一机二库性能实验

1、实验四、一机二库性能实验一、实验目的通过本实验的学习和训练，使学生了解并熟悉典型制冷装置的制冷系统、总体结构与运行特性；了解或掌握单台制冷机组如何给两个不同温度要求的冷间提供冷量和以及蒸发压力调节阀的构造、设置、调节原理，训练或培养设计控制系统的技能，为今后在冷库设计与调控方面的学习奠定基础。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，系统组成原则。参观冷库系统结构。 2.演示一个机组如何向两个不同温度要求的库体供液。 3.熟悉蒸发压力调节阀的构造、设置、调节原理。二、实验原理、方法和手段1.实验原理一机二库制冷装置是由一台制冷压缩冷凝机组同时向两个不同蒸发温度的

2、冷间供应冷量，例如：高温冷间的蒸发温度为+5左右，低温冷间的蒸发温度为-15左右。当不同蒸发温度的蒸发器共用一根回气管路时，由于每个蒸发器的制冷剂蒸发压力各不相同，而压缩机的吸气压力是与蒸发温度最低的冷间蒸发器的蒸发压力保持一致。在制冷系统运行时，为了维持每一冷间所必需的蒸发温度（蒸发压力），在蒸发温度较高的蒸发器出口管路上设置蒸发压力调节阀KVP（即背压阀），从而保证高温冷间的蒸发器内维持所需的蒸发压力（蒸发温度）。本实验装置在高温冷间的蒸发器出口管路上安装了蒸气压力调节阀，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与吸气压力保持一致，这样就保证了系统中各个蒸发器在各自不同工况

3、下正常运转。另外，由于高、低温冷间的蒸发器共用同一根回气管路，当制冷压缩机停机时，各蒸发器的压力很快平衡。这样就有可能使高温冷间蒸发器中的制冷剂气体流到低温冷间的蒸发器中去冷凝,而当压缩机再次启动时就会造成液击事故。因此，为防止液击事故的发生，本实验装置在低温冷间的蒸发器出口管路上安装了单向阀。本系统使用的工质R12充灌重量约2kg。本实验装置制冷系统加装一个冷凝压力控制器，当冷凝压力大时，风机启动；当冷凝压力减小时，风机停止。制冷循环压-焓图如图1所示,一机二库制冷装置的工作原理图如图2所示，其电气控制原理图见图3。2.实验方法和手段运行一机二库制冷装置，调整至预设工况；利用预埋的测点读取相

4、应的实验数据，然后根据制冷量的计算方法进行数据整理与分析，最后完成实验报告。通过该实验使学生了解并熟悉一机二库制冷装置的工作原理、调节方法，初步学会制冷装置的运行、调整。了解并掌握制冷装置制冷量的测试方法、测试原理和热工仪表的校准和使用。（1） 测试点参数表1 测试点位置序号测点位置压力（MPa）温度()备注1压缩机吸入口2压缩机排气口3蒸发压力调节阀4单向阀阀前5高温膨胀阀出口6高温膨胀阀进口7低温膨胀阀出口8低温膨胀阀进口9冷凝器出口表2 库温、流量等测点序号测量参数测量值1测量值2测量值310高温蒸发器库温()11高温冷间制冷剂流量(m3/s)12低温蒸发器库温()13高温冷间制冷剂流量

5、(m3/s)14压缩机输入功率测量电流（A）电压（V）15空气加热器电流（A）电压（V）（2） 一机二库制冷系统过热度设置及运行效果热力膨胀阀的过热度调节，旋下密封螺帽，顺时钟旋转调节杆，可增加静态过热度，逆时针旋转为减小静态过热度。一旦停止旋转，系统因为温包温度的反馈作用，而维持在一定范围内的过热度。通过热度的调节，观察静态过热度的大小对蒸发器的制冷量的影响程度，从而确定热力膨胀阀静态过热度与蒸发器的最佳匹配点，使蒸发器的利用率最高，制取的制冷量最大。（3） 制冷量的计算方法 根据实测制冷剂流量与蒸发器进、出口的比焓值计算制冷量 （1）式中：高温蒸发器的制冷量，；高温冷间的制冷剂流量，；高温

6、冷间蒸发器出口的制冷剂比焓值，； 高温冷间蒸发器进口的制冷剂比焓值，； （2）式中：低温蒸发器的制冷量，；低温冷间的制冷剂流量，；低温冷间蒸发器出口的制冷剂比焓值，； 低温冷间蒸发器进口的的制冷剂比焓值，； （3）式中：总制冷量，； 根据实测制冷压缩机的输入功率计算制冷量 （4）式中：压缩机的电流，；图1 制冷循环压-焓图压缩机的电压，； 电机的功率因数； （5） 式中：全封闭制冷压缩机的额定功率，；全封闭制冷压缩机压缩机的电流，；全封闭制冷压缩机压缩机的电压，； 根据实测空气加热器的功率计算制冷量 （6）式中：空气加热器的加热量，；空气加热器的电流，；Vk空气加热器的电压，。（4） 制冷压缩

7、机输入功率的计算方法： （7）式中：制冷压缩机的输入功率，；制冷压缩机的电流，；制冷压缩机的电压，；（5） 一机二库的能效比： （8）图2 一机两库制冷装置原理图1.制冷压缩机 2.贮液器 3.冷凝器 4.蒸发压力调节阀 5.高温蒸发器 6.高温冷间膨胀阀 7. 电磁阀 8.流量计 9.手阀 10.低温流量计 11. 低温冷间热力膨胀阀 12.低温蒸发器 13.干燥过滤器 14.数显温度仪 15.单向阀 16. 温度计图3 一机二库电气控制原理图三、实验内容1.认识并熟悉一机二库的制冷系统和总体结构；2.按照设定工况，进行一机二库的运行调整；3.工况稳定后，进行一机二库的性能测试；4.测试仪器

8、、仪表的调整，温度及压力传感器的布置；5.数据的采集和整理；6.计算结果。四、实验准备1.了解并熟悉一机二库制冷装置的工作原理、基本组成以及各个设备的结构特点；2.必须仔细阅读实验指导书，了解实验的目的、原理和任务；五、实验步骤1.实验温度的调节：将数字温度显示的选择开关拨至中间位置，显示器指示被测点的实际温度；将开关拨至左边，则指示上限设定温度。调节上限温度电位器，可改变上限温度设定值；将开关拨至右边，则指示下限设定温度，调节下限温度电位器，可改变下限设定值。为保证温度控制器的正常，下限温度设定值必须低于上限温度设定值。2.调节上下限值后，必须将锁紧螺帽拧紧。3.正式运转，合上电源，合上带锁

9、按钮，机组开始运行，逐一打开高低温库的手阀。4.观察高低压压力表的变化情况，如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。5.系统正常工作后，可以按照要求选择关闭6只手阀，模拟系统的各种故障形式。6.当高温库或低温库温度达到预定值时，该库的电磁阀失电关闭。并记录此时的温度。当两库均达到预定值时，压缩机停止，系统处于待命状态。7.制冷量测量，保持冷间温度不变，加载置于冷间内的空气加热器，记录所用电流、电压，计算其功率消耗。8.过热度调节，保持制冷装置稳定运行，调节热力膨胀阀静态过热度的大小，观察蒸发器制冷量的变化趋势。六、注意事项及其它说明1.压缩机在运行时观察排气压力

10、是否在正常的0.81.0MPa范围内。2.压缩机不能频繁开停，每次间隔大约3分钟，否则损坏压缩机。3.每次实验结束后先关吸气端手阀，再关排气端手阀，以防意外泄漏，开机时再打开6只手阀。七、思考题1.绘制一机二库制冷系统流程图并标注压力、温度传感器布置点的位置，蒸发器、冷凝器、热力膨胀阀等型号，绘制系统运行的压焓图。2.绘制电气控制流程图，并简述工作过程。3.说明蒸发温度调节阀（背压阀）的作用与调节原理。4.简述该一机二库制冷系统所选用主要设备的结构特点和运行要求5.在一机二库系统中，如何协调好高温库的背压阀和热力膨胀阀的关系，在调试的时候如何调试？比如，高温库温度压力过高，究竟是调膨胀阀还是背

11、压阀？八、实验报告实验名称：一机二库制冷装置性能实验1.实验目的2.实验内容及原理3.实验仪器4.实验步骤5.实验过程及实验数据记录根据所测得的实验数据，查出各个循环过程中相应的状态点的焓值h、比容v，并在lgp-h图上绘出各循环过程及标出每个行循环过程的各个状态点的焓值，计算相应的性能指标。根据实验及计算结果分析性能指标的变化情况。6.实验情况分析与问题讨论7.思考题表1实验数据记录序号测点位置压力（MPa）温度()备注123Pm123Pm1压缩机吸入口2压缩机排气口3蒸发压力调节阀4单向阀阀前5高温膨胀阀出口6高温膨胀阀进口7低温膨胀阀出口8低温膨胀阀进口9冷凝器出口表2 实验数据记录序号测量参数测量值1测量值2测量值310高温蒸发器库温()11高温冷间制冷剂流量(m3/s)12低温蒸发器库温()13高温冷间制冷剂流量(m3/s)14压缩机输入功率测量电流（A）电压（V）15空气加热器电流（A）电压