制冷装置制冷量和制冷系数测量34

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1、制冷装置制冷量和制冷系数测量制冷装置制冷量和制冷系数测量学院：材料与冶金学院专业：材料成型及控制工程-5-制冷装置制冷量和制冷系数测量制冷装置制冷量和制冷系数测量【摘要】：制冷方法很多，目前我国空调制冷、家用制冷主要采用蒸汽式压缩制冷。用简便的方法测定小型蒸发压缩式制冷机的制冷系数。【关键词】：制冷机制冷系数制冷量测量；小型制冷通常指家用冰箱以及小型空调等，因其制冷量一般比较小，可看作小型制冷装置。从节能角度看，小型制冷装置制冷量和制冷系数系数的测量对其制冷性能的改进至关重要。一．实验目的掌握制冷循环的工作原理及测定系统循环工作参数和求取性能系数（

2、即制冷系数）ε的方法，进一步体会热力学第一定律能量守恒与转化规律和热力学第二定律方向性规律在工程上的应用。掌握工质物性图表的应用，了解实验测试仪表的使用方法。二、制冷原理根据热力学第而定律克劳修斯描述：热量能从温度较高的物体传给温度较低的物体，但不能自发地由低温物体流向高温物体而不引起其他变化。所以，要是热量从低温物体传到高温物体，外界必须对系统作功。且有：.如图1所示：图1单级蒸汽式压缩机制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成一密闭的循环系统。压缩机启动后，不断抽走低压饱和蒸汽，将它压缩成高压气体排出。经压缩机压缩的高温高压气体在冷凝器被常

3、温介质冷却，凝结成高压液体，向外界放热。高压液体经节流阀节流成低温蒸汽。低温蒸汽在蒸发器中吸热不断汽化，从而使被冷却空间中的物质冷却。因此，在此过程中产生制冷效应。湿蒸汽在蒸发器中气化，干度不断增加，出蒸发器后称为干饱和蒸汽，然后再被压缩机抽走，形成循环。如图2所示-5-制冷装置制冷量和制冷系数测量图2图3制冷循环性能系数ε实验系统示意图 对于制冷循环的经济性指标，可以通过制冷工质吸收的热量Q0（即制冷量）和循环耗功量W的比值（制冷系数）ε来衡量：ε＝Q0/W=q0/w本实验系统中采用的制冷工质是氟利昂22（R22），它在蒸发盘管中吸热蒸发，使管外

4、蒸气氟利昂11（R11），又称第二制冷剂冷凝。为使制冷过程持续不断地进行，R11被R22带走的热量由电加热器不断加热补充，使冷凝的R11汽化。系统工况达到稳定时，R22加热汽化量与R11冷却凝结量相等，测得的电加热功率N即为R22带走的热量Q0，亦即系统的制冷量Q0，即Q0＝N。该加热汽化与冷却凝结过程在本实验系统中的量热器中完成。1、制冷系数制冷系数定义为==式中W为制冷机消耗的机械功，为从被冷却物质吸收的热量，它是衡量制冷循环经济性的指标。P加-5-制冷装置制冷量和制冷系数测量为加热功率，P电为压缩机功率。0.52是压缩机工作的有效系数。制冷系

5、数越大，循环越经济。三．待测物理量及所用仪表待测物理量所用测试仪表大气参数干球温度（℃）干湿球温度计湿球温度（℃）大气压力（Pa）盒式大气压力表各状态点参数点1压缩机的吸气压力P1（Pa）　1151压力变送器压缩机的吸气温度t1（℃）WTP100温度变送器点2压缩机的排气压力P2’（Pa）　1151压力变送器压缩机的排气温度t2’（℃）WTP100温度变送器点3节流阀前温度t3（℃）WTP100温度变送器R22流量质量流量(kg/s)MFM1081K-12S质量流量计量热器筒内R11温度(（℃）WTP100温度变送器电加热功率（kW）　功率变送器四

6、．实验步骤1.        打开冷却水系统：①打开冷却水回路的各个阀门，使冷却水路通畅；②接通冷却塔的风机电源，然后开启循环水泵，使冷却水系统开始循环。2.        接通压缩机的电源，以及电加热器的开关。电加热器的加热功率先按给定的制冷工况估算一个制冷量后设定。3.        观察压缩机的吸气温度，使之在对应压力下有一定的过热度，通过调节电加热器的功率来调节压缩机的吸气温度，经过调整后，可以使压缩机运转工况达到规定要求，并且稳定运转半小时左右，随后记录实验数据；4.      通过改变节流阀的开启度和加热功率来调节制冷量，可以做微量调节

7、，得到不同蒸发压力下的实验数据。调节过程中应要求确保压缩机的吸气温度有一定的过热度，但过热度不宜过大。5.      实验结束后，依次关闭电加热器电源，压缩机电源，循环水泵和风机电源，再关闭冷却水的进口阀门和出口阀门，并且整理好实验仪器。五．实验数据记录与处理数据记录蒸发器温度t/P加/WP电/W4（）1261003（）1081002（）85991（）621000（）4198-2（）28100-4（）1799-6（）12100-8（）898-12（）4100-5-制冷装置制冷量和制冷系数测量数据处理：各温度下的制冷系数：4：ε1==217.24%3

8、：ε2==186.21%2：ε3==165.11%1：ε4==119.23%0：ε5==80.46%-2：ε6==53.8