冷库实验指导书101009

冷库系统性能测试
一、实验目的
1．掌握冷库性能测试方法，熟悉冷库热工性能测试所需的参数。

2．了解试验标准《JBT 9061-1999 组合冷库》
3．了解计算机数据采集系统的组成。

二、冷库测试系统介绍
1．系统组成
本系统是根据中华人民共和国机械行业标准《JBT 9061-1999 组合冷库》搭建，由冷库，测试系统和模拟负荷系统等三个系统组成。

可以对冷库进行降温速率测试，漏热系数测试，制冷机组的制冷量的测试及其他目的的测试。

1）冷库
冷库为一装配式冷库，分为高温冷库（小库）和低温冷库（大库），其中低温冷库（大库）装有下述的测试系统。

该低温冷库有2套380V A的压缩机冷凝器机组，其中一套是蓝色的美优乐MT80HP4VE（以下简称A机组）；另一套是绿色的日立300SF2-F（以下简称B机组）。

A机组的制冷剂供给低温冷库中的大蒸发器，以下简称蒸发器1，B机组的制冷剂供给低温冷库中2台小蒸发器，以下简称蒸发器2和蒸发器3。

两套系统有各自的电控箱控制，A机组由北墙上的电控箱控制。

B机组由西墙上的电控箱控制。

B机组有可控的热气除霜功能和电气化霜功能；A机组具有可控的电气化霜功能。

两套机组的一些参数如表1所列。

2）测试系统
本系统由压力变送器，铂电阻温度探头，A/D模块，热电阻模块，通讯模块和计算机组成。

A/D模块和热电阻模块分别用于把压力变送器和铂电阻温度探头测得的信号转换成数字信号，由通讯模块转换后按RS232通讯协议送入计算机进行处理。

上述压力变送器、铂电阻温度探头和模块及计算机之间的接线如图1所示。

通信模块
通信
3
245通信
热电阻模块1
1342567/模块
通信
热电阻
热电阻：+ 压力变送器：+
-
- common
图1 压力变送器、热电阻温度探头和模块之间的接线
3） 模拟负荷系统
模拟负荷系统由固定功率的电加热器和PID 控制的电加热器组成。

本系统使用了多个600W 的电加热器来模拟冷库的负荷，分4路。

其中3路均布，另有单独一路PID 控制器控制。

进行漏热系数测试时，仅PID 控制器的一路电热器通电，因为此时实际需要的热量很小。

整个模拟负荷系统由一个电气控制箱控制，该电气控制箱的面板布置如图2和图3所示。

1－―电源电压表； 2――电源电压指示灯； 3――温度显示调节仪； 4――电加热器指示灯； 5――电加热器启动按钮； 6――电加热器停止按钮。

图2 电气控制箱的面板布置
1,2,3――A,B,C相断路器4――低压直流稳压电源断路器；5――接触器；6――可接硅电源断路器；7――热继电器；8――可接硅调压模块；9――电量变送器；10――A/D模块；11――5V稳压电源；12――12V稳压电源；13――24V稳压电源。

图3 电气控制箱的内部布置
2．测点布置
1）空气温度测点布置
温度测点位置如图4所示，库内7 个点，库外5个点，共12 个点。

注：①符号“²”为库内测温点A、B、C、D、E、F、G七点。

②符号“²”为库外测温点M、N、O、P、Q五点。

图4 温度测点布置图
2） 制冷设备的温度压力测点布置
图5 制冷设备的温度压力测点布置
三、实验内容
实验一 小型冷库库体传热系数K 值的测定
1．实验方法
小型冷库库体传热系数K 值的测定，采用库内装电加热器的内部加热法。

内部加热法的原理如图6所示，采用库内电加热器来平衡通通隔板的传热，传热系数由式（1）~式（3）求得：
)
(21t t F Q
K -=
(1)
21F F F =.............................................（3） 21P P Q += (4)
式中：Q ——通过隔热板的传热量，W ；
F ——隔热板传热面积，m 2； F 1——冷库外表面积，m 2； F 2——冷库内表面积，m 2； t 1——库内温度平均值，℃；
t2——库外温度平均值，℃；
P1——电加热器实耗功率，W；
P2——风机实耗功率，W。

图6
2．实验步骤
1）关闭库门，测出环境温度t2；
2）设定库内温度t1，t1应比环境温度t2高20℃；
3）打开库内电加热器及风扇；
4）调节电加热器的加热量，使库内温度达到设定值且保持不变；
5）待库内温度稳定后，记录电加热器的加热功率Q1、电扇的功率Q2、库内温度t1及库外温度t2；
6）记录完成后，将库内温度t1调节到比环境温度温度高25℃，待库内温度稳定后，再次记录步骤5所述数据；
7）记录完成后，再将库内温度t1调节到比环境温度高30℃，待库内温度稳定后，再次记录步骤5所述数据。

（注：本实验中温度均由测温铂电阻测得，功率均由电量传感器测得，通过数据采集系统传送到电脑屏幕上，可直接读取）
数据记录表
3．判定标准
冷库的传热系数应符合下表的规定
注：G——高温（-2~12℃），Z——中温（-10~2℃），D——低温（-20~-10℃），J ——冻结（-30~-20℃）
实验二空库降温试验及库内温度不均匀性试验
1．实验方法
本实验采用热流量补偿法。

热流量补偿法就是在库内用电加热器预热，使库温达到预定温度并保持稳定（只限于环境温度低于32℃时）。

此时的电加热量就相当于库内负荷。

2．实验步骤
1）关闭库门，熄灭库内照明灯。

2）将温控器调整到设计温度。

3）启动制冷机组，对空库进行降温。

4）空库降温时，开始30分钟点内每5分钟记录一次，以后每隔10分钟记录一次，直到库温降到设计温度。

5）根据所记录的数据，以同一时间库内各测点温度的平均值为纵坐标，时间为横坐标，绘制空库降温曲线。

（测温点位置如图7所示）
数据记录表
6） 空库降温试验结束后，制冷机组继续运行15分钟，检查库内各测温点温度差值。

图7
3．判定标准
冷库正常运行时，库内温度不均匀性见下表
实验三 制冷设备工作时间系数试验
1．实验方法
本试验在空库降温试验及库内温度不均匀性试验结束后进行。

当库温达到设定温度时停机，库温回升5℃时再开机。

记录每次开机和停机时间，重复记录5次
制冷设备工作时间系数按式（5）计算：
∑∑∑+=
S
K K
f τττ
(5)
式中：f ——制冷设备工作时间系数
∑K
τ
——全部运转周期内开机时间总和
∑Sτ——全部运转周期内停机时间总合
2．判定标准
在名义工况下，制冷设备工作时间系数应小于或等于0.80.
实验四凝露试验
1．实验方法
关闭库门，熄灭库内照明灯，启动制冷机组，对空库进行降温，直到达到设定库温，并保持稳定。

测定库外环境温度与冷库外表面平均温度之差。

2．实验规定
1）试验应在无日光直射和各种热流影响的室内进行，环境温度为32℃±1℃，风速小于0.5m/s，相对湿度为80%±5%；
2）将空库温度降到设定温度，并保持稳定，连续运转6 h后，每隔30 min 连续测定温度三次以上，取其平均值；
3）冷库保持正常工作状态，即门加热器、平衡窗加热器等都处于通电状态。

4）观察库外表面凝露情况。

3．测点位置及计算方法
温度测点位置如图8所示，至少在冷库的某一隔热板的中心部位、板间拼缝部位、拼缝的交叉部位及库门的中心部位四处进行测定。

图8
注：1 符号“²”为库内测温点A、B、C三点。

2 符号“°”为库外表面测温点D 、E 、F 、G 四点。

3 符号“□”为库外测温点H 、I 、J 、K 四点。

4 门的位置及测定平面供参考。

计算方法按式（6）：
W O t t t -=∆ (6)
式中： Δt ——温差，℃；
t O ——库外温度，℃； t W ——库外表面温度，℃。

观察库外表面凝露情况。

实验五 融霜试验
1．试验方法
融霜试验采用库内加湿法（如用电加热加热水产生蒸汽法）进行。

2．试验步骤
1） 开动加湿装置，当库内有足够蒸气后开动制冷机组，并使库内温度控制在设计温度±1℃范围内运行；
2） 待蒸发器表面结满霜层后（入库观察）停止加湿，并使库内温度控制在设计温度±1℃情况下继续运行1 h ；
3） 用手动或自动控制进行融霜，并记录融霜开始时间和结束时间，每10 min 记录一次库内温度变化情况；
4） 检查蒸发器表面霜层融化情况，条件允许可测定融霜水量。

数据记录表。