製冷壓縮機教學實驗台設備改造應用分析

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1，概述
製冷壓縮機試驗台是製冷(熱泵)循環演示試驗裝置，隻能對製冷壓縮機的性能試驗進行教學演示，隻適用於(yu) 一種類型的壓縮機，不能進行科學研究。其製冷(熱泵)循環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，水係統由轉子流量計、熱交換器中的線圈等組成，並裝有溫度、壓力、電流、電壓等測量儀(yi) 器製冷工質采用低壓工質R12
測試設備隻能用於(yu) 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(si) 遠離熱交換器1和熱交換器2的入口和出口放置，並且放置在銅管的外表麵上，使得測量的溫度與(yu) 水的實際溫度相差很大。
(2)儀(yi) 表讀數不夠
測試裝置中使用的儀(yi) 表度數很低，給壓縮機功率計算帶來很大誤差。
(3)與(yu) 環境的嚴(yan) 重熱交換
工作介質流經的銅管暴露在外，與(yu) 外界的熱交換相對嚴(yan) 重，影響測量參數，導致測試結果不真實

圖1製冷(熱泵)循環演示裝置示意圖
2、測試裝置的改進
隨著我校教學和科研工作的質量越來越高，上述演示實驗裝置已不能再培養(yang) 學生的科研能力、創新能力和動手能力。教學實驗台的改革是為(wei) 了充分利用現有的教學資源。改造後的實驗台不僅(jin) 需要能夠演示製冷(熱泵)循環係統的工作原理，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。考慮到循環管道的散熱係數，為(wei) 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(si) 。
2)改變熱電偶的安裝位置為(wei) 了保證熱電偶與(yu) 冷卻水的直接接觸，在冷凝器和蒸發器的出口處鑽孔，並將熱電偶的觸點插入管道中與(yu) 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。由於(yu) 各管道的散熱和與(yu) 外界空氣的熱交換，製冷劑蒸汽到達蒸發器和冷凝器時的溫度受到很大影響，導致壓縮機的製冷效率嚴(yan) 重降低因此，保溫棉用於(yu) 包裹每個(ge) 管道、蒸發器和冷凝器的表麵，以防止與(yu) 環境的熱交換。
(3)壓縮機安裝方法
在原試驗裝置中，壓縮機與(yu) 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。改造後，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，又控製了管內(nei) 製冷劑的流量。改進的安裝方法如圖2所示。
3、壓縮機性能試驗
為(wei) 了驗證試驗台改造的程度，在試驗設備改造前後，對同一台壓縮機和改造後的壓縮機在相同工況下進行了性能試驗。同時，在改進後的裝置上進行壓縮機的優(you) 化設計性能試驗，計算試驗結果後得到的曲線如圖3和圖4所示。

圖2改進的安裝方法

圖3實驗台改造前後壓縮機製冷係數

圖4不同閥板厚度

水流量/L·的壓縮機製冷係數；H-13.20毫米2.75毫米2.30毫米321 . 061 . 081 . 11401 . 141 . 21 . 2481 . 21 . 286 . 11 . 211 . 271 . 27721 . 171 . 231 . 23

表1不同閥板厚度的壓縮機製冷係數
從(cong) 圖3和圖4中可以看出，壓縮機的性能係數-製冷係數由試驗表明，製冷係數隨著閥板厚度的減小而逐漸增大，通過改變製冷壓縮機的間隙容積可以提高壓縮機的製冷係數。

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