《制冷原理与设备》实验指导书

《制冷原理与设备》实验指导书

郭兆均 主编

二00七年二月

制冷（热泵）循环演示装置

实验指导书

一、实验目的

制冷循环演示装置可为“制冷原理与设备”的专业课程进行演示性实验。通过本实验，让同学们加深对制冷（热泵）循环工作过程的理解，熟悉制冷（热泵）循环演示系统工作原理。并进一步掌握制冷（热泵）循环系统的操作、调节方法，并能进行制冷（热泵）循环系统粗略的热力计算。

这套装置是采用玻璃作换热器的壳体，管路中有透明观察窗，因此，实验过程能让同学们清晰地观察到制冷工质的蒸发、冷凝过程及流后产生的“闪发”气体面形成的二相流，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基本特征。

二、实验装置简图：

制冷（热泵）循环演示装置原理图 三、实验所用仪表、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，然后打开冷却水阀门，利 用转子流量计上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察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”位置上，再打开冷却水阀门，利用转子流量计 上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察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。实验结束后，必须先按下停止压缩机的开关，切断压缩机的供给电源，然后再关闭供水阀门。

五、实验数据处理 项目 数据 A V G1 G2 G，1 G，2 t1 t2 t3 t4 ta te tc N

六、制冷（热泵）循环系统的热力计算 1. 当系统做制冷运行时：

t)2q 换热器1的制冷量为： Q1G1CP(t11 （Kw） t)4q 2换热器1的制冷量为： Q2G2CP(t3 （Kw）

热平衡误差为： 2制冷系数：1Q1(Q2N)100%

Q1Q2 N2. 当系统作热泵运行时：

'')q '1 （Kw） 换热器1的制冷量为： Q1G1CP(t2t1'''换热器2的制冷量为： Q2G2CP(t4t)3q 2 （Kw）

Q1'(Q2'N)热平衡误差为： 2100% 'Q2Q1'制热系数：1

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。 t1、 t2和t3、 t4——换热器1和换热器2的水进出温度 CP——水的定压比热，4.1888KJ/kg·℃

q1、q1'和q2、q2'——换热器1和换热器2的热损失

3'3其中：q1a(tatc)10(kw) q1a(tatc)10(kw)

q2b(tatc)103(kw) q2'b(tate)103(kw)

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——电机效率；V——电压；A——电流

VA Kw 1000七、实验后的分析讨论题：

1. 分析实验的结果，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节手段是什么？

压缩机性能实验指导书

一、实验目的

制冷压缩机性能演示设备是制冷压缩机的专业课程主要的实验之一。通过本实验，让同学们加深对影响制冷压缩机性能因素的理解。该装置能为蒸汽压缩式制冷机循环提供大量实验数据,是给我们分析压缩机式制冷机性能的一套很好装置。

二、实验装置简图：

制冷压缩机性能实验装置

三、实验所用仪器、仪表设备：

压缩式制冷一套；转子流量计；温度计；压力表；电流表；电压表；弹簧测力计；手持式转速表

四、实验步骤：

1.先打开压缩机吸、排气阀门。接通总电源开关，开启冷凝器及蒸发器供水阀门。

2.启动压缩机开关，压缩机开始运转。此时，应注意压缩机主轴转向是否与机体标箭头一致，否则，长时间反向运转会使压缩机缺油，就会造成事故！压缩机启动时，如出现不正常响声（如液击），应立即停机，过半分钟后再开启压缩机，这样反复一、二后压缩机即可正常运转。如果是机械故障，应停机排除后再重新启动，然后打开制冷剂供液截止阀。 3.工况调节：

1）蒸发压力和吸气温度的调节（蒸发压力可以从吸气压力表上近似反映出来）。由于蒸发器的热量是采用电加热供给，为了防止蒸发器冻结，将蒸发温度定在±10℃。

A．蒸发压力的调节：开大或关小节流阀，可使蒸发压力提高或降低，随之吸气温度也将稍有降低或提高。

B．吸气温度的调节：改变电加热器功率，提高或降低进入蒸发器制冷剂温度，增加或减少制冷剂流量，可使吸气温度提高或降低，同时蒸发压力也将相应的升高或降低。 2.冷凝压力的调节（冷凝压力可从排气压力表上近似的反映出来），增加或减少冷凝水的流量可使冷凝压

力降低或升高。

3.待工况稳定后即可开始记录实验数据，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。

五、数据整理 热偶温度 t1 t2 G1 G2 T1 T2 A V cos 1 2 P1 P2 CP 制冷量 QCPG1(t1t2) 冷凝器放热量 Q2CPG2(T2T1) 压缩机轴功率 NAVCOS12 热平衡误差 Q1(Q2N)100%

Q式中： CP——水的定压比热，J/kg℃

G1、G2——蒸发器冷凝器的水流量 kg/s t1、t2——蒸发器的水的进出温度 ℃ T1、T2——冷凝水的进出温度 ℃

A、V—— 电动机的工作电流、电压 A、V cos——功率因数

1、2——电机功率、皮带传动效率

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，最后切断电源。 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、分析讨论题：

将实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”——测量压缩机排气量

实验指导书

一、实验目的

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。它表征机器的工作能力：测量压缩机的排气量，可以直接判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。本实验主要利用定容积法，测定压缩机的排气量。通过本实验：主要是想同学们更加深对压缩机排气量这个基本概念的理解，并掌握实验装置的基本原理及实验方法，初步了解如何对实验数据的处理及对误差的估算。

二、实验装置简图： 6 9 5 8 2 7

1 3 4

1——压缩机 2、3、4——阀门 6、9——压力计 7——温度计 5、8——储气罐

三、实验所用仪表、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0.1m3，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、实验基本原理

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，并切断所有耗风设备，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，记录下压缩机开始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。

假定容器的容积为VB（米3），测定容器内气体的原始质量为：m1PV1B（公斤） RT1 充气后容器内的质量为：m2压缩机向容器内充进的气体质量为： Mm2m1PV2B（公斤） RT2VBP2P(1) R1T2T1根据压缩机排气量的定义：排气量可按下式计算：

Q60VBP2P60VBT1P2P1(1) 或 Q()

R11T2T1R1T2T1； Q——压缩机的排气量（m3/min）

——压缩机向容器内充气至工作压力P2所需时间（s）；

VB——容器容积（m3）；

R——气体常数（J/（mol·K））；

1——压缩机吸气状态下的气体密度（kg/m3）；

P1、T1——压缩机吸气状态的压力和温度； P1、P2——容器充气前和充气后绝对压力； T1、T2——容器充气前和充气后的温度； RC——空气气体常数，287.13；

计算在额定转速下的空气压缩机排气量Q。

Qs[n]Q [n]——额定转速（rmp） n——实际转速（rmp） n

五、实验方法与步骤：

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的读数达到工作压力时为止。

2.打开阀门4，使储气罐8与大气相通，并以阀3调节储气罐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内的空气达到稳定状态以后，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T8和P8。

4.关闭阀4，一面开始计算时间，一面开始向储气罐8送气，还时仍应利用阀3调节，使压力计6的读数不变。

5.当储气罐5和8的压力相等时，立即关闭阀3，并计算送气时间和用温度计7测量其温度，即得出P T。

利用以上推出的排气量计算公式即可计算出压缩机的排气量。

六、实验数据及处理：

  n Q 项T0 T1 T2 P0 P1 P2 P3 V R 目 数值

七、实验结果分析和思考题

1.试分析引起容积法测定排气量测量误差的各因素，并提出相应避免或减少误差的措施。

2.设压力P1、P2的测量误差为dP1、dP2, 温度为T1、T2，测量误差为dT1、dT2，定容积容器的测量误差为DvB试导出排气量测量的相对误差的计算式。

3.为了减少误差，如果储气罐与连接管无气体泄漏时，宜在关闭3和4后使储气罐8内的空气冷却至送气前的温度T，使储气罐8内的空气压力降至P，压缩机的排气量可按下式计算。 Q

60VP3P1(), 说明其道理。 RCP2