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1、SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 1 页 共 18 页 SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 2 页 共 18 页 目录 目录 第一章 实训装置简介第一章 实训装置简介3 一、概述.3 二、设备特点 3 三、技术参数 3 四、结构及功能特点 4 五、操作面板示意图 5 第二章 测试原理第二章 测试原理 6 一、基本原理 6 二、相关计算公式 7 三、测量的主要参数 9 四、主要测试仪表的使用方法 9 第三掌 操作和安全第三掌 操作和安全 10 一、实训设备操作 10 二、实验操作 11 三、设备操作注意问题 13 SX-211C-I 智能
2、型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 3 页 共 18 页 第一章 实训装置简介 第一章 实训装置简介 一、概述 SX-211C-I智能型制冷压缩机性能测试实训装置根据蒸汽压缩制 冷循环系统设计，设备装置有 1P 制冷压缩机、蒸发器水箱、水泵、 智能型温控仪表、电压表、电流表、功率表、压力表、流量计、压力 传感器等器件，可进行制冷压缩机性能参数的测试，并能显示制冷循 环的基本原理，适应于各职业院校、技工院校等对制冷专业课程的教 学实训。 二、设备特点 该实训装置由两套系统组成，一套是压缩机性能测试系统，另一 套是过冷度调节辅助系统。 系统工况的稳定采用 PID 控制算法和带预 测机制的智能控
3、制算法控制 三、技术参数 1、输入电源：三相四线制 AC380V10% 50Hz 2、工作环境：温度-10+40 相对湿度85%(25) 海拔 4000m 3、装置容量：5kVA 4、制冷剂：R22 5、第二制冷剂：R123 6、制冷量：2.3kW 7、重 量：100kg 8、设有电压型漏电保护、电流型漏电保护、过流保护、过载保 SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 4 页 共 18 页 护、接地保护，安全符合相关国家标准。 四、结构及功能特点 实训装置主要由控制台、 压缩机测试系统、 过冷度调节辅助系统、 主机实训模块、温度采集模块、压力变送器及流量传感器等组成 （
4、一） 、控制台 1、交流电源 提供控制屏工作所需的三相交流电源，可由电源总开关来控制。 配有三只指针式交流电压表，分别指示输入三相电网电压值。 2、安全保护体系 该实训装置有电压型漏电保护、电流型漏电保护、过流保护、过载保 护、接地保护，可对人身及设备进行有效保护。 （二）实训架 实训架设有两个大抽屉，用于放置工具及资料等。实训架底安装 有四个万向轮，便于移动和固定。 1、压缩机测试系统 包含被测压缩机、 卧式壳管式冷凝器、 冷却塔、 冷凝水循环水泵、 视液镜、 干燥过滤器、 电子膨胀阀、 水量调节阀、 储液器和量热器等。 2、过冷度调节辅助系统 由过冷器、循环水泵、水量调节阀、冷却塔等组成。
5、 3、测量仪表 指针式电压表：量程 0450V 真空压力表：量程-0.11.5MPa SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 5 页 共 18 页 真空压力表：量程-0.13.5MPa 数显温度表：采用 PT100 传感器，测量范围-50150 玻璃转子流量计：量程为 16160mL/min 功率表：精度 0.5 级，可单独显示电压、电流、功率信号 4、主机实训模块 配置西门子 CPU224 PLC（AC/DC/RLY）主机，集成数字量 I/O（14 路数字量输入/10 路数字量输出） ， 带 1 个 RS-485 通信口，配套 PC/PPI 编程电缆。 5、温度采集模
6、块 配置西门子 EM231 模拟量输入模块（4 路 AI） 、EM232 模拟量输出模 块（2 路 AO） 。 6、检测传感器 包含压力变送器及流量传感器。 五、操作面板示意图 SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 6 页 共 18 页 第二章 测试原理 第二章 测试原理 一、基本原理 本实验装置按照国家标准 GB 577386“容积式制冷压缩机性能 试验方法”建立。以“第二制冷剂量热器法”作为主要测量，以“水 冷冷凝器量热器法”作为辅助测量。实验装置流程如下图所示： 实验装置主要由被测压缩机、量热器、水冷式冷凝器、节流阀和 有关的测试仪器所组成。 “第二制冷剂量热器
7、法”测量制冷量的原理 是在一个密闭的容器内，装有适量的第二种制冷剂，蒸发器安装在液 面上方的气相空间，电加热器完全浸没在第二制冷剂中。当制冷系统 工作时，热力通过电加热器传输给第二制冷剂，使部分第二制冷剂获 得热量蒸发，蒸发形成的第二制冷剂蒸汽进入液面上方的气相空间 （量热器内的温度和压力均有所上升） 。由于制冷系统中的制冷剂在 蒸发器管内蒸发需要吸收热量， 又将蒸发器管外的第二制冷剂蒸汽冷 凝成液滴落入第二制冷剂中，形成了热量的传输。在稳态情况下，制 冷剂带走的热量与电加热器传输进量热器中的热量相等。 本实验装置使用的二制冷剂为 R123， 制冷系统中的制冷剂为 R12 SX-211C-I
8、智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 7 页 共 18 页 或 R22。 二、相关计算公式 （一）主测制冷量计算（第二制冷剂量热器法） 1、制冷剂流量计算： 11() 21() as gf WKtt M hh = （/kg h） 其中： 1W量热器电加热的输入功率（由功率表测试）KW 1K量热器的漏热系数（K = 2.07 W/） at环境温度 st第二制冷剂的饱和温度（根据其饱和压力查表） gh制冷剂在蒸发器出口的焓值 /KJKg fh节流阀前制冷剂液体的焓值 /KJKg 2、制冷量计算 011(11) 1 1 gf g V QMhh V = KW 其中： 1M制冷剂的质量流量 /kg
9、 h 1gh制冷剂在压缩机进口处的焓值/KJKg 1fh节流阀前液态制冷剂的焓值/KJKg 1V 实际进气状态的制冷剂蒸汽比容 3 /MKg 1gV标准规定工况的制冷剂蒸汽比容 3 /MKg SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 8 页 共 18 页 （二）辅测制冷量计算（水冷冷凝器量热法） 1、制冷剂流量计算 212 31 ()()Wka gf CMttK tt M hh + = /kg h 其中： C冷却水比热 KJ/Kg. WM冷却水流量 /kg h 根据涡轮流量计的频率查“频率流量”曲线（在实验台侧） 2t冷却水出水温度 1t冷却水进水温度 2K冷凝器漏热系数
10、（9.8 W/） - kt冷凝温度 at环境温度 3gh制冷剂进冷凝器的焓值 /KJKg 1fh制冷剂出冷凝器的焓值 /KJKg 2、制冷量计算 1 02211 1 ()gf g V QMhh V = KW 其中： 2M制冷剂的质量流量 kg/h 1gh制冷剂在压缩机进口处的焓值 KJ/Kg 1fh节流阀前液态制冷剂的焓值 KJ/Kg 1V 实际进气状态的制冷剂蒸汽比容 3 /MKg SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 9 页 共 18 页 1gV标准规定工况的制冷剂蒸汽比容 3 /MKg （三）主、辅测相对误差 0102 01 100% QQ E Q = (四）制
11、冷效率 01 2 Q W = 其中： 01Q主测制冷量 KW 2W压缩机输入功率 KW 三、测量的主要参数 1、压力（共 8 个压力参数） ： 吸气压力、排气压力、冷凝器进口压力、 冷凝器出口压力、节 流前压力、蒸发器出口压力、第二制冷剂饱和压力、 大气压力。 2、温度（共 9 个温度参数） 排气温度、吸气温度、冷凝器进口温度、冷凝器出口温度、节流 前温度、蒸发器出口温度、冷却水进、出口温度、环境温度。 3、其它（共 3 个参数） 加热器输入功率、 压缩机输入功率、 冷却水流量 （涡轮流量计测频率） 四、主要测试仪表的使用方法 1、压力表 压力表为弹簧管式精密压力表，除大气压力以外，所有压力表
12、均 为弹簧管式精密压力表，只能承受正压，不能承受负压，因此，在实 验时应特别注意在测量低压管路上(压缩机吸气压力和蒸发器出口压 SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 10 页 共 18 页 力)的压力表不得在负压情况下工作，否则将严重损坏压力表的测试 精度。当地大气压力用水银大气压力计测量。所有压力表上读的数据 均为表压力，在进行数据处理时，应根据所测到的大气压力换算成绝 对压力。 P（绝）P（表）P（大气） MPa 其中：P（大气）为实验时的当地大气压力，通过大气压力计测出。 2、温度计 温度测量精密水银温度计和 PT100 温度探头，PT100 接入多通道 温度巡
13、检仪进行温度显示。 3、流量计 使用 LW15 型涡轮流量计和流量积算仪测量冷却水的流量， 具 体使用请详细阅读附件LW15 型涡轮流量计使用说明书 。 4、功率表 功率表主要用于测量制冷压缩机所消耗的功率和量热器内的加 热功率，采用数字电功率表测量压缩机的输入功率，D32 W 型三相 电功率表测量量热器中电加热器的输入功率。读取 D32 W 型三相电 功率表的读数时，应注意实际接线所对应的系数(本实验所用的仪表 的系数为 80)，即功率表上所读得的数据乘以 80 才是电加热器的实 际的输入功率。 第三掌 操作和安全 第三掌 操作和安全 一、实训设备操作 1、操作前的准备 SX-211C-I
14、智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 11 页 共 18 页 操作前应压缩机制冷原理有系统的认识， 认真阅读实训指导书及 系统电气原理图，了解操作方法与步骤，明确操作过程中应注意的问 题。 2、通电操作 通电前，检测熔断器是否安装，且是否按实际保护电流安装，并 且已经处于闭合位置；将控制屏上所有开关置于停止或关的位置；把 管路上所有手动闸阀置于正常的位子。 闭合总电源开关，按启动按钮，U、V、W 电源指示灯是否正常点 亮。按停止或急停按钮，电源是否正常切断。 主电源供电正常，保持供电，闭合智能多功能测量仪电源开关， 观察测量电流、电压是否为零。 闭合智能巡检仪电源开关，观察各通道温度、压
15、力值是否正常。 闭合 PLC 电源，在运行开关处于“停止”位置，切换压缩机、冷 却塔风机、水泵、电动阀及电加热器档位开关，检查 PLC 对应输入点 是否点亮。 将档位开关全部置于停止位置后， 经运行开关置于 “运行” 位置， 对压缩机、冷却塔风机、水泵、电动阀及电加热器档位开关进行逐个 通电检测，检测是否对应 PLC 输出点点亮，是否对应设备工作。同时 观察相关仪表是否工作正常。 二、实验操作 制冷工况由两个主要参数来决定，即蒸发温度和冷凝温度，制冷 SX-211C-I 智能型制冷压缩机性能测试实训装置说明书 第 12 页 共 18 页 压缩机性能测试的国家标准中规定了一些特殊工况的数值， 如
16、表 1 所 示： 工况名称 蒸发温度 冷凝温度 吸气温度 标 准 工 况 -15 +30 最大压差工况 -30 +50 最大轴功率工况 +10 +50 空调工况（水冷） +5 +35 空调工况（风冷） +5 +55 +153 在进行压缩机全性能试验时， 通常在每一个冷凝温度达到稳定的 条件下，至少测量四个不同蒸发温度所对应的制冷量，即在每个冷凝 温度条件下有四个或四个以上的工况点， 每个工况点的状态也必须稳 定的。 一台压缩机的全性能数据， 通常需要 3 个冷凝温度以上的数据。 也就是说完成一台制冷压缩机的全性能试验，需要进行 12 个不同工 况的测试，测试方法相同。作为教学实验，不可能进行制冷压缩机的 全性能试验，但要求必须完成一个工况点的测试，并达到
