制冷 实验讲义

《制冷原理与设备》实验指导书

目录

二、制冷压缩机性能实验

三、制冷（热泵）循环演示装置

四、飞机环境控制系统实验

五、制冷设备电气排故实验

（一）实验装置

实验装置结构、组成见图1所示，换热器为表冷器（风机盘管的换热器，风冷的翅片冷凝器）。

图1 实验装置示意图

1.循环水泵；

2.转子流量计；

3.过冷器；

4.表冷器；

5.实验台支架；

6.吸入段；

7. 整流栅；

8.加热前空气温度；9. 表冷器前静压；10.U形差压计；11. 表冷器后静压；12.加热后空气温度；13.流量测试段；14.孔板；15.引风机；16.倾斜管压力计；17.控制测试仪表盘；18.水箱

1.表冷器几何尺寸

表1 表冷器几何尺寸

铝串片尺

寸（mm）

片距

b

（mm）

基管直径

dw/dn

（mm）

迎风面积

Fy

（m2）

散热面积

F

（m2）

最窄通风面积

f

（m2）

热水流通面积

fˊ

（m2）

200 43 2.0 10/8 0.04 0.885 0.026 1.256×10-5

2．水箱电加热器总功率为4.5kW，分三档控制，三档功率分别为1.5kW；

3．空气温度和热水温度用K型热电偶测量；

4．空气流量用孔板配倾斜式微压计测量；

5．空气通过换热器的流通阻力，在换热器前后的风管上设静压测嘴，配倾斜式微压计测量；热水通过换热器的流通阻力，在换热器进出口处设阻力测嘴，配压力表和U型管测量。

6．热水流量用转子流量计测量。

（二）实验步骤

1．联接电源（220V，四线，50H Z，5kW）；

2．向电热水箱内注水至水箱净高5/6处；

3．用耐压胶管连接换热器进出口处的阻力测嘴和差压计的管口；

4．连接倾斜式微压计及其相应的接口；

5．工况调节

（1）全开水箱电加热器开关，待水温接近试验温度时，打开水泵开关，利用水泵出口阀门调节热水流量；

（2）视换热器情况，调节水箱电加热器功率（改变加热器投入，并利用调压器改变第三组加热器工作电压），使热水温度稳定于试验工况附近。

6．停机注意事项

（1）先关闭全部电热器开关；

（2）十分钟后关闭水泵和风机开关；

（3）最后切断电源。

（三）试验方法和数据处理

1．实验方法

（1）拟定试验热水温度（可取T1=50~65℃）；

（2）在固定热水流速，改变空气流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）；

（3）在固定空气流速，改变热水流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）；

（4）每一工况的试验，均需测定以下参数：空气进口温度（或室温）；空气出口温度及空气流量；热水进出口温度及热水流量；空气和热水通过换热器的阻力等。

[注]：孔板的流量系数可事先用皮托管或风速仪进行标定。

2．数据处理

（1）空气得热量：Q 1=C pk ·G k (t 2-t 1), W （2）热水放热量：Q 2=C ps ·G s (T 1-T 2), W （3）平均换热量：2

2

1Q Q Q +=

， W （4）热平衡误差：%1002

2

12

1⨯+-=

∆Q Q Q Q

（5）传热系数：t

F Q

K ∆⋅=

， W/（m 2·℃） 式中：C pk ，C ps 分别为空气和水的定压比热，J/（kg ·℃）；

G k ，G s —空气和水的质量流量，kg/s ；

G k =ρ

εP

F a ∆20

，m 3/s ；

α—流量系数0.7

ε—被测介质的膨胀校正系数1；

F 0—孔板喉部断面面积m 2，喉部直径100mm ； ΔP —孔板前、后取压断面的静压差； ρ—气体密度，kg/m 3；

G s —进口温度下的水流量，kg/s ； b —微压计倾斜比1/5；

t 1，t 2—空气的进、出口温度,℃； T 1，T 2—热水的进、出口温度, ℃； F —换热器散热面积0.885m 2；

t ∆—传热温差，℃；

2

1122112ln

)

()(t T t T t T t T t -----=

∆，℃。

[注意事项]：热水温度不能超过70℃，以免影响设备使用寿命。

二、制冷压缩机性能实验

（一）实验目的

1．了解制冷循环系统的组成。

2．测定冷机性能（制冷量、功率等）。

3．分析影响冷机性能的因素。

（二）实验装置

本实验台为整体组装，水箱加满水即可使用，水箱装有1500W加热器（环境特别或者北方严寒时使用），制冷剂为R22，各测温点均采用K形热电偶测温。试验装置结构及工作原理如图一所示：

图一工作原理如图

1.压缩机

2.冷凝器

3.储液罐

4.干燥器

5.节流阀前温度计

6. 节流阀

7.蒸发器

8.吸气温度

9.吸气压力10.吸气截止阀11.排气截止阀12排气压力13.排气温度14. 节流阀后温度计15. 蒸发器冷载体水泵16.加热器17流量计18.调节阀19. 蒸发器前温度20. 蒸发器后温度21. 冷凝器载体水泵22. 流量计23. 调节阀24. 冷凝器前温度25.冷凝器后温度26、27.水箱28.排水

（三）实验步骤