《制冷原理与设备》实验指导书

。「东海洋大学

《制冷原理与设备》试验指导书

郭兆均i编

二00七年二月

制冷（热泵）循环演示装置

试验指导书

一、试验目的

制冷循环演示装置可为“制冷原理与设备”的专业课程法展演示性试验。通过本试验，让同学们加

深对制冷（热泵）循环工作过程的理解，生疏制冷（热泵）循环演示系统工作原理。并进一步把握制冷（热

泵）循环系统的操作、调整方法，并能进展制冷（热泵）循环系统粗略的热力计算。

这套装置是承受玻璃作换热器的壳体，管路中有透亮观看窗，因此，试验过程能让同学们清楚地观

察到制冷工质的蒸发、冷凝过程及流后产生的“闪发”气风光形成的二相流，使之了解蒸汽压缩式制冷循

环工质状态的变化及循环全过程的根本特征。

二,试验装置简图：

排水

转

京

子

器

流

2

.a制冷

计

2压郎机

制冷（热泵）循环演示装置原理图

三、试验所用仪表、仪器设备：

1.转子流量计2.温度计3.压力表4.电压表5.电流表6.蒸汽压缩式制冷机

四、操作步骤：

1.制冷循环演示的操作，先将制冷系统中的回通换向阀调至“制冷”位置上，然后翻开冷却水阀门，利

用转子流量计上面的阀门作适当调整蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观看制冷工质的冷凝及

蒸发过程与其现象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压

力、蒸发压力，以及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。

2.热泵循环演示：把制冷系统中的四通阀调整至“热泵”位置匕再翻开冷却水阀门，利用转子流量计上

面的阀门作适当调整蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观看制冷工质的冷凝及蒸发过程与其现

象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压力、蒸发压力，以

及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。试验完毕后，必需先按下停顶压缩机的

开关，切断压缩机的供给电源，然后再关闭供水阀门。

五、试验数据处理

项AVGltatetcN

.5G、.l3

目

数

据

六、制冷(热泵)循环系统的热力计算

1.当系统做制冷运行时：

换热器1的制冷量为：Q.=G<(，—，)+[(Kw)

1UPI2i

换热器1的制冷量为：Q=GC(/—t)+q(Kw)

221/>342

热平衡误差为：△=g-"「N)x]00%

2w

制冷系数：£二2

1N

2.当系统作热泵运行时：

换热器1的制冷量为；2“=G;CQ—方)+夕-(Kw)

Iv-iP211

换热器2的制冷量为：Q'=G)+q”(Kw)

22Hp432

0-0+N)

热平衡误差为：△=—I----------2---------X100%

2Q\

O''

制热系数：£=x.

•N

上述各式中：

G——水流量，下标1、2分别表示为换热器1和换热器2。

I,和\、14-换热器I和换热器2的水进出温度

Cp——水的定压比热，4.1888KJ/kg・℃

夕、夕”和、夕;—换热器1和换热器2的热损

।外2失2

其中：q=〃(加一")x10-3(kiv)q”=aQa-/f)x10-3(扁〃)

q—b(ta—£)xl0-3(后?”)q：=b{ta一/e)x10-3(应?〃)

式中，ta是环境温度，te、tc——制冷剂在蒸发压力、冷凝压力下对应的饱和温度。

a、b——换热器1、2的热损失系数；

N——压缩机轴功率，N=n1仔长亚

1000

n------电机效率；v-------电压；A—电流

七、试验后的分析争论题：

1.分析试验的结果，指出影响各系数测定精度的因素。

2.指出本系统运行参数的调整手段是什么？

力降低或上升。

3.待工况稳定后即可开头记录试验数据，要求每隔10分钟读取一次数据，并取四次的数据的平均值作为

测定结果。

冷;凝器放热量Q=CdS(T-T)

2/»IJ22I

压缩机轴功率N=4?COS(pJ产2

O-(O-N)

热平衡误差\=2——-xlOO%

Q

式中：C----水的定压比热，J/kg*C

G：G——蒸发器冷凝器的水流量kg/s

二、I：——蒸发器的水的进出温度℃

T：、T：——冷凝水的进出温度°C

A、V--一电动机的工作电流、电压A、V

COS(p——功率因数

H、n——电机功率、皮带传动效率

I2

六、停机步骤

关闭电加热器、压缩机开关电源，待5分钟后关闭冷凝器的供水阀门，最终切断电源。

注：如长期不使用，应关闭后压缩机吸、排气阀门，以防制冷渗漏。

七、分析争论题：

将试验出来的数据结果加以分析，并指出影响各参数测定精度的因素。

“定容积法”一一测量压缩机排气量

试验指导书

一、试验目的

压缩机的排气量，是在吸气状态下的单位时间内每分钟所排出的气体容积和重量，它是压缩机的主

要性能参数之一。它表征机器的工作力量：测量压缩机的排气量，可以直接推断设备的负荷以及机器工

作的完善程度。它是压缩机一项重要经济指标。本试验主要利用定容积法，测定压缩机的排气量。通过

本试验：主要是想同学们更加深对压缩机排气量这个根本概念的理解，并把握试验装置的根本原理及试

验方法，初步了解如何对试验数据的处理及对误差的估算。

二、试验装置简图:

I一一压缩机2、3、4一一阀门6、9一一压力计7一一温度计5、8一一储气罐

三、试验所用仪表、仪器：

计时器一个，转速表一个，标准压力计2个，温度计3支。定容积容器体积为（Mm3,压缩

机型号为2F6.6（汽缸直径为65.5mm）；活塞行程为82mm,缸数为2,转速为560转/分。

四、试验根本原理

在定容积法中，主要以小型空气压缩机的储气罐作为定容器，使之与压缩机的排气口相连通,并切断

全部耗风设备，并在定容积容器上安装压力表和温度计，以此测量容器内的压力和温度。由于活塞式压缩

机的排气管气流呈脉动的影响，在压缩机排气口后安装意义个容器，以作为缓冲器，测量时，待机器运转

稳定后，记录下压缩机开头向定容积容器充气时间（秒）和充气呈工作压力所需的时间（秒），在记录时

间的同时，记录容器内气体的压力和温度。

PV

假定容器的容积为v（米3），测定容器内气体的原始质量为：m（公斤）

B1RT

PV

充气后容器内的质量为：rn=_2一区（公斤）

2RT

2

压缩机向容器内充进的气体质量为：

M=m-m=匕（）

2\RTT

I21

依据压缩机排气量的定义：排气量可按下式计算：

60ypp60VTPP

Q=------（T＞一一L）或_____B-L(-2--»

TRpTTiRTT

I12II21

Q---压缩机的排气量(mVmin)：

。一一压缩机向容器内充气至工作压力/'所需时间(s)；

2

VB―容器容积(m3)；

R一一气体常数(J/(mol-K):

P----压缩机吸气状态下的气体密度(kg/m3)；

।

PjTf——压缩机吸气状态的压力和温度；

P；P"——容器充气前和充气后确定压力；

T：、T——容器充气前和充气后的温度；

—^空气气体常数，287.13；

*算在额定转速卜•的空气压缩机排气量Q。

Q=LJ_2[n]---额定转速(rmp)n----实际转速(rmp)

$n

五、试验方法与步骤：

1.关闭阀3,使空气压缩机先排气至储气罐5内，直到压力计6的读数到达工作压力时为止。

2.翻开阀门4,使储气罐8与大气相通，并以阀3调整储气罐5的空气输出量，使压力计6的读数保

持不变且等于工作压力。

3.当储气罐8内的空气到达稳定状态以后，可用温度计7测量储气罐8内的平均温度，并由压力计9

测得其压力，得出的温度与压力即T和P。

4.关闭阀4,一面开头计算时间，一面开头向储气罐8送气，还时仍应利用阀3调整，使压力计6的

读数不变。

5.当储气罐5和8的压力相等时，马上关闭阀3,并计算送气时间