一機二庫性能實驗

1、實驗四、一機二庫性能實驗一、實驗目的通過本實驗的學習和訓練，使學生了解并熟悉典型制冷裝置的制冷系統(tǒng)、總體結構與運行特性；了解或掌握單臺制冷機組如何給兩個不同溫度要求的冷間提供冷量和以及蒸發(fā)壓力調節(jié)閥的構造、設置、調節(jié)原理，訓練或培養(yǎng)設計控制系統(tǒng)的技能，為今后在冷庫設計與調控方面的學習奠定基礎。1.熟悉認識一機二庫制冷系統(tǒng)壓縮機及蒸發(fā)器、冷凝器等設備的構造和工作特點，系統(tǒng)組成原則。參觀冷庫系統(tǒng)結構。 2.演示一個機組如何向兩個不同溫度要求的庫體供液。 3.熟悉蒸發(fā)壓力調節(jié)閥的構造、設置、調節(jié)原理。二、實驗原理、方法和手段1.實驗原理一機二庫制冷裝置是由一臺制冷壓縮冷凝機組同時向兩個不同蒸發(fā)溫度的

2、冷間供應冷量，例如：高溫冷間的蒸發(fā)溫度為+5左右，低溫冷間的蒸發(fā)溫度為-15左右。當不同蒸發(fā)溫度的蒸發(fā)器共用一根回氣管路時，由于每個蒸發(fā)器的制冷劑蒸發(fā)壓力各不相同，而壓縮機的吸氣壓力是與蒸發(fā)溫度最低的冷間蒸發(fā)器的蒸發(fā)壓力保持一致。在制冷系統(tǒng)運行時，為了維持每一冷間所必需的蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力），在蒸發(fā)溫度較高的蒸發(fā)器出口管路上設置蒸發(fā)壓力調節(jié)閥KVP（即背壓閥），從而保證高溫冷間的蒸發(fā)器內(nèi)維持所需的蒸發(fā)壓力（蒸發(fā)溫度）。本實驗裝置在高溫冷間的蒸發(fā)器出口管路上安裝了蒸氣壓力調節(jié)閥，使閥前的壓力保持在調定的范圍內(nèi)。經(jīng)過閥的節(jié)流使閥后的壓力與吸氣壓力保持一致，這樣就保證了系統(tǒng)中各個蒸發(fā)器在各自不同工況

3、下正常運轉。另外，由于高、低溫冷間的蒸發(fā)器共用同一根回氣管路，當制冷壓縮機停機時，各蒸發(fā)器的壓力很快平衡。這樣就有可能使高溫冷間蒸發(fā)器中的制冷劑氣體流到低溫冷間的蒸發(fā)器中去冷凝,而當壓縮機再次啟動時就會造成液擊事故。因此，為防止液擊事故的發(fā)生，本實驗裝置在低溫冷間的蒸發(fā)器出口管路上安裝了單向閥。本系統(tǒng)使用的工質R12充灌重量約2kg。本實驗裝置制冷系統(tǒng)加裝一個冷凝壓力控制器，當冷凝壓力大時，風機啟動；當冷凝壓力減小時，風機停止。制冷循環(huán)壓-焓圖如圖1所示,一機二庫制冷裝置的工作原理圖如圖2所示，其電氣控制原理圖見圖3。2.實驗方法和手段運行一機二庫制冷裝置，調整至預設工況；利用預埋的測點讀取相

4、應的實驗數(shù)據(jù)，然后根據(jù)制冷量的計算方法進行數(shù)據(jù)整理與分析，最后完成實驗報告。通過該實驗使學生了解并熟悉一機二庫制冷裝置的工作原理、調節(jié)方法，初步學會制冷裝置的運行、調整。了解并掌握制冷裝置制冷量的測試方法、測試原理和熱工儀表的校準和使用。（1） 測試點參數(shù)表1 測試點位置序號測點位置壓力（MPa）溫度()備注1壓縮機吸入口2壓縮機排氣口3蒸發(fā)壓力調節(jié)閥4單向閥閥前5高溫膨脹閥出口6高溫膨脹閥進口7低溫膨脹閥出口8低溫膨脹閥進口9冷凝器出口表2 庫溫、流量等測點序號測量參數(shù)測量值1測量值2測量值310高溫蒸發(fā)器庫溫()11高溫冷間制冷劑流量(m3/s)12低溫蒸發(fā)器庫溫()13高溫冷間制冷劑流量

5、(m3/s)14壓縮機輸入功率測量電流（A）電壓（V）15空氣加熱器電流（A）電壓（V）（2） 一機二庫制冷系統(tǒng)過熱度設置及運行效果熱力膨脹閥的過熱度調節(jié)，旋下密封螺帽，順時鐘旋轉調節(jié)桿，可增加靜態(tài)過熱度，逆時針旋轉為減小靜態(tài)過熱度。一旦停止旋轉，系統(tǒng)因為溫包溫度的反饋作用，而維持在一定范圍內(nèi)的過熱度。通過熱度的調節(jié)，觀察靜態(tài)過熱度的大小對蒸發(fā)器的制冷量的影響程度，從而確定熱力膨脹閥靜態(tài)過熱度與蒸發(fā)器的最佳匹配點，使蒸發(fā)器的利用率最高，制取的制冷量最大。（3） 制冷量的計算方法 根據(jù)實測制冷劑流量與蒸發(fā)器進、出口的比焓值計算制冷量 （1）式中：高溫蒸發(fā)器的制冷量，；高溫冷間的制冷劑流量，；高溫

6、冷間蒸發(fā)器出口的制冷劑比焓值，； 高溫冷間蒸發(fā)器進口的制冷劑比焓值，； （2）式中：低溫蒸發(fā)器的制冷量，；低溫冷間的制冷劑流量，；低溫冷間蒸發(fā)器出口的制冷劑比焓值，； 低溫冷間蒸發(fā)器進口的的制冷劑比焓值，； （3）式中：總制冷量，； 根據(jù)實測制冷壓縮機的輸入功率計算制冷量 （4）式中：壓縮機的電流，；圖1 制冷循環(huán)壓-焓圖壓縮機的電壓，； 電機的功率因數(shù)； （5） 式中：全封閉制冷壓縮機的額定功率，；全封閉制冷壓縮機壓縮機的電流，；全封閉制冷壓縮機壓縮機的電壓，； 根據(jù)實測空氣加熱器的功率計算制冷量 （6）式中：空氣加熱器的加熱量，；空氣加熱器的電流，；Vk空氣加熱器的電壓，。（4） 制冷壓縮

7、機輸入功率的計算方法： （7）式中：制冷壓縮機的輸入功率，；制冷壓縮機的電流，；制冷壓縮機的電壓，；（5） 一機二庫的能效比： （8）圖2 一機兩庫制冷裝置原理圖1.制冷壓縮機 2.貯液器 3.冷凝器 4.蒸發(fā)壓力調節(jié)閥 5.高溫蒸發(fā)器 6.高溫冷間膨脹閥 7. 電磁閥 8.流量計 9.手閥 10.低溫流量計 11. 低溫冷間熱力膨脹閥 12.低溫蒸發(fā)器 13.干燥過濾器 14.數(shù)顯溫度儀 15.單向閥 16. 溫度計圖3 一機二庫電氣控制原理圖三、實驗內(nèi)容1.認識并熟悉一機二庫的制冷系統(tǒng)和總體結構；2.按照設定工況，進行一機二庫的運行調整；3.工況穩(wěn)定后，進行一機二庫的性能測試；4.測試儀器

8、、儀表的調整，溫度及壓力傳感器的布置；5.數(shù)據(jù)的采集和整理；6.計算結果。四、實驗準備1.了解并熟悉一機二庫制冷裝置的工作原理、基本組成以及各個設備的結構特點；2.必須仔細閱讀實驗指導書，了解實驗的目的、原理和任務；五、實驗步驟1.實驗溫度的調節(jié)：將數(shù)字溫度顯示的選擇開關撥至中間位置，顯示器指示被測點的實際溫度；將開關撥至左邊，則指示上限設定溫度。調節(jié)上限溫度電位器，可改變上限溫度設定值；將開關撥至右邊，則指示下限設定溫度，調節(jié)下限溫度電位器，可改變下限設定值。為保證溫度控制器的正常，下限溫度設定值必須低于上限溫度設定值。2.調節(jié)上下限值后，必須將鎖緊螺帽擰緊。3.正式運轉，合上電源，合上帶鎖

9、按鈕，機組開始運行，逐一打開高低溫庫的手閥。4.觀察高低壓壓力表的變化情況，如高壓壓力表的讀數(shù)開始上升，低壓壓力表的讀數(shù)同時下降，說明系統(tǒng)工作正常。5.系統(tǒng)正常工作后，可以按照要求選擇關閉6只手閥，模擬系統(tǒng)的各種故障形式。6.當高溫庫或低溫庫溫度達到預定值時，該庫的電磁閥失電關閉。并記錄此時的溫度。當兩庫均達到預定值時，壓縮機停止，系統(tǒng)處于待命狀態(tài)。7.制冷量測量，保持冷間溫度不變，加載置于冷間內(nèi)的空氣加熱器，記錄所用電流、電壓，計算其功率消耗。8.過熱度調節(jié)，保持制冷裝置穩(wěn)定運行，調節(jié)熱力膨脹閥靜態(tài)過熱度的大小，觀察蒸發(fā)器制冷量的變化趨勢。六、注意事項及其它說明1.壓縮機在運行時觀察排氣壓力

10、是否在正常的0.81.0MPa范圍內(nèi)。2.壓縮機不能頻繁開停，每次間隔大約3分鐘，否則損壞壓縮機。3.每次實驗結束后先關吸氣端手閥，再關排氣端手閥，以防意外泄漏，開機時再打開6只手閥。七、思考題1.繪制一機二庫制冷系統(tǒng)流程圖并標注壓力、溫度傳感器布置點的位置，蒸發(fā)器、冷凝器、熱力膨脹閥等型號，繪制系統(tǒng)運行的壓焓圖。2.繪制電氣控制流程圖，并簡述工作過程。3.說明蒸發(fā)溫度調節(jié)閥（背壓閥）的作用與調節(jié)原理。4.簡述該一機二庫制冷系統(tǒng)所選用主要設備的結構特點和運行要求5.在一機二庫系統(tǒng)中，如何協(xié)調好高溫庫的背壓閥和熱力膨脹閥的關系，在調試的時候如何調試？比如，高溫庫溫度壓力過高，究竟是調膨脹閥還是背

11、壓閥？八、實驗報告實驗名稱：一機二庫制冷裝置性能實驗1.實驗目的2.實驗內(nèi)容及原理3.實驗儀器4.實驗步驟5.實驗過程及實驗數(shù)據(jù)記錄根據(jù)所測得的實驗數(shù)據(jù)，查出各個循環(huán)過程中相應的狀態(tài)點的焓值h、比容v，并在lgp-h圖上繪出各循環(huán)過程及標出每個行循環(huán)過程的各個狀態(tài)點的焓值，計算相應的性能指標。根據(jù)實驗及計算結果分析性能指標的變化情況。6.實驗情況分析與問題討論7.思考題表1實驗數(shù)據(jù)記錄序號測點位置壓力（MPa）溫度()備注123Pm123Pm1壓縮機吸入口2壓縮機排氣口3蒸發(fā)壓力調節(jié)閥4單向閥閥前5高溫膨脹閥出口6高溫膨脹閥進口7低溫膨脹閥出口8低溫膨脹閥進口9冷凝器出口表2 實驗數(shù)據(jù)記錄序號測量參數(shù)測量值1測量值2測量值310高溫蒸發(fā)器庫溫()11高溫冷間制冷劑流量(m3/s)12低溫蒸發(fā)器庫溫()13高溫冷間制冷劑流量(m3/s)14壓縮機輸入功率測量電流（A）電壓（V）15空氣加熱器電流（A）電壓