實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-循環(huán)式空調(diào)過(guò)程實(shí)驗(yàn)

教學(xué)實(shí)驗(yàn)循環(huán)式空調(diào)過(guò)程實(shí)驗(yàn)裝置指導(dǎo)書循環(huán)式空調(diào)過(guò)程實(shí)驗(yàn)裝置為《空氣調(diào)節(jié)》課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可做集中式空調(diào)系統(tǒng)不同循環(huán)形式一直流式、封閉式和一次回風(fēng)式的空氣調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)。可以模擬不同季節(jié)的室內(nèi)的和室外環(huán)境及其空氣調(diào)節(jié)的全部過(guò)程。實(shí)驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣進(jìn)行加熱、加濕、冷卻和除濕等處理過(guò)程，并能對(duì)空氣的溫度、濕度進(jìn)行測(cè)量、顯示及控制調(diào)節(jié)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以對(duì)空氣調(diào)節(jié)中的各種工況進(jìn)行觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)是其冷卻為表面冷式和淋水式可互換使用，即可用表冷式也可用淋水式對(duì)空氣進(jìn)行冷卻和去濕。一、實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)及其工作原理實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖1、欲包式蒸發(fā)器2、風(fēng)機(jī)3、風(fēng)管4、E區(qū)干球溫度及濕度傳感器測(cè)點(diǎn)5、傾斜式微壓計(jì)（或壓差傳感器）6、排風(fēng)孔板流量計(jì)7、新風(fēng)、回風(fēng)混合混合調(diào)節(jié)閥8、傾斜式微壓計(jì)（或壓差傳感器）9、新風(fēng)孔板流量計(jì)10、A區(qū)干球溫度及濕度傳感器測(cè)點(diǎn)11、整流孔板12、B區(qū)干球溫度及濕度傳感器測(cè)點(diǎn)13、控制面板14、電加熱器15、蒸氣加濕器16、C區(qū)干球溫度及濕度傳感器測(cè)點(diǎn)17、表冷式冷卻器18、高低壓表及高低壓保護(hù)繼電器19、水蒸氣發(fā)生器20、風(fēng)冷冷凝器21、制冷壓縮機(jī)22、冷凍水流量計(jì)23、冷凍水泵24、膨脹閥25、擋水板26、D區(qū)干球溫度及濕度傳感器測(cè)點(diǎn)27、淋水式冷卻器28、新風(fēng)調(diào)節(jié)閥29、排風(fēng)調(diào)節(jié)閥實(shí)驗(yàn)裝置由風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、調(diào)風(fēng)閥門、電加熱器、加濕器、表面式冷卻器（或淋水式冷卻器）、制冷機(jī)組、循環(huán)水泵等組成，并裝有測(cè)量風(fēng)量的孔板、微壓計(jì)，測(cè)量各斷面的干球溫度、相對(duì)濕度和測(cè)量冷卻器進(jìn)、出水溫度的自動(dòng)顯示系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)調(diào)風(fēng)閥門的調(diào)節(jié)，可以模擬直流式空調(diào)系統(tǒng)（閥門全開(kāi)）、封閉式（循環(huán)式）空調(diào)系統(tǒng)和一次回風(fēng)式（閥門全閉）空調(diào)系統(tǒng)。裝置設(shè)有一次電加熱器和二次電加熱器，可以對(duì)空氣進(jìn)行加熱升溫；設(shè)置蒸汽加濕器，可以對(duì)空氣進(jìn)行加濕；設(shè)置冷卻器（表面式或淋水式），可以對(duì)空氣進(jìn)行冷卻降溫和去濕。冷卻水由制冷系統(tǒng)制得。所有測(cè)溫系統(tǒng)都采用伯電阻測(cè)量和數(shù)字顯示?？刂泼姘迦鐖D2。圖2實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板圖1、巡檢儀2、控溫儀表3、電源總開(kāi)關(guān)4、加濕器開(kāi)關(guān)5、加濕器功率調(diào)節(jié)二次加熱器功率表6、水泵開(kāi)關(guān)7、一次加熱器電壓表8、一次加熱器電流表9、二次加熱器電壓表10、二次加熱器電流表11、壓縮機(jī)電壓表12、壓縮機(jī)電流表13、風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)14、風(fēng)機(jī)調(diào)速15、壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)16、二次加熱功率調(diào)節(jié)17、二次加熱器開(kāi)關(guān)18、一次加熱功率調(diào)節(jié)19、一次加熱開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中，可以利用實(shí)驗(yàn)裝置模擬不同季節(jié)的室內(nèi)，室外空氣環(huán)境（在非冬季條件下模擬冬季室外環(huán)境有困難），并經(jīng)合理運(yùn)行調(diào)節(jié)，加以測(cè)試和分析。工況調(diào)節(jié)操作注意事項(xiàng)：1、風(fēng)機(jī)的變速：開(kāi)機(jī)后，在調(diào)定進(jìn)回風(fēng)比例的條件下，可以使用面板上的風(fēng)機(jī)調(diào)速調(diào)節(jié)旋鈕，以達(dá)到預(yù)設(shè)的風(fēng)量。2、一、二次加熱的功率是可調(diào)節(jié)的，可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)幅度應(yīng)緩慢進(jìn)行。3、加濕時(shí)，剛開(kāi)始可打開(kāi)調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至最大，以縮短時(shí)間，當(dāng)有蒸汽噴出時(shí)，把有調(diào)節(jié)旋鈕的加熱器旋小，再根據(jù)相對(duì)濕度的大小來(lái)調(diào)整加熱功率。4、在一定的壓縮機(jī)功率情況下，鈦包蒸發(fā)器的出水溫度可以通過(guò)水流量計(jì)的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。模擬夏季實(shí)驗(yàn)夏季的室外空氣一般是高溫、高濕，空調(diào)系統(tǒng)的作用主要是降溫和除濕。在空調(diào)裝置中，B區(qū)為新風(fēng)（直流式時(shí)），或回風(fēng)（封閉式時(shí)），或新風(fēng)和回風(fēng)的混合狀態(tài)（一次回風(fēng)式時(shí)）的空氣處理前的狀態(tài)參數(shù)，可通過(guò)進(jìn)行加熱、加濕處理，根據(jù)干濕球溫度測(cè)量的數(shù)值，調(diào)節(jié)到設(shè)計(jì)（即模擬）的進(jìn)風(fēng)參數(shù)。C區(qū)即為進(jìn)入空調(diào)的進(jìn)風(fēng)參數(shù)。空氣流經(jīng)冷卻器降溫去濕后，再經(jīng)過(guò)二次加熱器加熱至所要求的送風(fēng)參數(shù)，最后送到被調(diào)房間——E區(qū)。設(shè)備可模擬的工況：1、模擬直流式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)及測(cè)定直流式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)是將來(lái)自室外空氣經(jīng)熱濕處理后送到空調(diào)房間，吸收余熱余濕后全部排出室外，即系統(tǒng)的風(fēng)量等于排風(fēng)量，GG。如下圖3：圖3模擬直流式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖要求：A、利用實(shí)驗(yàn)裝置模擬室外環(huán)境，如上圖3虛線框內(nèi)，可模擬夏季室外環(huán)境。B、各選擇一夏季、冬季處理方案，把室外空氣處理到某送風(fēng)狀態(tài)，調(diào)節(jié)一定風(fēng)量進(jìn)行運(yùn)行測(cè)定。C、計(jì)算空氣在空調(diào)處理系統(tǒng)中的熱量、濕量得失。D、將空氣處理過(guò)程分別在h-d圖上表示，并加以說(shuō)明。E、提出直流式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。2、模擬再循環(huán)式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)及測(cè)定再循環(huán)式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)是把來(lái)自空調(diào)房間的空氣經(jīng)熱濕處理后再送回房間，而沒(méi)有室外空氣補(bǔ)入空調(diào)系統(tǒng)。即空調(diào)房間和空氣處理裝置及送風(fēng)、回風(fēng)管路構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。如圖4：圖4模擬再循環(huán)式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖要求：A、模擬夏季室外環(huán)境如上圖4虛線框內(nèi)。選擇空氣處理方案，擬定室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)，調(diào)節(jié)一定風(fēng)量進(jìn)行運(yùn)行并測(cè)定。B、計(jì)算室內(nèi)余熱、余濕及熱濕比。C、計(jì)算空氣在處理系統(tǒng)中的熱量、濕量得失，將處理過(guò)程在h-d圖表示并說(shuō)明。D、提出再循環(huán)式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。3、模擬回風(fēng)式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)及測(cè)定由前面的實(shí)驗(yàn)我們知道，再循環(huán)式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)衛(wèi)生條件差，而直流式空調(diào)系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上又是不合理的。他們都是在特定條件下使用的。為使?jié)M足衛(wèi)生要求，有較為經(jīng)濟(jì)合理，一般是采用回風(fēng)式空調(diào)系統(tǒng)。即把空調(diào)房間的一部分空氣與室外的一部分新鮮空氣混合經(jīng)熱濕處理后送到空調(diào)房間，如圖5。圖5模擬回風(fēng)式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖要求：A、模擬冬季室外環(huán)境如上圖5虛線框內(nèi)。選擇空氣處理方案，擬定室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)，調(diào)節(jié)一定風(fēng)量和新風(fēng)百分比進(jìn)行運(yùn)行并測(cè)定。B、計(jì)算室內(nèi)余熱、余濕及熱濕比。C、計(jì)算空氣在處理系統(tǒng)中的熱量、濕量得失，將處理過(guò)程在h-d圖表示并說(shuō)明。本裝置還可做改變風(fēng)量運(yùn)行調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)和制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。使用風(fēng)機(jī)調(diào)速或進(jìn)出風(fēng)口的調(diào)節(jié)閥可以改變風(fēng)量，從而改變制冷量。二、主要性能參數(shù)1、空氣流量孔板流量計(jì)中=150mm2、一次加熱器2000W（可調(diào)）3、二次加熱器2000W（可調(diào)）4、加濕器的蒸汽發(fā)生器（電熱式）3000W（可調(diào)）5、冷凍水系統(tǒng)冷凍水溫由制冷系統(tǒng)及儀表控制，可維持在10°C左右，冷卻水流量可調(diào)

節(jié)大小，最大制冷系統(tǒng)制冷量W=3.5KW;制冷工質(zhì)為F226、使用電源工作電壓：380V（50HZ）壓縮機(jī)電壓：220V（50HZ）三、使用方法和操作步驟1、實(shí)驗(yàn)操作之前：1）測(cè)溫?zé)犭娮璧睦涠藶槭覝?，顯示儀表已由Cu50補(bǔ)償；2）調(diào)整微壓計(jì)為水平狀態(tài)，微壓計(jì)內(nèi)的溶液是加了指示劑的煤油，當(dāng)零點(diǎn)不能夠調(diào)整時(shí)，應(yīng)加油；3）將蒸汽發(fā)生器水箱充滿水，以保證蒸汽發(fā)生器用水（最好用蒸餾水）；4）使用干濕球溫度計(jì)測(cè)量相對(duì)濕度時(shí)，測(cè)溫前應(yīng)在濕球溫度計(jì)上注水，并調(diào)整補(bǔ)水盒高度，使水位與濕球溫度計(jì)含棉球水管關(guān)口平齊；。2、合上電源總開(kāi)關(guān)，接通開(kāi)關(guān)。設(shè)置并調(diào)整儀表參數(shù)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，改變風(fēng)機(jī)調(diào)速旋鈕，調(diào)節(jié)適當(dāng)風(fēng)量。3、按所模擬的工況，有選擇地啟用制冷壓縮機(jī)及冷卻水泵。調(diào)節(jié)風(fēng)量蝶閥及水流量調(diào)節(jié)流閥（需要時(shí)），調(diào)節(jié)所選擇工況中對(duì)應(yīng)的電加熱器和電加濕器，待系統(tǒng)達(dá)到要求條件并穩(wěn)定后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。夏季對(duì)空氣進(jìn)行冷卻處理時(shí)，應(yīng)先啟動(dòng)制冷機(jī)，待冷凍水降至所設(shè)定溫度后，再啟動(dòng)冷水泵。4、測(cè)試結(jié)束后，先關(guān)閉電加熱器、電加濕器、冷卻水泵及制冷壓縮機(jī)，調(diào)節(jié)最大風(fēng)門及最大風(fēng)量，運(yùn)行5分鐘左右后，再關(guān)閉電源總開(kāi)關(guān)，切斷電源。四、有關(guān)計(jì)算說(shuō)明1、空氣流量計(jì)算a1=0.614a3=a1=0.614a3=0.618d1=d2=0.15mV1=?言2^=0.614J2^fG=^￡2vp1411[kg/s]式中：A^進(jìn)口孔板流量計(jì)壓力差式中：Ap出風(fēng)口孔板流量計(jì)壓力差3P3——出風(fēng)口空氣密度2、空氣在各處理過(guò)程熱量：Q=G(Ah)式中：G——系統(tǒng)的空氣風(fēng)量Ah——空氣處理前后焓差[Pa][kg/m3][kg/s][Pa][kg/m3][kw][Kg/s][kJ/kg]式中：Ah一空氣處理前后焓差h=(1.01+1.84d)t25000d甲Pd=0.622q，bB—甲Pq.b[kJ/kg干空氣][kj/kg干空氣][炫姓干空氣]P'-A(t—t)B

中—P

q.b[100%]675A=0.00001(65+——)=0.00001(65+v6.75V)——a-axbd—含濕量[kg/kg干空氣]中一相對(duì)濕度[100%]t一干球溫[°C]ts一濕球溫[C]P'一濕球溫度下空氣的飽和水蒸氣分壓力[Pa]q.b0.0326889—7.235425'10001000'—373.16/\+8.2ln—0.00571133(100—t)：273.16+1373.16Js373.16+1ss-1p'=98066.5expqbP一干球溫度下空氣的飽和水蒸氣分壓力[Pa]q.bPqb=98066.5exp0.0326889-7.235425「^00^]+8.2ln-—0.00571133(100-1)1273.16+1373.16)373.16Pqb=98066.5expB一大氣壓力[Pa]axb一計(jì)算管段截面積0.25X0.25m23、在焓一一濕圖上表示各空氣處理過(guò)程。圖6焓一一濕圖上表示各空氣處理過(guò)程示意圖4、圖6焓一一濕圖上表示各空氣處理過(guò)程示意圖N=IVcosw[W]式中：I,V分別為工作電流和工作電壓cosw為電機(jī)功率因數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)cosw=1對(duì)制冷壓縮機(jī)]cosv=0.855、為闊充教學(xué)內(nèi)容，可進(jìn)行加熱加濕設(shè)備的熱平衡計(jì)算（數(shù)據(jù)輸入不采集）:電加熱功率為：TOC\o"1-5"\h\zN=IV[]式中：I加熱器電流值[A]V——加熱器電壓值[V]風(fēng)管散熱量q=K1F]M[W]式中：氣一風(fēng)管材料的傳熱系數(shù)，一般室內(nèi)K1=3-5W/^oF1--風(fēng)管內(nèi)兩測(cè)溫?cái)嗝嬷g的散熱面積皿（實(shí)測(cè)）（即測(cè)溫?cái)嗝嬷g的中心長(zhǎng)度*風(fēng)管周長(zhǎng)）△t--風(fēng)管內(nèi)外的空氣溫差。c。電加濕器的散熱損失Q2=K2F2(100-1)[W]式中：k2—材料的傳熱系數(shù)，一般室內(nèi)5W//F2—加濕器外表面散熱面積皿t一環(huán)境溫度C水的流量用浮子流量計(jì)測(cè)量制冷系數(shù)：e=