压缩机性能测试实验

制冷压缩机性能测试实验
一、实验目的
通过制冷压缩机实际运行测试实验，使学生了解并掌握以下内容：
1、制冷压缩机制冷量的测试方法；
2、蒸发温度、冷凝温度与制冷量的矢系：
3、制冷系统主要运行参数及其相互之间的影响；
4、有尖测试仪器、仪表的使用方法；
5、测试数据处理及误差分析方法。

二、实验原理
1、制冷压缩机的性能随蒸发温度和冷凝温度的变化而变化，因此需要在国家标准规定的工况下进行制冷压缩机的性能测试。

2、压缩机的性能可由苴工作工况的性能系数COP来衡量：
cop旦
W
式中，0。

为压缩机的制冷量：
W为压缩机输入功率。

3、在一个确泄的工况下，蒸发温度、冷凝温度、吸气温度以及过冷度都是已知的。

这样，对于单级蒸气压缩式制冷机来说，其循环p-h图如图3所示。

图中，1点为压缩机吸气状态；4・5为过冷段。

在特立工况下，压缩机的单位质量制冷量是确启的，即：。

这样只要测得流经压缩机的制冷剂
质量流量G-「就可计算出压缩机的制冷量，即
Qo=G^xqo=GmX (lh - hs)
4、压缩机的输入功率：开启式压缩机为输入压缩机的轴功率，封闭式(包括半封闭式和全封闭
式)压缩机为电动机输入功率。

三、实验设备
整个实验装置由制冷系统及换热系统、参数测量采集和控制系统共三部分组成：
1、 制冷系统采用全封闭涡旋式制冷压缩机，蒸发器为板式换热器，冷凝器为壳管式换热 器，节流装宜为电子膨胀阀。

1.1冷却水换热系统由冷却水泵、冷却水塔、调肖冷凝器进水温度的恒温器和水流量调节阀 门及管路组成；
1.2冷媒水换热系统由冷媒水泵、调节蒸发器进水温度的恒温器、调节水流量的阀门组成； 2、 六个绝对压力变送器、十个PT100温度传感器、两个涡轮流量变送器分别对应原理图位 巻及安捷伦34970型数据采集仪和压缩机性能测试软件：
3、 控制系统：通过三块山武SCD36数字调肖器分别根据设定值与实测值的差值来调肖冷 却水、冷媒水的加热量和电子膨胀阀的开度，将机组运行控制在设泄工况允许的范国内。

四、实验方法
制冷工况由两个主要参数来决左，即蒸发温度和冷凝温度，制冷压缩机性能测试的国家标准中 规立了一
些
特
殊
工况的数
值，如表
1所示
：
工况需称 蒸发温度r
冷凝温度。

C
吸气温度。

C
标准工况 -15 +30 + 15±3
最大压差工况 -30 +50 最大轴功率工况 + 10 +50 空调工况（水冷） +5 +35 空调工况（风冷）
*5
-55
试验工况的稳龙与否，是尖系到测试数据是否准确的尖键问题，工况稳泄的标志是主要的测试参 数都不随时间变化。

调节时需要特别地耐心、细致。

实际试验中是根据吸气压力来确疋蒸发温度，冷凝温度是根据排气压力来确龙。

如果吸气 温度也达到稳定，表明制冷量也达到稳定。

本装置是通过： 1、调整冷却水流屋和温度来稳泄压缩机的排气压力： 2、 调整冷媒水流量和温度来稳泄压缩机的吸气温度：
电子膨胀阀
令謁轮傩计2
TX
压缩机 冷媒泵
图4
3、调整电子膨胀阀的开启度来稳左压缩机的吸气压力。

上述三项是动态平衡尖系，任何一项发生变化，对蒸发温度、冷凝温度、和压缩机吸气温度三
个参数都会有影响，影响的程度可能不一样，下表可作参考，重要的还是在实际操作中积累经验。

在调试时，冷却水的容呈:大，较容易稳定，可由调肖器自动调iT；电子膨胀阀的开度反应较快，
容易受调节器自动控制：只是吸气温度反应过于迟缓，不易控制，需要观察过程线的斜率、模拟图上显示的制冷量作力口热量的增减，需耐心细致。

压缩机性能实验要包括主要试验和校核试验，二者应同时进行测量。

校核试验和主要试验的
试验结果之间的偏差应在±4%以内，并以主要试验的测量结果为计算依据。

本次实验中的主要试验是通过测量冷凝器的换热虽：，从而根据冷凝器热平衡尖系il •算出流经压缩机的制冷剂流量，并由此流量计算出压缩机制冷量，为主测制冷量。

而校核试验是对蒸发器进行的，通过测量蒸发器的换热疑，由蒸发器的热平衡尖系，得出流经压缩机的制冷剂流量，同样可根据该流疑计算出压缩机制冷量，为辅测制冷虽：。

判断主测制冷量和辅测制冷疑的偏差，如偏差在±4%以内，则以主测制冷量进行讣算压缩机性能系数。

通过恒温器1、恒温器2、电子膨胀阀控制调节系统稳左运行在指泄的标准工况下，则此时
压缩机在标准工况下的单位质量制冷量是确定的，为
弘〜几
式中，从、无为标准工况的焙值。

五、主测制冷量的计算（水冷冷凝器量热法）
本实验中，主测制冷量的讣算是从冷凝器端考虑的。

首先，冷凝器的换热量可由冷却水侧的
热量变化来计算，为
a=QvGQ （7； -7；）
式中,Q；——冷凝器的冷凝换热量（kW）;
a——冷却水比热容（kJ/）；
6,——由涡轮流量计1测得的载冷剂流戢（ni/s）:
P\ ——冷却水密度（畑〃/ ）；
F7一一冷却水进口温度（°C）:
人一一冷却水出口温度（。

0。

其中计算某一温度t时冷却水比热容Cp和密度。

公式如下：
C/?, = 4.206 ・ 0.0013059 k- 0.0000137S982/2
p、= 1000.83 — 0.08388376/- 0.003727955 尸 + 0.000003664106”
同样，根据冷凝器制冷剂侧的热量变化也可计算出冷凝器的换热量，在不考虑冷凝器漏热损失的情况下，可以认为由制冷剂侧的换热量应等于冷却水侧的热量变化Q。

这样，即有：
Gw?】•他・〃4） =a
式中，Gm,——冷凝器制冷剂侧制冷剂质量流量，即主测制冷剂流量；
5 ——取测试工况下对应点的熔值。

由此，可以计算出主测制冷剂流量，从而对比标准工况下吸气口制冷剂比容差异，可得到标准工况下主测制冷量©为：
y
Q = Gg•细•斗
V1
式中，片一一测试工况下的压缩机吸气口制冷剂比容；
v\——标准工况下的压缩机吸气□制冷剂比容。

六、辅测制冷量的计算（液体载冷剂量热法）
相对于主测制冷量，本实验的辅测制冷量的计算，是从制冷系统另一主要热交换器一一蒸发
器着手考虑的。

同样，根据蒸发器两侧流体的热平衡来计算辅测的制冷剂制冷流疑。

蒸发器制冷量先可由载冷剂的热捲变化来计算，即
Q ； = Cp?・ G?・ P?・ 6）・ TQ
式中,Q；——蒸发器制冷M （kw）；
Cp2——载冷剂比热容（3/伙& • K））:
（J2-- 由涡轮流量计2测得的载冷剂流量5js）；
Pi一一载冷剂密度（焰）；
To——载冷剂进口温度（°C）；
心一一载冷剂岀口温度（°C）。

其中计算某一温度t时载冷剂（质量浓度为35%的乙二醇溶液）比热容CE和密度久公式如下：Cp2 =4.09176 4・ 0.00106375;
pz = 1001.44-0」9491/・ 0.00243/2
在不考虑蒸发器“跑冷”损失的情况下，则有蒸发器热平衡矢系讣算出辅测制冷剂流量
血，为
厂<2/
Grn A =..... 二―
式中，hj〃一一取测试工况下对应点的焙值。

再对比标准工况下吸气口制冷剂比容差异，可得到标准工况下辅测制冷量0三为：y
Q,二血，• Q（> • V-
式中，V,一一测试工况下的压缩机吸气口制冷剂比容；
V；一一标准工况下的压缩机吸气□制冷剂比容。

七、主、辅侧相对误差
E x ]OO %
<21
八、制冷效率
九、操作步骤：
1.将控制台上选择开矢切换至'压缩机’档；
2.按下1冷却水泵'一'冷却塔风机'一'冷媒水泵'的启动按钮，使冷却水环路、冷媒水环路运行：
3.打开计算机实验操作系统软件，点击进入“压缩机性能试验”参数设置界面，设泄实验工况后进入试验模拟图界而，观察冷却水、冷媒水是否有流量：
4•将压缩机，吸气口温度调节器，改为手动调节，输出值设左为50%：
5.按下'电子膨胀阀'启动按钮，将'电子膨胀阀调肖器’设置为手动，设泄数值为80：
6.依次按下'恒温器1 ‘一'恒温器2*-*被测压缩机’启动按钮。

检查压缩机是否正
常运转，若压缩机并未启动，按下装置现场压缩机旁电器柜的复位按钮：
7.机组运行5分钟后，将压缩机,吸气口温度调肖器’、’电子膨胀阀调丹器’的输出设为
PID自动调节：
8.观察模拟图界而各参数的变化：切换到压缩机实验控制量过程线界而，观察压缩机吸气温度和吸、排气压力曲线；
9.待系统稳泄运行在设泄工况附近后，开始记录实验数据。

实验数据记录完毕后，选择打印控制疑过程线，査看工况稳定程度，并打印报表及数据记录表。

测试数据记录
班级姓名实验日期
实验数据整理结果
实验工况：蒸发温度°C 冷凝温度°C
实验情况的总结或建议：（对实验结果进行分析和评价和建设性的意见）。

精心整理，希望对您有所帮助!。