压缩机性能测试

量热器内加热量的调节主要是根据吸气温度和吸入压力来考虑，相对来说， 加热量的改变对吸气温度和吸气压力都有影响。制冷剂流量的改变对吸气压力和 吸气温度也都有影响，但吸气压力的反应比较快，而吸气温度反应要慢得多。
总而言之，首先要保证冷却水处于适当的进水温度，以利于稳定冷凝压力。
5、主测制冷量计算（第二制冷剂量热器法） 5.1 制冷剂流量计算：
M＝ W1 ⋅ K1 ⋅ (ta − ts ) (hg2 − hf 1 )
其中：
kg/h
W1 —量热器电加热的输入功率（由功率表测试） KW
K1—量热器的漏热系数（K = 2.07 W/℃）
－
ta—环境温度
℃
ts—第二制冷剂的饱和温度（根据其饱和压力查表） ℃
hg—制冷剂在蒸发器出口的焓值
KJ/Kg
2、实验装置与测试原理 本实验装置按照国家标准 GB 5773－86“容积式制冷压缩机性能试验方法”
建立。以“第二制冷剂量热器法”作为主要测量，以“水冷冷凝器量热器法”作 为辅助测量。实验装置流程如图 1 所示：
实验装置流程图
实验装置主要由被测压缩机、量热器、水冷式冷凝器、节流阀和有关的测试 仪器所组成。“第二制冷剂量热器法”测量制冷量的原理是在一个密闭的容器内， 装有适量的第二种制冷剂，蒸发器安装在液面上方的气相空间，电加热器完全浸 没在第二制冷剂中。当制冷系统工作时，热力通过电加热器传输给第二制冷剂， 使部分第二制冷剂获得热量蒸发，蒸发形成的第二制冷剂蒸汽进入液面上方的气 相空间（量热器内的温度和压力均有所上升）。由于制冷系统中的制冷剂在蒸发 器管内蒸发需要吸收热量，又将蒸发器管外的第二制冷剂蒸汽冷凝成液滴落入第 二制冷剂中，形成了热量的传输。在稳态情况下，制冷剂带走的热量与电加热器
KJ/Kg
hf 1 —节流阀前液态制冷剂的焓值
KJ/Kg
V1 —实际进气状态的制冷剂蒸汽比容 M 3 / Kg Vg1 —标准规定工况的制冷剂蒸汽比容 M 3 / Kg
7、主、辅测相对误差 E＝ Q01－Q02 × 100％ Q01
8、制冷效率 ε＝ Q01 W2
其中： Q01 —主测制冷量
KW
W2 —压缩机输入功率
对应的系数(本实验所用的仪表的系数为 80)，即功率表上所读得的数据乘以 80 才是电加热器的实际的输入功率。
4.5 实验操作方法
制冷工况由两个主要参数来决定，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定了一些特殊工况的数值，如表 1 所示：
工况名称
蒸发温度 ℃
冷凝温度 ℃
吸气温度 ℃
6、辅测制冷量计算（水冷冷凝器量热法） 6.1 制冷剂流量计算
M＝
C⋅
Mw
⋅ (t2 − t1) + K2 (tk hg3 − hf 1
− ta )
其中：C—冷却水比热
Kg/h KJ/Kg.℃
M w —冷却水流量
Kg/h
根据涡轮流量计的频率查“频率—流量”曲线（在实验台侧）
t2 —冷却水出水温度
℃
t1 —冷却水进水温度
3.3 其它（共 3 个参数） 量热器输入功率、压缩机输入功率、 冷却水流量（涡轮流量计测频率）
4、主要测试仪表的使用方法
4.1 压力表
压力表为弹簧管式精密压力表，除大气压力以外，所有压力表均为弹簧管式 精密压力表，只能承受正压，不能承受负压，因此，在实验时应特别注意在测量 低压管路上(压缩机吸气压力和蒸发器出口压力)的压力表不得在负压情况下工 作，否则将严重损坏压力表的测试精度。当地大气压力用水银大气压力计测量。 所有压力表上读的数据均为表压力，在进行数据处理时，应根据所测到的大气压 力换算成绝对压力。
吸气温度 ↑↑ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓ ↑
在调试时，首先要根据冷凝温度来确定冷却水的进水温度，通常，冷却水的进水 温度比冷凝温度应低 6～8℃是比较合适的。例如冷凝温度为＋50℃时，冷却水 的进水温度在＋42℃左右是比较容易使冷凝压力稳定，如冷凝温度为＋30℃时， 冷却水的进水温度在＋24℃左右是比较合适的。
1.0937 26.0
0.559 8.0
0.8214 18.0
1.1717 28.0
测试数据记录
班级代号 测试参数 吸气压力 排气压力 冷凝器进口压力 冷凝器出口压力 节流前压力 蒸发器出口压力 R11 饱和压力 当地大气压力 吸气温度 排气温度 冷凝器进口温度 冷凝器出口温度 节流前温度 蒸发器出口温度 冷却水出口温度 冷却水进口温度 量热器环境温度 流量计频率 量热器加热功率 压缩机输入功率
姓名
单位
1
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
℃
mmbar
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
HZ
W
W
实验日期
23Biblioteka 平均实验数据整理结果
实验工况： 蒸发温度
项目名称
单位
制冷剂流量（主） Kg/h
制冷剂流量（辅） Kg/h
冷 却 水 流 量 Kg/h
压缩机输入功率 KW
量热器输入功率 KW
主 测 制 冷 量 KW
辅 测 制 冷 量 KW
传输进量热器中的热量相等。 本实验装置使用的二制冷剂为 R11，制冷系统中的制冷剂为 R12 或 R22。
3、测量的主要参数 3.1 压力（共 8 个压力参数）：
排气压力、 吸气压力、 冷凝器进口压力、 冷凝器出口压力 节流前压力、蒸发器出口压力、第二制冷剂饱和压力、 大气压
3.2 温度（共 9 个温度参数） 排气温度、吸气温度、冷凝器进口温度、冷凝器出口温度 节流前温度、蒸发器出口温度、冷却水进、出口温度、环境温度
hf—节流阀前制冷剂液体的焓值
KJ/Kg
5.2 制冷量计算
Q01
=
M1 (hg1
−
h
f
1
)
V1 Vg1
KW
其中： M1 —制冷剂的质量流量
kg/h
hg1 —制冷剂在压缩机进口处的焓值
KJ/Kg
hf 1 —节流阀前液态制冷剂的焓值
KJ/Kg
V1 —实际进气状态的制冷剂蒸汽比容 M 3 / Kg Vg1 —标准规定工况的制冷剂蒸汽比容 M 3 / Kg
P（绝）＝P（表）＋P（大气）
MPa
其中：P（大气）为实验时的当地大气压力，通过大气压力计测出。
4.2 温度计 温度测量采用半导体多点巡回温度检测仪或者精密水银温度计。
4.3 流量计 使用 LW－15 型涡轮流量计和流量积算仪测量冷却水的流量，
4.4 功率表
功率表主要用于测量制冷压缩机所消耗的功率和量热器内的加热功率，采用 数字电功率表测量压缩机的输入功率，D—32 W 型三相电功率表测量量热器中电 加热器的输入功率。读取 D—32 W 型三相电功率表的读数时，应注意实际接线所
蒸发温度 To、冷凝温度 Tk 和压缩机吸气温度 T1 三个参数不随时间而变化， 也就是压缩机的吸气压力、排气压力和吸气温度要达到动态平衡。影响它们变化 的主要因素：
(1)制冷剂流量(通过调节节流阀的开度来改变流量)’
(2)量热器内的电加热量(通过选择开关或调压器调节加热电压)
(3)冷却水的流量和温度(通过水量调节阀和水加热器选择开关)
KW
附录 绝对压力 温度 绝对压力 温度 绝对压力 温度
R11 压力与温度的对应关系
0.4017 0.4373 0.4754
0
2.0
4.0
0.6055 0.6547 0.707
10.0
12.0
14.0
0.8838 0.9499 1.0193
20.0
22.0
24.0
0.516 6.0
0.7625 16.0
主、辅测相对误差 ％
制 冷 效 率 KW/KW
℃ 冷凝温度
1
2
℃ 3
平均
实验情况总结或建议：（对实验结果进行分析和评价和建设性的意见）
4.6 试验工况的稳定：
试验工况的稳定与否，是关系到测试数据是否准确的关键问题，工况稳定的 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定蒸发温度的，同样，冷凝温度是摄据排气 压力来确定。控制吸气压力、排气压力，就等于控制蒸发温度和冷凝温度，如果 吸气温度也达到稳定，表明制冷量也达到稳定。调节时需要调整量热器内的加热 功率、制冷剂的流量、冷却水的流量和冷却水的温度。改变其中的任何一项，对 三个参数均有不同程度的影响，调节时需统筹考虑，
℃
K1 —冷凝器漏热系数（9.8 W/℃） -
tk —冷凝温度
℃
ta —环境温度
℃
hg3 —制冷剂进冷凝器的焓值
KJ/Kg
h f 1 —制冷剂出冷凝器的焓值
KJ/Kg
6.2 制冷量计算
Q02
=
M2 (hg1
−
h
f
1
)
V1 Vg1
KW
其中： M 2 —制冷剂的质量流量
kg/h
hg1 —制冷剂在压缩机进口处的焓值
实验一
制冷压缩机性能测试
1 实验目的 通过制冷压缩机实际运行测试，使学生了解并掌握以下内容：
1.1 制冷压缩机制冷量的测试方法； 1.2 蒸发温度、冷凝温度与制冷量的关系； 1.3 制冷系统主要运行参数及其相互之间的影响； 1.4 有关测试仪器、仪表的使用方法； 1.5 测试数据处理及误差分析方法。
标准工况
－15
＋30
最大压差工况 最大轴功率工况
－30 ＋10
＋50 ＋50
＋15 ± 3
空调工况（水冷）
＋5
＋35
空调工况（风冷）