小型制冷装置制冷量和制冷系数测量

小型制冷装置制冷量和制冷系数测量

摘要：制冷方法很多，目前我国空调制冷、家用制冷主要采用蒸汽式压缩制冷。

用简便的方法测定小型蒸发压缩式制冷机的制冷系数。

关键词：小型制冷机制冷系数制冷量测量

小型制冷通常指家用冰箱以及小型空调等，因其制冷量一般比较小，可看作小型制冷装置。从节能角度看，小型制冷装置制冷量和制冷系数系数的测量对其制冷性能的改进至关重要。

实验原理

1、制冷原理

根据热力学第而定律克劳修斯描述：热量能从温度较高的物体传给温度较低的物体，但不能自发地由低温物体流向高温物体而不引起其他变化。所以，

要是热量从低温物体传到高温物体，外界必须对系统作功。且有：W

Q

Q-

=

1

2.

如图所示：

单级蒸汽式压缩机制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成一密闭的循环系统。压缩机启动后，不断抽走低压饱和蒸汽，将它压缩成高压气体排出。经压缩机压缩的高温高压气体在冷凝器被常温介质冷却，凝结成高压液体，向外界放热。高压液体经节流阀节流成低温蒸汽。低温蒸汽在蒸发器中吸热不断汽化，从而使被冷却空间中的物质冷却。因此，在此过程中产生制冷效应。湿蒸汽在蒸发器中气化，干度不断增加，出蒸发器后称为干饱和蒸汽，然后再被压缩机抽走，形成循环。如图所示

2、制冷系数 制冷系数定义为W

c

Q .

=

ε

式中W 为制冷机消耗的机械功，c Q .

为从被冷却物质吸收的热量，它是衡量制冷循环经济性的指标。制冷系数越大，循环越经济。

以.

m 表示系统中制冷剂稳定流动的质量流量；h 1、 h 2、h 3、h 4分别表示为各状态的比焓。

对压缩机，如果忽略压缩机与外界环境所交换的热量()21.

h h m W -= 对蒸发器，被冷却的物体通过蒸发器向致冷剂传递热量.

c Q ，因蒸发器不作功，故有()()31.

41..h h m h h m Q c -=-= 制冷系数可以表达为1

23

1.

h h h h W Q c --==

ε 测出致冷剂在压缩机进气口和出气的温度与压力，根据致冷剂的压焓图上查出1h 和2h 值并按简化制冷循环推算出3h ，即可得出理论上估算的制冷系数。 数据记录

数据处理

理想克诺循环的理想功率：c

H c

c T T T -=

ε

－6︒c ：)(41.7627330273273

61=--++-=

ε

－12︒c ：21.6)12273(30273273

122=--++-=

ε

－18︒c ：15.5)

18273(5.31273273

183=--++-=

ε

实际制冷系数：W

Q C

C .

=ε －6︒c ： 747.09974

1==

ε －12︒c ：828.09982

2==ε 0 ︒c ：742.097

72

3==ε

－18︒c ： 531.096

51

4==ε 制冷系数：1

23

1.

h h h h W Q c --=

=ε 0 ︒c ：42.3319361175

3191=--=

ε

－6︒c ： 31.3319363173

3192=--=

ε －12︒c ： 34.3320364173

3203=--=

ε －18︒c ： 28.3320

365172

3204=--=

ε 实验小结

1、在一定的环境条件下，随着被冷却液温度的降低，制冷机的制冷功率和制冷系数逐渐降低；

2、测量时一定要使被冷却温度充分稳定后才能记录数据。