要性能指标 压缩机的制冷量和输入 功率 的一种试验方法 第二制冷剂量热法 3 通过本实验 掌握一种测定量热器热损失系数的方法 4 通过本实验 了解制冷压缩机在运行过程中 各种条件的变化对压缩机的制冷量和 输入功率带来的影响 二 要求 1 认真完成全封闭式制冷压缩机性能试验的实验操作 独立完成实验数据的处理 回 答思考题 写好实验报告 2 在做实验之前 应清楚试验装置的工作原理 对试验装置的结构 仪器仪表的选用 和实验的操作步骤有透彻的了解 二 实验原理二 实验原理 一 第二制冷剂量热法 本实验采用国标 GB T 5773 2004 提出的对容积式制冷压缩机性能测试的主要试验 方法 第二制冷剂量热法 对制冷压缩机的制冷量和输入功率进行测定 根据标准 本 试验方法适用于不小于 0 75kW 的容积式制冷压缩机的性能试验 第二制冷剂量热法是通过第二制冷剂量热器间接测定制冷量 是利用安置在第二制冷 剂量热器内部的电加热管发出的热量来消耗蒸发器盘管所产生的制冷量 本试验装置有二种制冷剂 其中第一制冷剂为 R22 第二制冷剂为 R141b 第二制冷 剂量热器是一个密闭的受压的隔热容器 安置在该量热器内的蒸发器盘管悬挂在容器的上 部 电加热管安装在容器的底部并被容器内的第二制冷剂浸没 第一制冷剂在制冷系统中 循环 在第二制冷剂量热器的蒸发器盘管中蒸发制冷 输入第二制冷剂量热器的热量主要 由电加热管供给 量热器的漏热量应不超过 5 量热器内的第二制冷剂被加热汽化 形 成的第二制冷剂蒸汽在顶部蒸发器盘管外表面冷凝 重新回到液面 这样 制冷系统所产 生的冷量被输入的热量通过第二制冷剂 中间介质 间接消耗 当试验系统的热力状态趋 于稳定时 表明量热器内趋于动态热平衡 3 图 1 全封闭式制冷压缩机性能试验装置系统图 a 全封闭式制冷压缩机 b 冷凝器 c 节流阀 d 蒸发器盘管 e 第二制冷剂量热器 f 电加热管 g 静压水箱 h 第二制冷剂压力表 i 电功率表 j 制冷压缩机吸气压力表 k 制冷压缩机排气压力表 l 冷凝压力水量调节阀 图 2 全封闭式制冷压缩机性能试验装置制冷系统循环图 当系统处于热平衡时 其热平衡方程式为 W lh QNQ 0 式中 蒸发器盘管制冷量 W 0 Q 电加热功率 W h N 第二制冷剂量热器的热损失 外界传入为正 W l Q 当实际试验工况与规定的试验工况相一致 以及实际供电频率和规定电网频率一致时 蒸发器盘管制冷量即为制冷压缩机的制冷量 若实际的试验工况和规定工况有些差异 根 据制冷压缩机制冷量的定义 用以下的公式求得全封闭式制冷压缩机在规定试验工况下的 制冷量 4 W 1 1 1 1 51 51 f f v v hh hh QNQ n n nn lhp 式中 制冷压缩机规定试验工况下的制冷量 W p Q 规定试验工况下制冷压缩机吸入蒸汽的比焓 kJ kg n h1 规定试验工况下节流阀前液态制冷剂的比焓 kJ kg n h5 实际试验工况下制冷压缩机吸入蒸汽的比焓 kJ kg 1 h 实际试验工况下节流阀前液态制冷剂的比焓 kJ kg 5 h 规定试验工况下制冷压缩机吸入蒸汽的比容 m3 kg n v1 实际试验工况下制冷压缩机吸入蒸汽的比容 m3 kg 1 v 规定试验工况下制冷压缩机供电频率 Hz n f1 实际试验工况下制冷压缩机供电频率 Hz 1 f 二 第二制冷剂量热器热损失的标定 将量热器与制冷系统的阀门全部关闭 接通电加热管电源 供给电能使第二制冷剂蒸 发并升压 调节供电量 使第二制冷剂压力稳定于某值 该值所对应的第二制冷剂的饱和 温度与环境温度之差不小于 14 此时维持供电量 其值波动应在 1 之内 并使第二制 冷剂压力相对应的饱和温度的波动不大于 0 5 读得电加热量 d Q 第二制冷剂量热器热损失系数由下式确定 W ab d F tt Q K 式中 第二制冷剂量热器热损失系数 W F K 第二制冷剂稳定压力所对应的饱和温度 b t 环境温度 a t 从而可利用值 求得试验条件下第二制冷剂量热器的热损失 F K W abFl ttKQ 式中 实际试验条件下第二制冷剂稳定压力所对应的饱和温度 b t 实际试验条件下环境温度 a t 测定的第二制冷剂量热器的绝热效果应使散热量不超过被测压缩机制冷量的 5 三 辅助测量方法 冷凝器热平衡法 冷凝器热平衡法作为辅助测量手段 其结果的求得不依赖于主要的测量手段 它是用 以判别主要测量手段所得结果的可信程度 国标 GB T 5773 2004 规定 第二制冷剂量热法 以 冷凝器热平衡法 为辅助测量手段 两种方法的测量结果偏差在 4 以内 以主要测试 装置测得的制冷量为准 通过测量冷凝器的制冷剂进出口状态参数 冷凝器冷却水进出口温度 冷却水流量 利用冷凝器的热平衡关系 可求得在实际试验工况下系统中制冷剂的流量 5 kg s 43 1 1000 hh Q ttCM G l ioPs 式中 系统中第一制冷剂的流量 kg s 1 G 冷却水质量流量 kg s s M 水的定压比热 4 19 kJ kg P C P C 冷却水出口水温 o t 冷却水进口水温 i t 进冷凝器制冷剂蒸汽的比焓 kJ kg 3 h 出冷凝器制冷剂蒸汽的比焓 kJ kg 4 h 冷凝器的热损失 以向外界散热为正 W l Q W akFl ttKQ 式中 冷凝器热损失系数 W F K 冷凝温度 k t 环境温度 a t 冷凝器的热损失可按量热器热损失系数测定方法相同原理进行 并规定该热损失不得 大于制冷压缩机制冷量的 5 采用第二制冷剂量热法 可根据节流阀前的状态参数及离开第二制冷剂量热器的第一 制冷剂的状态参数 求得在该实际试验工况下系统内的实际制冷剂流量 kg s 51 1 hh QN G lh 三 试验的稳定条件三 试验的稳定条件 一 试验工况 本试验按全封闭式制冷压缩机的空调工况进行试验 其试验规定参数为 试验工况 空调工况 制冷剂 R22 蒸发温度 7 2 吸气温度 18 3 冷凝温度 54 4 过冷 温度 46 1 环境温度 30 5 二 试验的温度条件 1 制冷压缩机吸气压力波动不大于饱和蒸发温度相对应的绝对压力的 1 2 制冷压缩机排气压力波动不大于饱和冷凝温度相对应的绝对压力的 1 3 制冷压缩机吸气温度波动应不超过规定工况的 3 比容偏差不超过 2 4 电加热管加热量的波动不超过制冷压缩机制冷量的 1 5 对应于第二制冷剂压力的饱和温度变化不超过 0 5 6 冷凝器中制冷剂进 出口温度变化不超过 3 7 冷凝器中通入的冷却水进 出口温度的波动不大于 0 5 水流量变化不大于平均 6 流量的 1 8 达到稳定试验条件后 应在不超过 20 分钟的等间隔时间读取试验数据 在一个试 验周期内不少于连续 4 次 在此期间 允许对压力 温度 流量作微量调节 四 实验步骤四 实验步骤 1 接通电源 调整好电压 接通电加热 启动制冷压缩机 打开系统的排气阀 吸气 阀 通入冷却水 缓慢打开节流阀 2 按试验的稳定条件调整工况 通过改变进入冷凝器的冷却水流量 调节制冷压缩机 排气压力 通过改变节流阀开启度 改变供给蒸发盘管的制冷剂流量 以调节制冷压缩机 的吸气压力 通过改变供给量热器的电加热量 调节制冷压缩机吸气温度 过热度 节流 阀前的过冷温度是通过改变冷却水流量和水温来调节 3 在稳定工况下间隔 20 分钟读取一次所有参数 总共不少于 4 次 所需参数包括 压缩机吸气压力 吸气温度 排气压力 排气温度 冷凝器制冷剂进 出口温度 节流阀 前制冷剂温度 量热器出口制冷剂温度 第二制冷剂压力 电加热功率和制冷压缩机电动 机输入功率 冷凝器冷却水进 出口水温 冷却水流量 4 将各实测数据填入实验记录表 按上述 实验原理 所介绍的制冷量计算方法等 完 成实验报告 本实验装置的第二制冷剂量热器热损失测定 关闭制冷系统与量热器的连接阀 接通 电加热管 调节加热量 观察第二制冷剂压力表 至第二制冷剂饱和压力所对应的饱和温 度不小于环境温度 14 并调节电加热量 维持该饱和压力至相应的饱和温度波动不大于 0 5 读取电加热量读数 每隔一小时一次 共四次 得到电加热量平均功率为量热器 的热损失 从而求得热损失系数值 l Q F K 7 全封闭式制冷压缩机性能试验实验测试数据记录表全封闭式制冷压缩机性能试验实验测试数据记录表 班级 姓名 学号 试验日期