制冷壓縮機教學實驗臺設備改造應用分析

發(fā)表時間：2020-03-05 15:31:39
來源：未知
作者：高朋實驗設備
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1，概述
制冷壓縮機試驗臺是制冷(熱泵)循環(huán)演示試驗裝置，只能對制冷壓縮機的性能試驗進行教學演示，只適用于一種類型的壓縮機，不能進行科學研究。其制冷(熱泵)循環(huán)演示裝置的工作原理如圖1所示測試裝置由全封閉壓縮機、熱交換器1、熱交換器2、浮子截止閥、四通換向閥、管道等組成，水系統(tǒng)由轉子流量計、熱交換器中的線圈等組成，并裝有溫度、壓力、電流、電壓等測量儀器制冷工質(zhì)采用低壓工質(zhì)R12
測試設備只能用于教學演示。在壓縮機性能測試中，測試裝置主要存在以下問題
(1)溫度測量的不準確性
在測試裝置中，流入和流出熱交換器1和熱交換器2的水的溫度由電流線測量；同時，熱電偶線沒有正確放置。在測試裝置中，熱電偶絲遠離熱交換器1和熱交換器2的入口和出口放置，并且放置在銅管的外表面上，使得測量的溫度與水的實際溫度相差很大。
(2)儀表讀數(shù)不夠
測試裝置中使用的儀表度數(shù)很低，給壓縮機功率計算帶來很大誤差。
(3)與環(huán)境的嚴重熱交換
工作介質(zhì)流經(jīng)的銅管暴露在外，與外界的熱交換相對嚴重，影響測量參數(shù)，導致測試結果不真實

圖1制冷(熱泵)循環(huán)演示裝置示意圖
2、測試裝置的改進
隨著我校教學和科研工作的質(zhì)量越來越高，上述演示實驗裝置已不能再培養(yǎng)學生的科研能力、創(chuàng)新能力和動手能力。教學實驗臺的改革是為了充分利用現(xiàn)有的教學資源。改造后的實驗臺不僅需要能夠演示制冷(熱泵)循環(huán)系統(tǒng)的工作原理，而且能夠進行熱力學計算
(1)熱電偶
原測試裝置的熱電偶未測量冷卻水溫度，熱電偶放置不當，導致測量誤差較大?？紤]到循環(huán)管道的散熱系數(shù)，為保證熱電偶的測量精度，采取以下措施進行改造
1)更換熱電偶螺旋熱電偶用來代替原來的熱電偶絲。
2)改變熱電偶的安裝位置為了保證熱電偶與冷卻水的直接接觸，在冷凝器和蒸發(fā)器的出口處鉆孔，并將熱電偶的觸點插入管道中與水直接接觸。
(2)安裝隔熱材料
原試驗裝置的銅管暴露在空氣中。由于各管道的散熱和與外界空氣的熱交換，制冷劑蒸汽到達蒸發(fā)器和冷凝器時的溫度受到很大影響，導致壓縮機的制冷效率嚴重降低因此，保溫棉用于包裹每個管道、蒸發(fā)器和冷凝器的表面，以防止與環(huán)境的熱交換。
(3)壓縮機安裝方法
在原試驗裝置中，壓縮機與銅管焊接在一起，每次更換壓縮機都必須重新進行焊接處理，給試驗帶來很大的麻煩。改造后，通過截止閥將壓縮機連接到銅管上，既保證了更換壓縮機的方便，又控制了管內(nèi)制冷劑的流量。改進的安裝方法如圖2所示。
3、壓縮機性能試驗
為了驗證試驗臺改造的程度，在試驗設備改造前后，對同一臺壓縮機和改造后的壓縮機在相同工況下進行了性能試驗。同時，在改進后的裝置上進行壓縮機的優(yōu)化設計性能試驗，計算試驗結果后得到的曲線如圖3和圖4所示。

圖2改進的安裝方法

圖3實驗臺改造前后壓縮機制冷系數(shù)

圖4不同閥板厚度