08制冷壓縮機(jī)性能綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

制冷壓縮機(jī)性能試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?、了解壓縮機(jī)性能測(cè)定的原理及方法；2、了解蒸氣壓縮式制冷的循環(huán)流程及各組成設(shè)備；3、測(cè)定蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的性能；4、理解與生疏回?zé)嵫h(huán)；5、比較單級(jí)蒸氣壓縮制冷機(jī)在實(shí)際循環(huán)中有回?zé)崤c無(wú)回?zé)嵝阅苌系牟町悾?、生疏試驗(yàn)裝置的有關(guān)儀器、儀表，把握其操作方法。二、試驗(yàn)原理1、單級(jí)蒸氣壓縮制冷機(jī)的理論循環(huán)圖1顯示了壓力－比焓圖上單級(jí)蒸氣壓縮制冷機(jī)的理論循環(huán)。壓縮機(jī)吸入的是以點(diǎn)1K 表示的飽和蒸氣，1－2表示制冷劑在壓縮機(jī)中的等熵壓縮過(guò)程；2－3表示制冷劑在冷凝器中的等壓放熱過(guò)程，在冷卻過(guò)程22中制冷劑與環(huán)境介質(zhì)有溫差，放出過(guò)熱熱量，在冷凝過(guò)程23持不變，且等于冷凝溫度T下的飽和蒸氣壓力P〔33〕K －44－1表示制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程，制冷劑在溫度T0、飽和壓力P0保持不變的狀況下蒸發(fā)，而被冷卻物體或載冷劑的溫度得以降低。圖12、有回?zé)岬膯渭?jí)蒸氣壓縮制冷理論循環(huán)為了使膨脹閥前液態(tài)制冷劑的溫度降得更低〔即增加再冷度，以便進(jìn)一步削減節(jié)流損--10-失，同時(shí)又能保證壓縮機(jī)吸入具有肯定過(guò)熱度的蒸氣，可以承受蒸氣回?zé)嵫h(huán)。3示為來(lái)自蒸發(fā)器的低溫氣態(tài)制冷劑1，在進(jìn)入壓縮機(jī)前先經(jīng)過(guò)一個(gè)熱交換器——回31定壓過(guò)熱到1”33”1”—2”—3—3”—4”—1—1”中，3—3”為液體的再冷卻過(guò)程，過(guò)熱后的蒸氣溫度稱為過(guò)熱溫度，過(guò)熱溫度與蒸發(fā)溫度之差稱為過(guò)熱度。00在對(duì)外無(wú)熱損失狀況下，每公斤液態(tài)制冷劑放出的熱量應(yīng)等于每公斤氣態(tài)制冷劑吸取的熱量。也就是說(shuō)，單位質(zhì)量制冷劑再冷卻所增加的制冷力量△q〔面積b”4”4bb”〕等于單位質(zhì)〔面積a11”a”w〔面積11”2”2。因此，回?zé)崾秸魵鈮嚎s制冷循環(huán)的理論制冷系數(shù)有可能提高，也有可能降低，應(yīng)具體分析。003承受回?zé)崞鞯膬?yōu)點(diǎn)：對(duì)于一個(gè)給定的制冷量，制冷劑流量削減。在液體管路上氣化的可能性削減〔特別是在管路較長(zhǎng)的狀況下。在壓縮機(jī)的吸氣管道上，可削減吸入外界熱量。在壓縮機(jī)吸氣口消退液滴，防止失壓縮。3、單級(jí)壓縮蒸氣制冷機(jī)的實(shí)際循環(huán)與簡(jiǎn)化后的實(shí)際循環(huán)些差異。熱交換器中存在溫差，即冷卻水溫度T低于冷凝溫度TK，且T是變化的〔進(jìn)口溫度低，出口溫度高：載冷劑或冷卻對(duì)象的溫度T0，載冷劑的溫度也是變化的〔高，出口溫度低。制冷劑流經(jīng)管道及閥門時(shí)同環(huán)境介質(zhì)間有熱量交換，尤其是自節(jié)流閥以后，制冷劑溫度降低，熱量便會(huì)從環(huán)境介質(zhì)傳給制冷劑，導(dǎo)致冷量損失。它作一些簡(jiǎn)化。2為簡(jiǎn)化后的實(shí)際循環(huán)過(guò)程。注：12為理論循環(huán)的等熵壓縮過(guò)程：12為實(shí)際循環(huán)的壓縮過(guò)程。簡(jiǎn)化途徑是：無(wú)視冷凝器及蒸發(fā)器中的微小壓力變化，即以壓縮機(jī)出口的壓力為冷凝壓力〔在力〔在大型裝置中尚需加上吸氣管道的壓力損失認(rèn)為冷凝溫度和蒸發(fā)溫度均為定值。將壓縮機(jī)內(nèi)部過(guò)程簡(jiǎn)化為一個(gè)從吸氣壓力到排氣壓力有損失的簡(jiǎn)潔壓縮過(guò)程。節(jié)流過(guò)程認(rèn)為是等焓過(guò)程。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化之后，即可直接利用lgp-h圖進(jìn)展循環(huán)性能指標(biāo)的計(jì)算。圖24、實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的區(qū)分實(shí)際循環(huán)區(qū)分于理論循環(huán)有如下幾方面：由于摩擦作用，在壓縮機(jī)的排出口和膨脹閥進(jìn)口之間及膨脹閥出口和壓縮機(jī)吸入端之間將產(chǎn)生微小的壓力降。壓縮過(guò)程即不是等熵過(guò)程也不是絕熱過(guò)程〔壓縮機(jī)通常有熱量損失。離開蒸發(fā)器的蒸氣通常有過(guò)熱〔這使膨脹閥得以自動(dòng)掌握，同時(shí)也改善了壓縮機(jī)的性能。離開冷凝器的液體一般略有過(guò)冷〔這樣提高了制冷系數(shù)ε，且削減了通向膨脹閥管路上形成蒸氣的可能性。三、試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介制冷壓縮機(jī)的制冷量的測(cè)試有幾種方法的方法之一。具有其次制冷劑的電量熱器法試驗(yàn)臺(tái)的原理見(jiàn)圖6-1。整個(gè)試驗(yàn)裝置由三局部組成：1、電量熱器；2、制冷系統(tǒng)；3、水冷卻系統(tǒng)。四、試驗(yàn)方法電量熱器法是間接測(cè)量壓縮機(jī)制冷量的一種裝置熱量來(lái)抵消壓縮機(jī)的制冷量，從而到達(dá)平衡。電量熱器是一個(gè)密閉容器，如圖6—2所示。電量熱器的頂部裝有蒸發(fā)器盤管，底部裝有電加熱器，浸沒(méi)于一種簡(jiǎn)潔揮發(fā)的其次冷劑(常用R11、R12)中。試驗(yàn)時(shí)，接通電加熱器，加熱其次制冷劑，使之蒸發(fā)，其次制冷劑飽和蒸電功率正好抵消制冷量，從而使其次制冷劑的壓力保持不變。為了掌握其次制冷劑的液面，在量熱器的中間部位裝有觀看玻璃。加熱，使量熱器內(nèi)壓力上升到危急程度。漏熱量。標(biāo)定方法為，先關(guān)閉量熱器進(jìn)口閥門，調(diào)整其次制冷劑的電加熱量，使其次制冷劑的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度比環(huán)境溫度高1〔當(dāng)溫差低于15℃時(shí)，熱損失可無(wú)視不計(jì)，并保持其壓力不變，環(huán)境溫度在4℃，電加熱器輸入功率的波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)1%，每隔10分鐘測(cè)量其次制冷劑壓力及環(huán)境溫度一次，直到連續(xù)四次相對(duì)應(yīng)的飽和溫度值的波動(dòng)不超過(guò)±0.5℃。一般來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間應(yīng)不少于30分鐘。然后，按以下計(jì)算出KF(kW/℃)值：eQKFtteQb he式中kW；ebht′—標(biāo)定漏熱量時(shí)，其次制冷劑壓力所對(duì)應(yīng)的平均飽和溫度℃；t′—標(biāo)定漏熱量時(shí)，四周環(huán)境平均溫度℃；bh所以電量熱器在單位時(shí)間內(nèi)的熱損失為：QK (tF h

t)b式中KF—電量熱器的熱損失系數(shù)，kW；ht 一試驗(yàn)時(shí)環(huán)境平均溫度，℃hbt 一試驗(yàn)時(shí)與其次制冷劑壓力相對(duì)應(yīng)的平均飽和溫度，℃。b五、試驗(yàn)步驟試驗(yàn)前預(yù)備表值推斷是否有制冷劑，假設(shè)沒(méi)有制冷劑，千萬(wàn)不要翻開加熱器，以免燒毀加熱器。試驗(yàn)小組由51名，做好分工，明確調(diào)整指令及信息反響方式；用方法之后，依次逐步進(jìn)展試驗(yàn)；啟動(dòng)制冷壓縮機(jī)(1)先翻開冷卻水。檢查制冷系統(tǒng)各閥門是否正常。啟動(dòng)制冷壓縮機(jī)，并檢查手動(dòng)調(diào)整閥是否開啟。檢查制冷系統(tǒng)各部件運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，觀看排氣壓力、吸氣壓力及量熱器內(nèi)壓力的變化。無(wú)回?zé)釙r(shí)調(diào)整回?zé)崞骰責(zé)崞鞯淖饔檬菫榱耸古蛎涢y前液態(tài)制冷劑的溫度降得更低(即增大再冷度)，以便進(jìn)一步削減節(jié)流損失，同時(shí)又能保證壓縮機(jī)吸入具有肯定過(guò)熱度的蒸氣。按系統(tǒng)流程圖，調(diào)整閥門，將試驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)成無(wú)回?zé)釥顟B(tài)；將量熱器投入運(yùn)行器開關(guān)合上即接通固定加熱器。按下紅色按鈕，兩個(gè)加熱器均斷開。手動(dòng)調(diào)整閥，由關(guān)閉漸漸開啟，不要過(guò)快，應(yīng)觀看量熱器壓力表的數(shù)值。調(diào)整穩(wěn)定工況加熱量，觀看量熱器壓力表的數(shù)值變化。壓力增加，說(shuō)明加熱量大，需減小加熱量，減小調(diào)壓器的數(shù)值；壓力降低，說(shuō)明加熱量小，需增大加熱量，加大調(diào)壓器的數(shù)值。通過(guò)調(diào)壓器的調(diào)整，使壓力表數(shù)值穩(wěn)定不變。假設(shè)可調(diào)加熱器的加熱量不夠，再投入固定加熱器。方法是：1.4MPa時(shí)自動(dòng)斷開加熱器電源。測(cè)定并記錄數(shù)據(jù)測(cè)定吸氣壓力、排氣壓力、量熱器內(nèi)壓力、吸氣溫度、排氣溫度、量熱器入口溫度、入回?zé)崞鳉怏w溫度、量熱器溫度、室內(nèi)環(huán)境溫度。測(cè)量量熱器的電功率。(3)測(cè)量壓縮機(jī)輸入功率。(4)每間隔l0分鐘讀取一次數(shù)據(jù)，并以連續(xù)四次讀值的算術(shù)平均值作為計(jì)算依據(jù)。制冷壓縮機(jī)的制冷量ii 1 (NQ)1 310 i i4 3

1式中N—供給電量熱器的功率，kW。Q--電量熱器熱損失，kW。i“一在壓縮機(jī)規(guī)定吸氣溫度下、吸氣壓力下制冷劑蒸氣的焓值，kJ／kg。1i“一在規(guī)定再冷溫度下，節(jié)流閥前液體制冷劑的焓值，kJ／kg34i—在試驗(yàn)條件下，離開蒸發(fā)器制冷劑蒸氣的焓值，kJ／kg。4i—在試驗(yàn)條件下，節(jié)流閥前液體制冷劑的焓值，kJ／kg311ν—壓縮機(jī)實(shí)際吸氣溫度下、吸氣壓力下制冷劑蒸氣的比容，m3/kgν“—壓縮機(jī)規(guī)定吸氣溫度下、吸氣壓力下制冷劑蒸氣的比容，m3/kg11冷凝器的熱負(fù)荷計(jì)算：Q GC(t t)L 8 7式中：G—冷卻水流量kg/hC—4.1868kJ/kg℃t7—冷凝器冷卻水入口溫度℃t8—冷凝器冷卻水出口溫度℃

3600 〔kW〕壓縮機(jī)的輸入功率測(cè)定：式中：I—輸入電流AU—輸入電壓V

N IU (W)YS性能系數(shù)COP的計(jì)算此指標(biāo)考慮到驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率對(duì)耗能的影響價(jià)，該指標(biāo)多用于全封閉制冷壓縮機(jī)。計(jì)算公式如下：Q式中Q0

—制冷量kW

COP 0NYSN —壓縮機(jī)輸入功率kWYS依據(jù)系統(tǒng)圖調(diào)整閥門，使系統(tǒng)運(yùn)行在有回?zé)釥顟B(tài)，穩(wěn)定兩分鐘有回?zé)釙r(shí)重復(fù)以上步驟，將數(shù)據(jù)紀(jì)錄在后面的表格中。6、試驗(yàn)完畢，關(guān)機(jī)：關(guān)閉壓縮機(jī)和加熱器；5分鐘后，斷電。六、數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容12〔參數(shù)注：在飽和氣線上，有過(guò)熱；冷凝器出口不在飽和液線上，有過(guò)冷。冷凝器出口、蒸發(fā)器出口及吸氣狀態(tài)點(diǎn)進(jìn)一步過(guò)熱。工況和空調(diào)工況可用來(lái)比較壓縮機(jī)的制冷力量縮機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨壽命、閥片和合理性和配用電機(jī)的最大功率的指標(biāo)。活塞式制冷壓縮機(jī)的溫度工況〔℃〕工況蒸氣溫度吸氣溫度冷凝溫度再冷溫度標(biāo)準(zhǔn)工況-15+15+30+25空調(diào)工況+5+15+40+35最大功率工況+10+15+50+50最大壓差工況-30±0+50+50溫度確定壓力 比容〔l/Kg〕比焓〔KJ/Kg〕比潛熱溫度確定壓力 比容〔l/Kg〕比焓〔KJ/Kg〕比潛熱比熵〔KJ/Kg.K〕T(℃)P(bar)V’V”h’h”KJ/KgS’S”-550.3000.641492.11150.70326.91176.210.79951.6072-500.3920.647384.11155.06329.30174.240.81921.6000-450.5050.653303.59159.45331.69172.240.83861.5936-400.6420.659242.72163.85334.07170.220.85761.5877-350.8070.665196.12168.27336.44168.170.87641.5825-301.0050.672160.01172.72338.80166.080.89481.5779-251.2370.678131.73177.20341.15163.950.91301.5737-201.5100.685109.34181.70343.48161.780.93091.5699-151.8270.69391.45186.23345.78159.550.94851.5666-102.1930.70077.03190.78348.06157.280.96591.5636-92.7720.70274.49191.71348.52156.810.96931.5630-82.3540.70372.05192.62348.97156.350.97281.5625-72.4370.70569.70193.54349.42155.880.97621.5619-62.5230.70667.46194.46349.87155.410.97961.5614-52.6120.70865.29195.38350.32154.940.98301.5609-42.7020.71063.22196.30350.76154.460.98651.5604-32.7950.71161.22197.22351.21153.990.98991.5599-22.8910.71359.30198.15351.65153.500.99321.5594-12.8980.71557.45199.07352.09153.020.99661.558903.0890.71655.68200.00352.54152.541.00001.558413.1920.71853.97200.92352.97152.051.00341.558023.2970.72052.32201.86353.41151.551.00671.557533.4050.72150.74202.79353.85151.061.01011.557143.5160.72349.74203.72354.28150.561.01341.556753.6290.72549.21204.66354.72150.061.01681.556363.7450.72746.32205.59355.15149.561.02011.555973.8650.72844.95206.53355.58149.051.02341.555583.9860.73043.63207.47356.01148.541.02671.555194.1110.73242.36208.42356.44148.021.03001.5547104.2380.73441.13209.35356.86147.511.03331.5543124.5020.73838.80211.25357.71146.461.03991.5536144.7780.74136.63213.14358.54145.401.04651.5529165.0670.74534.81215.05359.37144.321.05301.5522185.3680.74932.71216.97360.20143.231.05951.5515205.6820.75330.94218.88361.01142.131.06601.5509226.0110.75729.29220.81361.81141.001.07251.5502246.3520.76227.73222.75362.61139.861.07901.5496266.7090.76626.28224.69363.39138.701.08541.5491287.0800.77024.91226.65364.17137.521.09181.5485307.4650.77523.63228.62364.94136.321.09821.5479327.8670.77922.42230.59365.69135.101.10461.5474348.2840.78421.29232.59366.44133.851.11101.5468368.7170.78920.22234.59367.17132.581.11741.5463389.1670.79419.21236.60367.80131.291.12381.5457