壓縮機性能測試試驗

1、制冷壓縮機性能測試實驗一、實驗目的通過制冷壓縮機實際運行測試實驗，使學生了解并掌握以下內(nèi)容：1、制冷壓縮機制冷量的測試方法；2、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度與制冷量的關系；3、制冷系統(tǒng)主要運行參數(shù)及其相互之間的影響；4、有關測試儀器、儀表的使用方法；5、測試數(shù)據(jù)處理及誤差分析方法。二、實驗原理1、制冷壓縮機的性能隨蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的變化而變化，因此需要在國家標準規(guī)定的工況下進行制冷壓縮機的性能測試。2、壓縮機的性能可由其工作工況的性能系數(shù)COP來衡量：COP%W式中，Q0為壓縮機的制冷量;W為壓縮機輸入功率。3、在一個確定的工況下，蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、吸氣溫度以及過冷度都是已知的。這樣，對于單級蒸氣壓

2、縮式制冷機來說，其循環(huán)p-h圖如圖3所示。圖中，1點為壓縮機吸氣狀態(tài)；4-5為過冷段。在特定工況下，壓縮機的單位質(zhì)量制冷量是確定的，即：q0h1h5o這樣只要測得流經(jīng)壓縮機的制冷劑質(zhì)量流量Gm,就可計算出壓縮機的制冷量，即QoGmq0Gm(hih5)4、壓縮機的輸入功率：開啟式壓縮機為輸入壓縮機的軸功率，封閉式(包括半封閉式和全封閉式)壓縮機為電動機輸入功率。三、實驗設備整個實驗裝置由制冷系統(tǒng)及換熱系統(tǒng)、參數(shù)測量采集和控制系統(tǒng)共三部分組成：1、制冷系統(tǒng)采用全封閉渦旋式制冷壓縮機，蒸發(fā)器為板式換熱器，冷凝器為殼管式換熱器，節(jié)流裝置為電子膨脹閥。1.1冷卻水換熱系統(tǒng)由冷卻水泵、 冷卻水塔、 調(diào)節(jié)冷

3、凝器進水溫度的恒溫器和水流量調(diào)節(jié)閥門及管路組成；1.2冷媒水換熱系統(tǒng)由冷媒水泵、調(diào)節(jié)蒸發(fā)器進水溫度的恒溫器、調(diào)節(jié)水流量的閥門組成；2、六個絕對壓力變送器、十個PT100溫度傳感器、兩個渦輪流量變送器分別對應原理圖位置及安捷倫34970型數(shù)據(jù)采集儀和壓縮機性能測試軟件；3、控制系統(tǒng)：通過三塊山武SCD36數(shù)字調(diào)節(jié)器分別根據(jù)設定值與實測值的差值來調(diào)節(jié)冷卻水、冷媒水的加熱量和電子膨脹閥的開度，將機組運行控制在設定工況允許的范圍內(nèi)。實際試驗中是根據(jù)吸氣壓力來確定蒸發(fā)溫度，冷凝溫度是根據(jù)排氣壓力來確定。如果吸氣溫度也達到穩(wěn)定，表明制冷量也達到穩(wěn)定。本裝置是通過：1、調(diào)整冷卻水流量和溫度來穩(wěn)定壓縮機的排氣

4、壓力;工況名稱蒸發(fā)溫度C冷凝溫度c吸氣溫度c標準工況-15+30+153最大壓差工況-30+50最大軸功率工況+10+50空調(diào)工況（水冷）+5+35空調(diào)工況（風冷）+5+55即蒸發(fā)溫度和冷凝溫度,1所示：四、實驗方法制冷工況由兩個主要參數(shù)來決定，標準中規(guī)定了一些特殊工況的數(shù)值，如表試驗工況的穩(wěn)定與否，是關系到測試數(shù)據(jù)是否準確的關鍵問題，工況穩(wěn)定的標志是主要的測試參數(shù)都不隨時間變化。調(diào)節(jié)時需要特別地耐心、細致。制冷壓縮機性能測試的國家蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷媒泵冷媒泵2、調(diào)整冷媒水流量和溫度來穩(wěn)定壓縮機的吸氣溫度;3、調(diào)整電子膨脹閥的開啟度來穩(wěn)定壓縮機的吸氣壓力。上述三項是動態(tài)平衡關系，任何一項發(fā)生變化，

5、對蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、和壓縮機吸氣溫度三個參數(shù)都會有影響，影響的程度可能不一樣，下表可作參考，重要的還是在實際操作中積累經(jīng)驗。名稱排氣壓力吸氣壓力吸氣溫度冷媒水加熱功率增大ttttt減小uu調(diào)節(jié)閥開度增大ttttttt減小冷卻水加熱功率增大tttt減小u1在調(diào)試時，冷卻水的容量大，較容易穩(wěn)定，可由調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)；電子膨脹閥的開度反應較快，容易受調(diào)節(jié)器自動控制；只是吸氣溫度反應過于遲緩，不易控制，需要觀察過程線的斜率、模擬圖上顯示的制冷量作加熱量的增減，需耐心細致。壓縮機性能實驗要包括主要試驗和校核試驗，二者應同時進行測量。校核試驗和主要試驗的試驗結(jié)果之間的偏差應在4%以內(nèi)，并以主要試驗的測量結(jié)

6、果為計算依據(jù)。本次實驗中的主要試驗是通過測量冷凝器的換熱量，從而根據(jù)冷凝器熱平衡關系計算出流經(jīng)壓縮機的制冷劑流量，并由此流量計算出壓縮機制冷量，為主測制冷量。而校核試驗是對蒸發(fā)器進行的，通過測量蒸發(fā)器的換熱量，由蒸發(fā)器的熱平衡關系，得出流經(jīng)壓縮機的制冷劑流量，同樣可根據(jù)該流量計算出壓縮機制冷量，為輔測制冷量。判斷主測制冷量和輔測制冷量的偏差，如偏差在4%以內(nèi)，則以主測制冷量進行計算壓縮機性能系數(shù)。通過恒溫器1、恒溫器2、電子膨脹閥控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定運行在指定的標準工況下，則此時壓縮機在標準工況下的單位質(zhì)量制冷量是確定的，為.*.*q0h1h5式中，hi、h5為標準工況的始值。五、主測制冷量的計算

7、（水冷冷凝器量熱法）本實驗中，主測制冷量的計算是從冷凝器端考慮的。首先，冷凝器的換熱量可由冷卻水側(cè)的熱量變化來計算，為QiCpiGii（T8T7）式中，Qi冷凝器的冷凝換熱量（kW）；Cpi冷卻水比熱容（kJ/（kgK）;Gi由渦輪流量計i測得的載冷劑流量（m3/s）；i冷卻水密度（kg/m3）；T7冷卻水進口溫度（C）；T8冷卻水出口溫度（C）。其中計算某一溫度t時冷卻水比熱容Cp1和密度公式如下：_2Cpi4.2060.00130591t0.00001378982t11000.830.08388376t0.003727955t20.00000366410613同樣，根據(jù)冷凝器制冷劑側(cè)的熱量

8、變化也可計算出冷凝器的換熱量，在不考慮冷凝器漏熱損失的情況下，可以認為由制冷劑側(cè)的換熱量應等于冷卻水側(cè)的熱量變化Q1。這樣，即有：Gm（h3h4）Q1式中，Gm1一一冷凝器制冷劑側(cè)制冷劑質(zhì)量流量，即主測制冷劑流量；玲,h4取測試工況下對應點的始值。由此，可以計算出主測制冷劑流量，從而對比標準工況下吸氣口制冷劑比容差異，可得到標準工況下主測制冷量Q1為：式中，VI一一測試工況下的壓縮機吸氣口制冷劑比容；*.V1標準工況下的壓縮機吸氣口制冷劑比容。六、輔測制冷量的計算（液體載冷劑量熱法）相對于主測制冷量，本實驗的輔測制冷量的計算，是從制冷系統(tǒng)另一主要熱交換器-蒸發(fā)器著手考慮的。同樣，根據(jù)蒸發(fā)器兩側(cè)

9、流體的熱平衡來計算輔測的制冷劑制冷流量。蒸發(fā)器制冷量先可由載冷劑的熱量變化來計算，即Q2CP2G22（T9T10）式中，Q2蒸發(fā)器制冷量（kW）;CP2載冷劑比熱容（kJ/（kgK）；G2由渦輪流量計2測得的載冷劑流量（m3/s）；2載冷劑密度（kg/m3）；T9載冷劑進口溫度（C）；工。一一載冷劑出口溫度（C）。其中計算某一溫度t時載冷劑（質(zhì)量濃度為35%的乙二醇溶液）比熱容Cp2和密度2公式如下：Cp24.091760.00106375121001.440.19491t0.00243t2在不考慮蒸發(fā)器“跑冷”損失的情況下，則有蒸發(fā)器熱平衡關系計算出輔測制冷劑流量Gm2,為式中，h,h6取測

10、試工況下對應點的始值。再對比標準工況下吸氣口制冷劑比容差異，可得到標準工況下輔測制冷量Q2為:Q1Gm1q0V1*V1Gm2Q2h6h5Q2Gm?q0一Vi式中，v1測試工況下的壓縮機吸氣口制冷劑比容；*.V1標準工況下的壓縮機吸氣口制冷劑比容。七、主、輔側(cè)相對誤差EQ以100%Qi八、制冷效率QiWT九、操作步驟：.將控制臺上選擇開關切換至壓縮機檔；.按下冷卻水泵一冷卻塔風機一冷媒水泵的啟動按鈕，使冷卻水環(huán)路、冷媒水環(huán)路運行；.打開計算機實驗操作系統(tǒng)軟件，點擊進入“壓縮機性能試驗”參數(shù)設置界面，設定實驗工況后進入試驗模擬圖界面，觀察冷卻水、冷媒水是否有流量；.將壓縮機吸氣口溫度調(diào)節(jié)器改為手動

11、調(diào)節(jié)，輸出值設定為50%;.按下電子膨脹閥啟動按鈕，將電子膨脹閥調(diào)節(jié)器設置為手動，設定數(shù)值為80;.依次按下恒溫器1恒溫器2一被測壓縮機啟動按鈕。檢查壓縮機是否正常運轉(zhuǎn)，若壓縮機并未啟動，按下裝置現(xiàn)場壓縮機旁電器柜的復位按鈕；.機組運行5分鐘后，將壓縮機吸氣口溫度調(diào)節(jié)器、電子膨脹閥調(diào)節(jié)器的輸出設為PID自動調(diào)節(jié)；.觀察模擬圖界面各參數(shù)的變化；切換到壓縮機實驗控制量過程線界面，觀察壓縮機吸氣溫度和吸、排氣壓力曲線；.待系統(tǒng)穩(wěn)定運行在設定工況附近后，開始記錄實驗數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)記錄完畢后，選擇打印控制量過程線，查看工況穩(wěn)定程度，并打印報表及數(shù)據(jù)記錄表。測試數(shù)據(jù)記錄班級姓名實驗日期序號測試參嗷單位NO.1NO.2NO.3NO.4平均值1壓縮機吸氣溫度T1C2壓縮機排氣溫度T2C3冷凝器進口溫度T3C4冷凝器出口溫度T4C5節(jié)流前溫度T5C6蒸發(fā)器出口溫度T6C7冷卻水進口溫度T7C8冷卻水出口溫度T8C9載冷劑進口溫度T9C10載冷劑出口溫度T10C11環(huán)境溫度TaC12壓縮機吸氣壓力P1kPa13壓縮機排氣壓力P2kPa14冷凝器進口壓力P3kPa15冷凝器出口壓力P4kPa16節(jié)流前壓力P5kPa17烝發(fā)器出口壓力P6kPa18冷卻水流量Gw1L/s19載冷劑流量Gw2L/s20壓縮機功率WkW21壓縮機電壓VV22壓縮機電流IA23電源頻率fHz實驗