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.测定制冷机性能。

3.分析影响制冷机性能的因素。

二、实验装置

采用全封闭活塞式制冷压缩机性能实验台测定制冷压缩机运行性能。蒸发器和冷凝器均为水换热器。实验台的主实验为液体载冷剂法，辅助实验为水冷凝热平衡法。实验装置结构及工作原理如图11-1所示。

图11- 1 制冷系统工作原理

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—吸气温度计;9—吸气压力计;10—吸气截止阀;11—排气截止阀;12—排气压力计;13—排气温度计;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—蒸发器前温度计;20—蒸发器后温度计;21—冷凝器载体水泵;22—流量计;23—调节阀;24—冷凝器前温度计;25—冷凝器后温度计;26，27—水箱;28—排水阀

三、实验步骤

1.预习实验指导书及安装使用说明书，详细了解实验系统各部分的作用，掌握制冷系统的操作规程和制冷工况的调节方法，熟悉各测试仪表的安装使用方法。

2.按安装使用说明书规定方法启动水循环系统及制冷循环系统。

3.按指导教师要求并参考安装使用说明书介绍的方法调节运行工况。

4.待工况稳定后测定蒸发压力、冷凝压力、吸气温度、排气温度、过冷温度、蒸发器和冷凝器进出水温度及流量、压缩机的输入电功率等参数。

5.为提高准确性，每间隔10min测读一次数据，取三次记录数据的平均值作为测试结果。测试该运行工况结束(三次记录均应在稳定工况要求范围内)。

6.改变工况，重复上述实验。

7.实验结束后，按安装使用说明书规定方法停止系统工作。

四、实验数据记录与结果处理

请将实验数据记录于表11- 1～表11- 3，并通过下式处理结果。

1.压缩机制冷量Q(k W)

其中，蒸发器换热量Q1(k W)

Q1=GZ·cp(t1-t2)(112)

式中，GZ为载冷剂(水)的流量，kg/s;cp为载冷剂(水)的比定压热容，k J/(kg·K);t1、t2为载冷剂(水)的进出口温度，℃;H1为在规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的焓值，k J/kg;H3为在规定过冷温度下，节流阀前液体制冷剂的焓值，k J/kg;H'1为在实验条件下，离开蒸发器的制冷剂蒸气的焓值，k J/kg;H'3为在实验条件下，节流阀前液体制冷剂的焓值，k J/kg;V1为在压缩机规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的比容，m3/kg;V'1为在压缩机实际吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的比容，m3/kg。

2.压缩机电功率N(k W)

式中，I、U分别为封闭式压缩机的输入电流(A)和输入电压(V)。

3.能效比

4.热平衡误差

式中，Q2为冷凝器换热量，k W;GL为冷凝器水的流量，kg/s;T1、T2为冷凝水的进出口温度，℃;cp为水的比定压热容，k J/(kg·K)。

表11-1 蒸发器热负荷Q1

表11-2 制冷压缩机制冷量Q和能效比EER

表11-3 冷凝器热负荷计算表Q2

五、思考题

1.试推导实验测试活塞式制冷压缩机制冷量的计算公式。

2.分析实验结果，指出影响制冷机性能的因素。

附:为了便于比较不同活塞式制冷压缩机的工作性能，我国规定了四个温度工况，如表11- 4所示。其中标准工况和空调工况用于比较压缩机的制冷能力;最大功率工况和最大压差工况则是压缩机的机械强度、耐磨寿命、阀片合理性和配用电机的最大功率的设计考核指标。

表11-4 活塞式制冷压缩机的温度工况/℃