实验一 蒸汽压缩式制冷系统性能测定

实验一蒸气压缩式制冷系统的性能测定

一、实验目的

1、加深了解制冷循环系统的组成；

2、学习测定制冷压缩机性能的方法；

3、通过实际测定和制冷压缩机的运行，分析影响压缩机性能的因素。

二、实验装置

实验采用普通商业用制冷压缩机性能实验台。实验台采用封闭式制冷压缩机，蒸发器和冷凝器均为水换热器。压缩机的轴功率通过输入电功率来测算。实验台的主实验为液体载冷剂法，辅助实验为水冷冷凝器平衡法。各测点均用铜电阻温度计。实验台装置如图1所示：

图1 制冷压缩机实验台外观图片

图2 制冷系统循环原理图

三、实验步骤

1、实验前必须预习实验指导书及压缩制冷原理的有关内容。实验时，必须弄清教师对实验装置及其仪表使用方法的进一步介绍，方可进行实验。

2、实验操作步骤如下：

1）在工况稳定的情况下，开始实验测试，测定改工况下的吸气压力、排气压力、吸气温度、排气温度、过冷温度、蒸发器和冷凝器的进水出水温度以及它们的流量、压缩机的输入电功率等参数。

2）为提高测量的准确性，每隔3分钟读取一次数据，取三次数据的平均值作为测试结果（三次记录数据均在稳定工况下测试）。

3）调节截流装置的开度，重复上述操作过程，测得一组新的实验数据。 4）数据记录完毕后，慢慢减小各种调节装置的开度。

5）关闭压缩机开关，然后关闭水泵电源开关。切断总电源，清洗水箱，排掉水箱中的水。

规定工况：P 吸=0.15MPa ，P 排=0.88MPa t 吸=18.1℃，t 排=74.1℃，t 过冷=34.7℃

未经现场指导教师同意，除上述所需开关旋钮，阀门允许操作外，实验仪上其余装置及开关均不得擅自乱动，否则后果自负。

四、实验数据处理

1. 压缩机制冷量

忽略压缩机进排气阀的压力损失，忽略由膨胀阀出口至压缩机入口，由压缩机出口至膨胀阀入口各段的压力损失及膨胀阀与周围环境的热交换，考虑到压缩机的实际压缩是一多变过程，试验中蒸发器中的绝对压力为0P （kN/m 2），冷凝器中的绝对压力为k P （kN/m 2），热力膨胀阀前制冷剂液体温度为3t （℃）、压缩机吸排气口制冷剂气体温度为1t （℃）、2t （℃），蒸发器出口制冷剂温度为1t （℃）、冷凝器出口液体温度为3t （℃），就可画出相应的制冷循环h P -lg 图，如图3所示。

图3 压缩机制冷循环h P -lg 图

压缩机制冷量可按下式计算：

1

'

1

'

'4''1411v v i i i i Q Q ⋅--= （kW ） （1） 式中，1Q ——蒸发器换热量，kW ，)(211z z p z t t c G Q -=；

z G ——载冷剂（水）流量，kg/s ； p c ——载冷剂（水）定压比热，kJ/ kg·K ； 1z t 、2z t ——载冷剂（水）进出水温度，℃

； 1i ——在规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的焓值，kJ/kg ； 4i ——在规定过冷温度下节流阀前液体制冷剂焓值，kJ/kg ；

'

'1i ——在实验条件下，离开蒸发器制冷剂蒸气的焓值，kJ/kg ； '

'4i ——在实验条件下，节流阀前液体制冷剂焓值，kJ/kg ；

'

1v ——压缩机实际吸气比容，m 3/kg ；

1v ——在压缩机规定吸气温度、压力下制冷剂吸气比容，m 3/kg 。

2. 压缩机轴功率

η⋅⋅=V I N （2）

式中，V ——电动机电压值，V ；

I ——电动机电流值，A ； η——功率因素，0.75。 3. 制冷系数

N

Q

=ε （3）

4. 热平衡误差

%100)

(1

21⨯--=

∆Q N Q Q

式中，2Q ——冷凝器换热量，kW ，)(122w w p L t t c G Q -=；

L G ——冷却水流量，kg/s ；

1w t 、2w t ——冷却水进出水温度，℃

。

思考题：

1、按表2整理试验结果，并要求在以蒸发温度（℃）为横坐标，以制冷量（W ）为纵坐标的图上画出冷凝温度不变（40℃）时的00t Q -图。

2、试就表1的试验数据及表2的试验结果分析一下蒸发温度对制冷系统制冷量、耗功率及制冷系数等的影响。

3、按照下列表格所示记录和整理实验数据，完成实验报告。

4、整理数据一定注意把测得数据单位转成标准单位。