压缩机性能测试

1、实验一制冷压缩机性能测试1 实验目的通过制冷压缩机实际运行测试，使学生了解并掌握以下内容：1.1 制冷压缩机制冷量的测试方法；1.2 蒸发温度、冷凝温度与制冷量的关系；1.3 制冷系统主要运行参数及其相互之间的影响；1.4 有关测试仪器、仪表的使用方法；1.5 测试数据处理及误差分析方法。2、实验装置与测试原理本实验装置按照国家标准GB 577386“容积式制冷压缩机性能试验方法”建立。以“第二制冷剂量热器法”作为主要测量，以“水冷冷凝器量热器法”作为辅助测量。实验装置流程如图1所示： 实验装置流程图实验装置主要由被测压缩机、量热器、水冷式冷凝器、节流阀和有关的测试仪器所组成。“第二制冷剂量热

2、器法”测量制冷量的原理是在一个密闭的容器内，装有适量的第二种制冷剂，蒸发器安装在液面上方的气相空间，电加热器完全浸没在第二制冷剂中。当制冷系统工作时，热力通过电加热器传输给第二制冷剂，使部分第二制冷剂获得热量蒸发，蒸发形成的第二制冷剂蒸汽进入液面上方的气相空间（量热器内的温度和压力均有所上升）。由于制冷系统中的制冷剂在蒸发器管内蒸发需要吸收热量，又将蒸发器管外的第二制冷剂蒸汽冷凝成液滴落入第二制冷剂中，形成了热量的传输。在稳态情况下，制冷剂带走的热量与电加热器传输进量热器中的热量相等。本实验装置使用的二制冷剂为R11，制冷系统中的制冷剂为R12或R22。3、测量的主要参数3.1压力（共8个压力

3、参数）：排气压力、 吸气压力、 冷凝器进口压力、 冷凝器出口压力节流前压力、蒸发器出口压力、第二制冷剂饱和压力、 大气压3.2 温度（共9个温度参数）排气温度、吸气温度、冷凝器进口温度、冷凝器出口温度节流前温度、蒸发器出口温度、冷却水进、出口温度、环境温度3.3其它（共3个参数）量热器输入功率、压缩机输入功率、冷却水流量（涡轮流量计测频率）4、主要测试仪表的使用方法4.1 压力表压力表为弹簧管式精密压力表，除大气压力以外，所有压力表均为弹簧管式精密压力表，只能承受正压，不能承受负压，因此，在实验时应特别注意在测量低压管路上(压缩机吸气压力和蒸发器出口压力)的压力表不得在负压情况下工作，否则将严

4、重损坏压力表的测试精度。当地大气压力用水银大气压力计测量。所有压力表上读的数据均为表压力，在进行数据处理时，应根据所测到的大气压力换算成绝对压力。P（绝）P（表）P（大气） MPa其中：P（大气）为实验时的当地大气压力，通过大气压力计测出。4.2 温度计温度测量采用半导体多点巡回温度检测仪或者精密水银温度计。4.3 流量计使用LW15型涡轮流量计和流量积算仪测量冷却水的流量，4.4功率表功率表主要用于测量制冷压缩机所消耗的功率和量热器内的加热功率，采用数字电功率表测量压缩机的输入功率，D32 W型三相电功率表测量量热器中电加热器的输入功率。读取D32 W型三相电功率表的读数时，应注意实际接线所

5、对应的系数(本实验所用的仪表的系数为80)，即功率表上所读得的数据乘以80才是电加热器的实际的输入功率。4.5 实验操作方法制冷工况由两个主要参数来决定，即蒸发温度和冷凝温度，制冷压缩机性能测试的国家标准中规定了一些特殊工况的数值，如表1所示： 工况名称标 准 工 况最大压差工况最大轴功率工况空调工况（水冷）空调工况（风冷）在进行压缩机全性能试验时，通常在每一个冷凝温度达到稳定的条件下，至少测量四个不同蒸发温度所对应的制冷量，即在每个冷凝温度条件下有四个或四个以上的工况点，每个工况点的状态也必须稳定的。一台压缩机的全性能数据，通常需要3个冷凝温度以上的数据。也就是说完成一台制冷压缩机的全性能试

6、验，需要进行12个不同工况的测试，测试方法相同。作为教学实验，不可能进行制冷压缩机的全性能试验，但要求必须完成一个工况点的测试，并达到稳态试验的要求。4.6 试验工况的稳定：试验工况的稳定与否，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变化。调节时需要特别地耐心、细致。实际试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。调节时需要调整量热器内的加热功率、制冷剂的流量、冷却水的流量和冷却水的温度。改变其中的任何一项，对三个参数均有不同程度

7、的影响，调节时需统筹考虑，蒸发温度To、冷凝温度Tk和压缩机吸气温度T1三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)制冷剂流量(通过调节节流阀的开度来改变流量)(2)量热器内的电加热量(通过选择开关或调压器调节加热电压)(3)冷却水的流量和温度(通过水量调节阀和水加热器选择开关)上述三项中，任何一项发生变化，对蒸发温度T0、冷凝温度Tk和压缩机吸气温度三个参数都会有影响，影响的程度可能不一样，下表可作参考，重要的还蒸发温度 15 30 10 5 5 冷凝温度 30 50 50 35 55 吸气温度 15±3是在实际操

8、作中积累经验。名 称 加热 功率 调节阀 开度 冷却水 流量在调试时，首先要根据冷凝温度来确定冷却水的进水温度，通常，冷却水的进水温度比冷凝温度应低68是比较合适的。例如冷凝温度为50时，冷却水的进水温度在42左右是比较容易使冷凝压力稳定，如冷凝温度为30时，冷却水的进水温度在24左右是比较合适的。量热器内加热量的调节主要是根据吸气温度和吸入压力来考虑，相对来说，加热量的改变对吸气温度和吸气压力都有影响。制冷剂流量的改变对吸气压力和吸气温度也都有影响，但吸气压力的反应比较快，而吸气温度反应要慢得多。 总而言之，首先要保证冷却水处于适当的进水温度，以利于稳定冷凝压力。5、主测制冷量计算（第二制冷

9、剂量热器法） 5.1 制冷剂流量计算：增大 减小 增大 减小 增大 减小排气压力 吸气压力 吸气温度 MW1K1(tats)kg/h(hg2hf1)其中：W1量热器电加热的输入功率（由功率表测试） KW K1量热器的漏热系数（K = 2.07 W/） ta环境温度 ts第二制冷剂的饱和温度（根据其饱和压力查表） hg制冷剂在蒸发器出口的焓值 KJ/Kg hf节流阀前制冷剂液体的焓值 KJ/Kg 5.2 制冷量计算 Q01=M1(hg1hf1)V1KW Vg1其中：M1制冷剂的质量流量 kg/hhg1制冷剂在压缩机进口处的焓值 KJ/Kg hf1节流阀前液态制冷剂的焓值 KJ/Kg V1 实际进

10、气状态的制冷剂蒸汽比容 M3/Kg Vg1标准规定工况的制冷剂蒸汽比容 M3/Kg6、辅测制冷量计算（水冷冷凝器量热法）6.1制冷剂流量计算 MCMw(t2t1)+K2(tkta) Kg/h hg3hf1其中：C冷却水比热 KJ/Kg.Mw冷却水流量 Kg/h根据涡轮流量计的频率查“频率流量”曲线（在实验台侧）t2冷却水出水温度 t1冷却水进水温度 K1冷凝器漏热系数（9.8 W/） -tk冷凝温度 ta环境温度 hg3制冷剂进冷凝器的焓值 KJ/Kghf1制冷剂出冷凝器的焓值 KJ/Kg6.2 制冷量计算Q02=M2(hg1hf1)V1KW Vg1其中：M2制冷剂的质量流量 kg/hhg1制

11、冷剂在压缩机进口处的焓值 KJ/Kg hf1节流阀前液态制冷剂的焓值 KJ/Kg V1 实际进气状态的制冷剂蒸汽比容 M3/Kg Vg1标准规定工况的制冷剂蒸汽比容 M3/Kg7、主、辅测相对误差Q01Q02E×100Q018、制冷效率Q01W2其中：Q01主测制冷量 KW W2压缩机输入功率 KW附录 R11压力与温度的对应关系 绝对压力 温 度 绝对压力 温 度 绝对压力 温 度0.4017 0 0.6055 10.0 0.8838 20.00.4373 2.0 0.6547 12.0 0.9499 22.00.4754 4.0 0.707 14.0 1.0193 24.00.516 6.0 0.7625 16.0 1.0937 26.00.559 8.0 0.8214 18.0 1.1717 28.0测试数据记录班级代号 姓 名 实验日期测试参数 吸 气 压 力 排 气 压 力 节流前压力 R11饱和压力 当地大气压力 吸气温度 排气温度 节流前温度 流量计频率单位 MPa MPa MPa MPa MPa MPa mmbar HZ W W12