南师建筑环境与设备工程专业实习指导书讲解

1、建筑环境与设备工程专业实习指导书南京师范大学动力工程学院建筑环境与设备工程系2014 年 2 月目录1. 制冷空调综合实验系统空调及水系统原理2. 制冷空调综合实验系统测控原理3. 制冷机组性能测试实验指导4. 风机盘管性能测试实验指导5. 辐射供冷（暖）及置换通风实验系统原理6. 实习报告内容7. 实习安排制冷空调综合实验系统空调及水系统原理1. 概述南京师范大学制冷空调综合性能试验装置是一套采用空气焓差法测量原理， 可以准确测 定单元式空调器及风机盘管制冷量、 风冷冷水机组、风量、等技术参数。 设备运转采用可编 程控制器为核心，测量值由计算机进行数据采集处理，自动打印测试报告。试验装置依据

2、标准：1.GB/10870-2001容积式和离心式冷水（热泵）机组2.GB/T17758-2008单兀式空气调节机性能试验方法3.GB/T19232-2003风机盘管机组4.GB/T18430.1-2006蒸气压缩循环冷水（热泵）机组泵）机组工商业用和类似用途的冷水（热5.GB/T18430.2-2006蒸气压缩循环冷水（热泵）机组机组户用和类似用途的冷水（热泵）6.GB/T18836-2002风管送风式空调（热泵）机组每个测试系统包括空制冷空调综合性能试验装置由室内侧、室外侧两个测试系统组成, 气处理系统、水循环系统、无压加湿系统及其控制测量系统。风柜风冷冷水机组风冷冷水机组风冷冷水机组JJ

3、D_II 僅卜2.空气处理系统恒温水箱七-e?W加湿管电加热盘管内蒸发器空 气 处 理 机被测机器裁J1 1”1 一电加热盘管蒸发器加湿管低=-温 空气1处n|j理w-机世室I外-空打 气L处理机-电加热盘管侧风 冷冷 凝机 组加湿管表冷器表冷器放水管t低温风冷冷凝机组室内侧风冷 冷凝机组(1) 空气处理系统包括测试间、空气处理机、回风系统、送风系统。(2) 室内侧空气处理系统测试间下部为被测机器的测试空间，测试间上部为空气处理机组送风空间。空气处理机组出风一部份经被测机器排至室内侧，另一部份直接回空气处理机组处理。具体参见如下示意图：图2室内侧空气处理系统空气处理系统中采用了 1台30000

4、朋巾的空气处理机组。处理机包括直接蒸发换热段、 电加热换热段、无压蒸汽加湿段、送风机段。具体参见如下示意图。回风、初效过滤、蒸发、挡水、混合、加热、加湿段送风机段图3室内侧空气处理机室外侧空气处理系统测试间：该系统以0C为分界点：0C以上采用常温空气处理系统,0C以下采用低温空气处理系统。常温空气处理系统测试间下部为被测机器的测试空间，测 试间上部为被测机器的排风空间及空气处理机组回风空间。具体参见如下示意图：图4室外侧空气处理系统低温空气处理系统测试间下部即是空气处理空间也是被测机器的测试空间。被测机器出风与空气处理机出风混合后进入空气处理机回风。具体参见如下示意图。图5低温空气处理系统处理

5、过程示意图常温空气处理系统中采用了一台45000m3/h的空气处理机组。处理机包括表冷器换热段、直接蒸发换热段、电加热换热段、无压蒸汽加湿段、送风机段。具体参见如下示意图。图6常温空气处理机换热段、电加热段、无压蒸汽加湿段。具体参见如下示意图。tutItril-I itrds出风多叶调节风阀加湿段风机及电机旁通电动多叶风阀电加热匕二二二二I蒸发器框架接水盘及底座排水口图7低温空气处理机3.水系统制冷空调综合性能试验装置的水循环系统包括被测机器测量水循环系统、辅助水循环系统。其中测量水循环系统完成常规国家标试验循环系统。辅助水循环系统包括：表冷器循环换热系统（利用被测机器产生的冷（热）水和测试间

6、内空气循环换热。）、给水箱提供冷源的 三台10TR的冷水机组循环水系统、给水箱散热循环水系统（被测机器产生的热水打到风机盘管降温后回水箱）。_接被试II 1接被试L1 DN65L1 DN40L1' DN65 IG DN25Lp1'1 DN80 'L1 DN80至就近地沟或排水井引51 N DL2' DN32 :;,卜接被试机水L2 DN25 L2 DILp21：!DNll0 ILp22 DN25a_lbkCjdiiehgL5 DN40L5 DN32十皿斗卜| HlL_了厂皿-Lp2'1 DN40 L2 DN40Gp DN25O5ND 垢排Loo 1N D

7、 YL5' DN32:与机组I机组fl"；斤1：风冷冷水机组 亚霊风冷冷水机组风冷冷水51N D51N D51N D51N D.1 .-:SPI s P fcs p s p室冷空调综合实验系统测控原理1. 概述制冷空调综合性能试验装置测试装置的控制、测量系统主要包含控制柜"Con sole开关柜"Switch Board "、动力柜"Power Cab in et ”、稳压电源以及现场的温度、压力测 点。电气控制系统是整个试验装置的大脑，控制整套系统运转。2. 供电系统装置中供电系统分为两部分：被测机器稳压电源、设备稳压电源。靠近控制室

8、的两只电气柜为“稳压电源”，其作用是把电源稳压后供应整个试验装置中除被试机外所有设备的用 电。其右侧两只为“调压稳压电源” ，其作用是供应被试机的供电，可以调节电压后稳压,相电压调压范围为 176264V （相电压）。3. 控制部分指 常 异测试间干球1# /蒸汽阀测试间干球1# /排风扇厂测试间湿球1#露点温度#冷却塔回水温度丫测试间干蜂鸣器球2#J /通阀器前后温差丿控制柜门2#低温空调机组旁 通风阀调节(HP34970A 采集器2#后温度广f测试间湿球消音非常停止WT230功率测量仪HP34970A 采集器1#水箱温度/换热测试间静压1测试间 静压2选择报警复位被测机器流量被测机工况显示

9、（制冷、制热）表冷器回水温度触摸屏电源开关电压调节尸工况选择（标准/动态加载）测试 间灯 开关（1） UT550 PID控制器介绍图10 UT550 PID控制器面板PID控制器是通过当前值 （PV与设定值（SP）的偏差，经过P、I、D参数的运算，去改 变执行机构的位移达到自动调节目的的一种自动控制器。该调节表的P表示比例作用，一般表现为减小P值，可增大振荡，增加静态和稳态偏差；I表示积分作用，一般表现为减小I值，可增加振荡，减小静态和稳态偏差；D表示微分作用，一般表现为增大D值，可抑制超调，增加振荡。（2）功率计（WT230介绍3；n V 74 k A vac M V T】"

10、63;1 XFCTJO ELEE-I11 1=1B二 /：.（H 7 PF k A d?gM v13 rFLFU% ELEE-"T1 1 1=LL5C、1 Jr> 7 HZ k A hM W h±1j rii iiI1FO .v'EkI 11=3 u I I 1P3I1 H -V U | ”眄斡-(3 )数据采集器介绍图12数据采集器面板该类型采集器每台有三个模块，每个模块共有22个通道，101-122、201-222、301-322 ,根据实际情况，不是每个模块的通道都用满了，有的只用了其中的一部分，每个通道连接的物理量名称可参阅试验装置的电气图纸或计算机采

11、集软件上的相应环节。一般情况下，只要计算机采集软件正常工作了。三、制冷机组性能测试实验指导风冷热泵冷热水机组工作流程实验1. 实验目的1. 掌握风冷热泵冷热水机组的工作原理2. 了解室外空气处理系统的工作流程3. 掌握利用人工环境室测量风冷热泵冷热水机组性能的方法4. 了解机组实际运行时，各压力、温度的特征点与理论计算的差别5. 在实验基础上，学习对机组运行状态的分析方法2. 实验装置与设备实验样机为一台名义工况制冷量为16kw的小型风冷热泵冷热水机组，下图为其系统原理图膨胀阀 一图13风冷热泵冷热水机组系统原理图3. 实验原理利用室外空气处理系统使室外侧环境间的干球温度，湿球温度达到测试工况

12、规定的要 求。在规定的工况条件下，运行风冷热泵冷热水机组，记录机组机组运行状况。4. 实验方法与步骤(1) 系统了解人工环境实验室的空气处理系统及工作原理(2) 系统了解人工环境实验室的测控系统及工作原理(3) 系统了解风冷热泵冷热水机组的工作流程与用途(4) 系统学习有关国家检测标准中的相关部分(GB/T18430.2-2001 蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组户用和冷似用途的冷水(热泵)机组)(5) 按冷热泵冷热水机组样本及实验系统说明书连接冷冻水系统及测试段(6) 按冷热泵冷热水机组样本连接电气系统(7) 按测试要求布置压力传感器、温度传感器(8) 启动室外侧环境间空气处理系统，使系统的运行

13、目标逐步达到实验规定的 环境条件要求(9) 在适当的环境条件下启动风冷热泵冷热水机组，在室外侧环境间达到规定 要求且风冷热泵冷热水机组的运行进入稳定运行状态后按测试要求记录数 据5. 实验数据记录参考表风冷热泵冷热水机组工作流程实验记录表机组型号：实验时间实验人员(1)实验工况：进风干球温度=35 C进风湿球温度=24 C进水温度=12C出水温度=7 C(2)实验记录项目1234平均值进风干球 温度进风湿球 温度进水温度出水温度水流里制冷量输入功率COP大气压排气压力冷凝器进口 压力冷凝器出口 压力干燥过滤器 前压力膨胀阀前 压力膨胀阀后 压力出蒸发器 压力四通阀后 压力吸气压力排气温度冷凝器

14、进口 温度冷凝器出口 温度膨胀阀前 温度膨胀阀后 温度蒸发器出口 温度四通阀出口 温度吸气温度温度单位：C水流量单位：va/h 压力单位：Mpa制冷量单位：kw 输入功率单位：kw四、机盘管性能测试实验指导1. 实验目的和要求1、掌握风机盘管性能测试的原理和方法；、风机盘管性能参数的测定（按JB/T 4283 91的规定进行）；、表冷器、加热器性能的测定；、空调房间空气参数的测定实验；、空调系统风压、风速和风量的测定实验；2、进一步了解影响风机盘管性能的因素；3、提高测试技能。2. 实验装置实验装置如图所示试验装置包括以下三部分1、 空气预处理设备：用来建立所要求的空气测试条件。预处理设备包括

15、： 加热器、加湿器、换热器及制冷设备等。 预处理设备应能确保稳定的空气入口状态参数。2、风路系统：用来测量风量和空气的干、湿球温度。风路系统包括：静压室、混合室、排气室、空气混合装置、空气干、湿球温度取样装置、流量测量喷嘴、调节风门以及辅助风机等。静压室的截面尺寸应与被测风机盘管出口尺寸相同，其长度应使空气阻力为最小。混合室、排气室的截面尺寸可根据喷嘴安装尺寸的要求决3、水路系统：测量水温和水量。水路系统包括：水温测量装置、液体流量计、量筒（应能贮存至少2min的水量）、调节阀、水箱和水泵等。3. 实验原理风机盘管的实验原理如下图所示。测定风机盘管的风量、 进出风的焓差计算空气的供冷量或供热量

16、，通过测定水的流量、进出水温计算出水的供冷量或供热量。调解风机盘管的风量，测定不同风量下的风机盘管的换热量即风机盘管的性能参数。siftie图144. 实验方法和步骤确认实验前准备工作按照操作说明书要求准确无误（特别是喷嘴的选择）。1、风量试验1）确认试验前准备工作无误。2）打开计算机，进入 制冷空调综合试验装置测试软件”，选择相应试验类型按钮，按照提示和具体情况填写软件要求输入的项目（特别注意按实际打开喷嘴数来输入软件之中），并输入被试机的铭牌参数，请留意软件页面中的帮助信息。3）设定工况参数（环境间干湿球温度、进出水温度、出风静压等）并发送到调节仪表， 运行试验程序。4）打开触摸屏画面中根

17、据房间所需空气处理量选择空调机风机高速”或空调机风机低速”，打开 进口取样风机”，并选择适当的电加热。注意：除试验工况外，仪表内的其他参数一经设定，不得随意改动。风量试验工况干球温度按标准一般设在2021 C，湿球不作要求。做风量试验时，注意将水管路阀门关上。2、制冷试验1）做完风量试验后，进入制冷空调综合试验装置测试软件”，选择相应试验类型按钮，按照提示和具体情况填写软件要求输入的项目（特别注意按实际打开喷嘴数来输入软件之中），并输入被试机的铭牌参数，请留意软件页面中的帮助信息。2）设定工况参数（环境间干湿球温度、进出水温度、出风静压等）并发送到调节仪表，输入风量试验的功耗，运行试验程序。风

18、量试验结束后，注意记下被试机的输入功率，该功率在制冷和制热试验时需要输入。3) 打开触摸屏画面中根据房间所需空气处理量选择 “空调机风机高速 ”或 “空调机风机低 速”，打开 “进口取样风机 ”，并选择适当的电加热。4) 在触摸屏中选择适当流量的样机水泵供水，并打开样机水泵变频器。 (此时最好将 “水 出口温度 ”调节表置为手动并观察软件采集的数据， 使其接近额定流量) 。打开触摸屏画面中 根据房间所需空气处理量选择 “空调机风机高速 ”或“空调机风机低速 ”，打开 “进口取样风 机”，根据被试机的散热负荷选择打开制冷机的个数，并选择适当的电加热和电加湿(可以 根据计算和实际情况选择开启固定电

19、加热和固定电加湿)来使房间热湿负荷得以平衡。5) 在触摸屏中根据被试机实际情况打开对应行的 “引风机(大) ”。6) 在试验装置的风侧和水侧均运行起来后，按照被试机说明书要求的步骤运行被试机供 冷工况。并根据被试机的辅侧负荷适当开启触摸屏画面中的冷水机组、恒温水箱的电加热， 以使恒温水箱温度保持相对稳定。7) 将室内侧干、湿球温度调节表均设为自动状态，为提高试验速度可适当手 动干预调节表使其尽快进入工况。 加湿为电加湿， 要整箱加湿箱冷水烧开需要一 段时间 (30min) ，为提高试验速度和节约能源， 可以先将湿球温度调节设为手动， 开启固定电加湿和可调电加湿(手动设为 100%)，待加湿箱水

20、烧开后，停固定电 加湿，可调电加湿设为自动。8) 待工况稳定后，在软件中选择 “正式开始 ”，计算机将自动记录试验数据， 并将结果保存起来，用户可以随时打印试验结果。注意：在制冷工况时恒温水箱温度设为57C,在恒温水箱温度接近5C时，此时 冷水机组进口温度较低， 则出口温度会更低， 注意冷水机组的防冻开关的设定不 能太高，否则冷水机组会自动保护而跳机，使已经做了一半的工况跑掉。3、关机程序：a. 试验结束后，应首先关被试机、被试机供电、空气处理机中的电加热、电加湿、恒温水箱 电加热、冷水机组和压缩冷凝机组。b. 再过12分钟关空气处理机的风机、被试机水泵变频器和被试机水泵。c. 关 出口取样风

21、机”和 进口取样风机”。d .关控制柜电源开关。e. 关动力柜电源开关。f. 关稳压电源及总配电柜电源4、制热试验实际操作步骤同制冷试验。制热工况的调节类似冷水机组的制热工况的调节，控制进水温度在60C，出水温度不控制，水流量按制冷试验的流量值调节。恒温水箱温度调节表可以设为6265 C，先开水箱固定和可调电加热，等恒温水箱温度接近58C时，再停固定电加热。 让可调电加热热负荷与被试机 散热负荷平衡，使恒温水箱温度保持相对稳定。因恒温水箱的温度为60C，温度较高，而电加热为 48kW ，需要加热一段时间，为节约能源，建议先开恒温水箱电加热和电加湿，待恒 温水箱温度快接近设定值，加湿水箱快烧开时

22、，再开空气处理系统。5. 实验结果和要求4、按照下表要求记录有关数据工况 序号空气 温度C湿球温度C相对湿度%大气压力Pa入风干 球温度C入风湿球温度C风量m/h出风干 球温度C出风湿 球温度C入口 水温C出口 水温C水的 流量 kg/h1234565、按照下表要求计算工况 序号空气 密度 kg/m3入风焓kJ/m3出风焓焓差风测换 热量水测换热量123456五、辐射供冷（暖）及置换通风实验系统原理38001900LCMS250*250160*160(4)200*180I00*140200*140二楼风管平面图|£|=11uX风机电加热器A-A剖面图图15实验室送风管道地板辐射供暖作

23、为一种舒适、节能的空调方式在我国北方地区的应用日益广泛，地板供冷的 可行性也随之得到更多的关注。本实验室是地板供冷与置换通风相结合的复合式系统，两者 结合可发挥两个系统互补的优势。地板供冷/置换通风复合式空调系统试验台的建立为该系统的可行性研究提供了试验基础。本实验室可根据不同室外气温下的室内温度场分布，对系统的特点进行了分析，置换通 风系统在近地面处形成干燥空气层，可有效防止夏季气候潮湿地区在地板表面出现结露现象;地板供冷系统由于相当部分的冷量以辐射形式传递，室内温度分布比较均匀。 室内速度场分布难以得到准确的实测结果，我们可以借助FLUENT软件，对该复合式空调系统下室内速度场 进行模拟，

24、其中边界条件的输入主要采用实测数据。另外，我们可以通过对地面与室内的换 热过程进行了分析，建立数学描述方程，并与单独采用地板供冷系统时地面与室内的换热效 果进行比较，由于置换通风系统的存在，复合式空调系统条件下地面与室内的对流换热效果 得到强化。理论和试验研究结果表明，地板供冷/置换通风复合式空调系统能够适应长江中下游地区 夏季气候潮湿的特点，在室内形成比较好的空调效果。试验室位于南京师范大学紫金校区。试验室由测试房间和补偿套间两部分组成。图16实验室地板埋管铺设12D+11D-盍楼迫心2号唐间J I，1咖皿卄间012卩:图17置换通风系统布置六、实习报告内容1. 制冷空调综合实验系统的功能及工作原理2. 制冷空调综合实验系统测控原理3. 制冷机组实验总结根据制冷机组实验过程及实验结果完成实验报告，实验报告内容包括：，并与理论工1. 根据风冷热泵冷热水机组的实验记录，完成风冷热泵冷热水机组工作过程的 P-h 作过程的 P-h 图进行对比2. 分析风冷热泵冷热水机组高压系统压力、温度的运行特点3. 分析风冷热泵冷热水机组低压系统压力、温度的运行特点4. 分析四通阀的压力、温度变化特点及对风冷热泵冷热水机组运行的影响5. 分析冷凝器的工作特点6. 分析蒸发器的工作特点7. 根据压缩机的性能参