SB-DJ1单级压缩式制冷循环综合性能实验装置（变频）

一、概述

1、单级压缩式制冷循环综合性能实验按照国家标准GB5773-86"容积式制冷压缩机性能试验方法"设计，以"第二制冷剂量热器法"作为测量方法。实验台的主要部件有：1匹变频空调压缩机，风冷冷凝器，水冷冷凝器和过冷器均为板式换热器，在冷凝器和过冷器之间设有储液罐，以保证过冷器进口的制冷剂为饱和状态。蒸发器是螺旋光管换热器，放置于量热器中。实验中使用了两种制冷工质，一种是主制冷剂，也就是需要通过实验测量其循环性能的工质，为R22；另一种工质是充灌在量热器内部的第二制冷剂，起热传递的作用，试验中采用的是R11。

2、量热器是一个绝热封闭容器，上部装有蒸发器蒸发盘管，电加热器安装在量热器的底部并被容器中的第二制冷剂浸没。实验时，第二制冷剂被装于其中的电加热器蒸发，形成的蒸汽对上部蒸发器的主制冷剂加热，并在盘管外表面冷凝后返回底部。如此反复上下流动，起到传递热量的作用。而主制冷剂则吸热蒸发为气体，被压缩机吸入后压缩为高温高压气体排出，在冷凝器中放热冷凝为液态，再经过冷器过冷，最后由节流阀节流后返回蒸发器，完成制冷循环。当系统循环稳定时，电加热器的加热量与压缩机产生的制冷量相平衡，这也就是电加热器法试验台的测试原理，即利用电加热产生的热量来平衡量热器内蒸发器中产生的冷量。

3、实验中温度数据用数据采集器进行采集，自动采集温度信号显示温度。所有测温热电偶均用标准铂电阻温度计标定过，不确定性±0.1℃。

参考图片

二、实验方法

1、冷凝温度：由触摸屏调节水阀控制冷凝器的进水量。

2、过冷温度：由调节水阀控制过冷器的进水量，调整过冷温度至相应的给定值。

3、蒸发温度：触摸屏手动节流阀，调节压缩机的吸气压力至相应的给定蒸发温度值。

4、过热温度：由输入给量热器内的第二制冷剂的加热量进行调节。

三、实验原理

1、蒸气压缩制冷机是目前应用最广泛的一种制冷机，单级蒸气压缩制冷机是指将制冷剂经过一级压缩从蒸发压力压缩到冷凝压力的蒸气压缩制冷机。空调器和电冰箱以及中央空调用的冷水机组大都采用单级制冷机。

2、按照设计工况设计出来的制冷机，在实际的运行中，由于运行的环境条件的经常变化必然会偏离直接工况，制冷机的性能也必然会改变，对这种制冷机性能的分析叫做操作型特性分析（或变工况性能分析）。此时，整个制冷机的结构、制冷剂等都已给定，而变化的条件是低温热源温度及高温热源温度。而外界热源温度的改变又必然反映到制冷剂在冷凝或蒸发过程中的温度和压力，因此，通过控制冷凝压力和蒸发压力，即可实现不同工况下制冷循环热力性能的测量，从而得到制冷系统在使用同一制冷剂时，不同工况下的制冷量、耗功及制冷系数等热力性能参数。

3、在蒸发器不同压力下，实现压缩机在不同制冷量的测试，具有压缩机过冷/过热自动调节

四、技术性能

1、输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz

2、工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3、装置容量：＜4kVA

4、制冷剂：R22

5、制冷量：1.3kW

6、重  量：100kg

7、外形尺寸：170cm×70cm×142cm约

8、直流电源：DC24V、2A

9、涡轮流量计：4-20MA，流量3T

10、制冷剂控制器：DC24V、2A，通信232

11、第二制冷剂饱和压力表：1MP

12、温度采用PT100传感器:A级，测量范围-50～+150℃ 精度0.1℃。

13、 带多路标准信号采集，采用RS485通讯，通讯协议为MODBUS 。

14、1P过冷器

15、压缩机：30-110HZ变频

16、变频板。

五、基本配置及功能

1.实验台：采用双层亚光密纹喷塑结构，造型新颖。最上层布置制冷系统，可直观展示制冷系统结构；正面设有电源控制及测量仪表功能板。底部装有四个带刹车的万向轮，便于移动和固定。

2.智能多功能控制屏幕：

1）由7寸彩色触摸屏控制，可在线、随意性、控制冷剂量流量，可使压缩机工作在各种压力，温度环境下，从而为实验提供各种状态数据。

2）同时在线压缩机显示电流、电压、各相有功功率 、各相无功功率、合相无功功率、各相视在功率、合相视在功、各相功率因数 、频率、各相有功电能、总有功电能,各相无功电能、总无功电能。

3）通过7寸触摸屏，分别为压缩机吸气口温度、压缩机排气口温度、冷凝器出口温度、蒸发器进口温度、冷凝器进水口温度、冷凝器出水口温度、蒸发器进水口温度和蒸发器出水口温度等11种温度和曲线。温度采用PT100传感器:A级

3.变频制冷系统：

1）由1P全封闭变频压缩机、冷凝器、视液、干燥过滤器、膨胀阀、储液器和蒸发器、过冷器、换热器组成。可分别实现风冷式制冷系统模式下的压缩机制冷工况测试、水冷式制冷系统模式下的的压缩机制冷工况测试。

在过冷器

2）过冷器：可分别实现风冷式制冷系统模式下，过冷器时压缩机制冷工况测试、水冷式制冷系统模式下过冷器的压缩机制冷工况测试。

4、电量热器

加热器1只（功率2000W）输出功率可通过进行调节，用于加热蒸发器循环水，分别测量加热功率。通过大触摸屏、可数显窗口实现人机对话的智能控制模式，可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数、电压、电流、频率及负载的性质；并可以贮存、功率因数的测试数据

5.压力测量仪表：

高低压变送器2只（精度2.5级），量程为-0.1～1.5MPa和-0.1～3.5MPa，分别实时测量制冷系统低压侧压力和高压侧压力，同时在控制屏上显示

6.控制仪表

高低压压力控制器1只：实时监测制冷系统低压侧压力和高压侧压力，当高压高于设定值或低压低于设定值时，控制器发出控制信号切断压缩机电源

7、涡轮流流量计

涡轮流量计1只：流量1.3T,电压24V，信号4-20MA

8、压缩机变频板：频率至55~65Hz，压缩机启动，此时随即将变频器频率调回至50Hz；

9、冷却塔：

实验台在原来的基础上加装冷却塔，冷却水实现了冷凝水自循环。冷却塔流量：3T，电压220V

10、制冷剂流量控制器

1）改变了机械式节流装置在实验过程中难以调节和损坏,让学生在实验过程中学习电子控制的方法，操作调节方式，技术参数调整.

2）外部控制模式：可第二次开发成4-20Ma输入模式、0-5V控制模式。

3）可显示压缩机排气温度、吸气温度、冷凝温度、蒸发温度，可根据温度实时调节机组过冷度。过热度。

4）双向流量控制模块：通过自动调节提高冷媒流量，可以有效降低压缩机的排气温度，扩大压缩机高效做功区。采用双向控制系统，可实现双向热泵功能、冷库控制，空用制冷机组，变频机组、中央空调机组的的节能控制和流量自动调整。

六、实验内容

1、根据实验中调整循环设定工况的体会，分析实验结果的误差来源和可靠性。

2、总结从实验中获得的循环操作型特性知识，即各循环状态参数对循环性能（制冷量、压缩机功率和COP）的影响。

3、在不同频率下，实验内容是测试若干工况下循环的制冷量、耗功及制冷系数等热力性能，

4、通过实验状态点的调整过程加深了解单级压缩制冷循环的操作型特性。

5、在实验过程中，需要细心体会冷凝温度、过冷温度、蒸发温度和过热温度对循环性能的影响

6、测试同一压缩机在使用同一制冷剂时，若干工况下的制冷量、耗功及制冷系数等热力性能，有助于加深了解蒸汽式制冷机的操作型特性。

7、学习温度、压力、功率和制冷量等参数的测量和控制。

8、对制冷循环进行定量的热力计算，要求掌握制冷循环热力计算方法。

9、压缩机制冷量的计算

10、冷凝器的热负荷计算：

11、性能系数COP的计算

12、通过学习调节制冷剂流量，了解制冷系统的过热度对制冷制冷系统的的影响