制冷（热泵）循环演示装置
一、实验目的
制冷循环演示装置可为“制冷原理与设备”的专业课程进行演示性实验。通过本实验，让同学们加深对制冷（热泵）循环工作过程的理解，熟悉制冷（热泵）循环演示系统工作原理。并进一步掌握制冷（热泵）循环系统的操作、调节方法，并能进行制冷（热泵）循环系统粗略的热力计算。
这套装置是采用玻璃作换热器的壳体，管路中有透明观察窗，因此，实验过程能让同学们清晰地观察到制冷工质的蒸发、冷凝过程及流后产生的“闪发”气体面形成的二相流，使之了解蒸汽压缩式制冷循环工质状态的变化及循环全过程的基本特征。
二、实验装置简图：
制冷（热泵）循环演示装置原理图
三、实验所用仪表、仪器设备：
1.转子流量计
2.温度计
3.压力表
4.电压表5 .电流表6. 蒸汽压缩式制冷
机
四、操作步骤：
1.制冷循环演示的操作，先将制冷系统中的回通换向阀调至“制冷”位置上，然
后打开冷却水阀门，利
用转子流量计上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察制冷工质的冷凝及蒸发过程与其现象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压力、蒸发压力，以及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。
2.热泵循环演示：把制冷系统中的四通阀调整至“热泵”位置上，再打开冷却水
阀门，利用转子流量计
上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察制冷工质的冷凝及蒸发过程与其现象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压力、蒸发压力，以及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。实验结束后，必须先按下停止压缩机的开关，切断压缩机的供给电源，然后再关闭供水阀门。
五、实验数据处理
六、 制冷（热泵）循环系统的热力计算
1. 当系统做制冷运行时：
换热器1的制冷量为： 11121()P Q G C t t q =-+ （Kw ）
换热器1的制冷量为： 22342()P Q G C t t q =-+ （Kw ） 热平衡误差为： 1221
()100%Q Q N Q --?=
? 制冷系数：21Q N ε= 2. 当系统作热泵运行时：
换热器1的制冷量为： '''11211
()P Q G C t t q =-+ （Kw ） 换热器2的制冷量为： '''
22432()P Q G C t t q =-+ （Kw ）
热平衡误差为： ''122'
2
()100%Q Q N Q -+?=? 制热系数：'11Q N
ε= 上述各式中：
G ——水流量，下标1、2分别表示为换热器1和换热器2。 t 1、 t 2和t 3、 t 4——换热器1和换热器2的水进出温度 C P ——水的定压比热，4.1888KJ/kg ·℃
压缩空气制冷循环 压缩空气制冷循环以空气为工质，其循环的装置简图见图6-21，循环的 图和图如图6-22所示。从冷库出来的空气状态为1，其温度（为冷库温度）压力为，接着进入压缩机进行压缩，升温升压到、，再进入 冷却器进行定压放热，温度下降到（=），然后进入膨胀机实现膨胀，使压 力下降到，温度进一步下降到最后进（），入冷库进行定压吸热过 程完成循环。循环的最高压力与最低压力之比称作增压比，用表示。 进行循环分析时，为突出主要问题，假定所有的过程都是可逆过程、在压缩机内的压缩过程及膨胀机内的膨胀过程均为可逆绝热过程并且空气可作为比热容取定值的理想气体。 压缩空气理想制冷循环的构成与燃气轮机装置定压加热理想循环一样仅是方向相反？是的，在热力学分析上，压缩空气制冷循环可以视为布雷敦逆循环。 参看图6-22，循环中工质从低温热源（冷库）吸热量亦即循环中工质的制冷量： 排向高温热源的热量为 压气机消耗的功为 膨胀气缸中回收的功为
所以，循环消耗的净功是 因此，循环的制冷系数为 考虑到1-2,3-4都是可逆绝热过程，因而有 将之代入制冷系数表达式可得 (6-20) 上式表明，循环增压比越小，制冷系数越大。但增压比越小，单位质量工质的制冷量也越小。当由（/）下降到（/）时制冷量也由面积1-4-4’-1’-1下降为面积1-9-9’-1’-1。所以，不能太小。 在相同的低温热源（冷库）和高温热源之间工作的卡诺逆循环的制冷系数为 与式(6-20)比较，因为，所以，这里再次看到相同温度两热源（和）之间卡诺逆循环的制冷系数最大。 压缩空气制冷循环的制冷量为 (6-21) 式中，是循环工质的质流量。可见制冷量取决于温差和质流量。
1、启动电柜 打上总电源柜开关，再打上电柜电源开关，按下电柜面板“启动”按键，启动整个电柜系统。2、测试用水准备 启动计算机，打开测试软件，查看水箱温度是否适合测试，如国标标况下水温是15℃，应把水温设定低15℃左右，设定好水箱温度，开启冷水机，使水温到达目标设定温度。 3、被测机准备 检查被测试机是否完好,若检查无误,则把被测试机搬到实验室里面去,被测试机尽量居中摆放，并检阅有关资料，填写热泵热水机测试记录表的内容。 4、被测机各参数点取样准备 把热电偶温度线用铝箔纸分别贴在压缩机排气管，回气管，冷凝出口，节流前，节流后，盘管温度探口，压机回油温度,并用一小块保温棉贴在铝箔纸上，用扎带扎好。温度线要贴在距各个管口处的25mm处。通常情况在以上部位布置测温点，如机组系统管路较长较复杂，可在其它系统管路关键点布点检测温度，如蒸发器较大，可考虑在蒸发器弯头处均布多几个温度点，带喷气冷却功能系统，应考虑在主回路冷却前后，喷气节流后等温度变化点布置探头等。连接好高低压传感器，主要确保系统冷媒不泄露，必要时需用检漏仪查看是否有冷媒泄露。 5、湿球纱布的更换 每次试验前务必更换新的湿球纱布，把纱布套入到湿球铂电阻上，不能起皱痕。 6、被测机接电源 实验室里的电箱分两种接线型式，为三相四线和单项两线型式，在测试机组时根据机组是单相还是三相来连接电源线。注意区分各相线，确保不出现错相、缺相。接好线后在电柜控制面板选择相对应电源选择，并在软件菜单上选择正确电源相参数。接好线后需重新检查一次线路是否按电路图接线正确，各接线端子是否接牢固， 7、被试机水路系统连接 用连接管把进出水管同机组进出水口连接好，接好水路系统后可先打开部分水阀，查看是否有泄漏现象，如有泄漏现象，需重新接管确保水路系统无漏水。为确保实验数据准确，给水路系统做好保温工作。工作过程注意保护好进出水温度探头，尽量不触及进出水探头位置。在测试软件上开启循环水泵，按设定的流量开始水路试运行。 8、放置实验环境取样器 在调试工况前一定要把取样风机启动并把取样器放在被测试机的回风面处。取样器上有孔边朝外，取样器摆放在距被测机回风面约为20cm处.取样器尽量放置在回风面中间位置。注意：（在做低温工况时要把取样风机处的取样盒里面的蒸馏水放掉，防止把取样盒蒸馏水的器皿冻裂。同时在测试软件上切换为湿度控制由湿度探头控制。）
非共沸制冷系统运行实验指导书 欧阳光明（2021.03.07） 实验项目名称：非共沸制冷系统运行 开出实验类别：综合性 所属课程：制冷原理与设备 本项目实验学时数：2（要求必做） 编制人：李改莲 一、实验目的 了解非共沸分凝循环制冷系统的组成；掌握载冷剂系统中冷量是如何实现的，以及制冷原理的应用。提高运用所学知识的能力、分析和解决问题的能力。 二、实验场地 制冷与空调系统实验室 三、主要实验设备及说明、仪器、材料、工具 非共沸分凝循环制冷系统（冷却液循环泵）综合实验设备及配套电源等。 图1 非共沸分凝制冷系统原理图 A-压缩机 B-分凝器 C-集管 D-组合换热器 E-气液分离器 F-干燥过滤 器 G-毛细管ⅠH-气液分离器 I-毛细管ⅡJ-气液分离器 K-毛细管Ⅲ L-毛细管ⅣM-蒸发器 N-卸荷 阀 O-膨胀容器 P-限流管
图2 非共沸分凝制冷循环设备（恒温冷却槽） 设备参数： 四、基本内容与步骤、要求 （一）基本内容 1、实验开始之前，熟悉实验装置各个部分，测试仪表装置及要调节的部件，做好其它准备工作。仔细研读实验装置图，了解各个部件的作用。 2、熟悉制冷主机及载冷剂系统。 （二）开机前的检查准备工作 1、查看制冷机组电源是否接通，电压是否正常。 2、查看载冷剂是否添加，若未添加需即时添加一定量，并检查其流动环路是否畅通，做到不泄漏。 （三）开机及运行操作 合上总电源电闸，接通电源，在控制屏上设定好运行模式及各参数的设定。 1、开动载冷剂磁力搅拌泵： 2、开启电源开关，启动压缩机，注意观察压缩机预热器是否运行。； 3、整个系统全面巡视一次，观察各运行参数及运转情况有无异常。 （四）停机操作 1、正常停机 五、实验成果要求
实验八 制冷制热循环 一、实验目的 1、熟悉并掌握蒸气压缩式制冷循环和制热循环； 2、针对家用空调器和冰箱，定量计算与分析制冷循环的制冷系数和制热循环的供热系数； 3、了解制冷与制热设备。 二、实验基本原理 制冷循环和制热循环是在逆卡诺循环的基础上发展起来的，实际的循环和逆卡诺循环是有区别的。对于蒸气压缩式制冷循环（制热循环），主要区别在于：用节流膨胀设备代替了逆卡诺循环中的膨胀机；压缩机主要工作在过热蒸气区；传热是在接近等压情况下的有温差的传热过程。下面的图1的温熵图表明了蒸气压缩式的理论制冷循环（制热循环）与逆卡诺循环的区别。 S T 12 3 4 T k T 0 ∑w T S T k T 0 12 2' 3 3' 4 4'T e,c 图1 理论制冷循环（制热循环）同逆卡诺循环的区别 在逆卡诺循环中，循环是按照1-2-3-4-1的过程进行的，由等熵就绝热压缩过程（1-2）、等温压缩放热过程（2-3）、等熵绝热膨胀过程（3-4）、等温膨胀吸热过程（4-1）组成。K T 表示放热温度，0T 表示吸热温度。 在理论制冷循环中，循环也是按照1-2-2'-3-4-1的过程进行的，循环的大部分是在制冷剂的两相区内完成，压缩过程在过热蒸气区内完成（认为是等熵压缩）；放热过程由于实际冷凝器的特点简化成等压的放热过程；制冷剂放热后变成液体状态，有时还有一定的过冷（图1的右图中的3'点），由于用节流设备代替了膨胀机，所以3到4是一个熵增的节流过程；最后制冷剂在蒸发器中完成等温膨胀吸热过程。由于循环的吸热和放热大部分是在两相区内完成的，在两相区内等压线和等温线是重合的，因此定义蒸发器中的压力为蒸发压力，对应的饱和温度为蒸发温度；定义冷凝器中的压力为冷凝压力，对应的饱和温度为冷凝温度。 表示制冷剂状态参数的图线有几种。前面分析蒸气压缩制冷循环时，使用的是制冷剂的
实验三气—气热泵性能测试 一、实验目的 1、熟悉热泵装置的组成，领会制冷与供热的对立统一关系； 2、明确热泵在节能技术上能作出的贡献； 3、了解热力完善度是衡量热泵性能的主要技术指标； 4、了解热泵和蒸气压缩制冷机的工作过程。 二、实验装置和工作原理 实验装置为压缩式气—气热泵，流程如图1所示，使用R22作为制冷剂，主要组成部件有压缩机、室外换热器、室内换热器、节流毛细管、干燥过滤器、气液分离器、轴流风机等，由四通阀组成四道换向机构，可进行蒸气压缩式制冷机和气—气压缩式热泵工作性能的实验。 室外风机 室内 风机图1 制冷系统流程示意图 1、蒸汽压缩制冷缩环 参考流程图，调节开关构成蒸汽压缩制冷系统。在室内换热器（蒸发器）中产生低压制冷剂蒸汽。在压缩机中被压缩到冷凝压力P1，消耗了机械功W，然后进入冷凝器中，因受到冷却介质的冷却而凝结成液体，凝结时压力保持不变，并放出热量Q，由冷凝器出来的制冷机液体，经节流毛细管膨胀到蒸发压力P0，温度降到与之相对应的饱和温度下，此时的成为低压两相状态气液混合物，进入蒸发器，在其中制取冷量Q0，并回复到起始状态完成一个循环。在蒸汽压缩制冷循环中，液体膨胀过程不用膨胀机而用膨胀节流阀或毛细管来实现，这就使设备大为简化。虽然膨胀阀和毛细管不能回收膨胀功，但因液体的膨胀功很小，因此引起的损失也不大。 循环的热平衡式为： W Q Q- = 循环所消耗的压缩功为W，故循环的制冷系数为： Q W ε= 2、压缩式气—气热泵循环 调节开关构成压缩式气—气热泵循环。它的工作原理是，利用介质的饱和温度随着压力的变化这一特性而工作的。制冷机（冷介质）从低温热源（管外界容气）吸收热量，蒸发变为蒸汽，然后经压
工业恒湿恒湿机系统的运作是通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、空气循环系统、电器自控系统; 制冷剂循环系统： 蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量（空气被降温及除湿）并开始蒸发，最终制冷剂与空之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加）,气态制冷剂通过冷凝器（风冷/水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。 空气环系统： 风机负责将空气从回风口吸入，空气经过蒸发器（降温、除湿），加湿器，电加热器（升温）后经送风口送到用户需的空间内，送出的空气与空间内的空气混合后回到回风口。 电器自控系统： 包括电源部分和自动控制部分。
电源部分通过接触器，对压缩机、风扇、电加器器，加湿器等供应电源 自动控制分部分又分为温、湿度控制及故障保护部分: 温、湿度控制是通过温、湿度控制器，将回风的温湿度与用户设定的温湿作对比，自动运行压缩机（降温、除湿），加湿器，电加热（升温）等元件，实现恒温恒湿的自动控制 故障保护控制是通过压力保护、延时器、继电器、过载保护等相互组合达到，对压缩机，风机，加湿器等元件进行故障保护的控制
自动调温除湿机的工作原 理 自动调温除湿机运作是通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、空气循环系统、电器自控系统;
制冷剂循环系统： 蒸发器中液态制冷剂吸收空气中的热量并开始蒸发，空气降温除湿，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加） 高温高压气态制冷剂通过电磁阀控制流向： 当流向③冷凝器(回热) 时，制冷剂向室内排放热量使空气升温，实现升温除湿；(升温除湿模式) 当流向⑦冷凝器(散热) 时，制冷剂通过冷却塔或风扇向室外排放热量，实现降温除湿；(降温除湿模式) 制冷剂压冷凝器内凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。
实验五制冷循环实验 一、实验目的 1. 演示制冷循环系统的工作原理，观察制冷工质的蒸发、冷凝过程和现象； 2. 熟悉制冷循环系统的操作和调节方法，通过进出水温的变化可观测制冷效果。 二、制冷循环的基本原理 制冷（热泵）循环是一种逆向循环，其目的在于将低温物体（热源）的热量转移到高温物体（热源）中去。根据Clausius关于热力学第二定律的叙述，要实现热量由低温物体向高温物体的迁移，外界必须向系统提供机械能或者热能。 制冷循环与热泵循环从原理上讲是完全相同的，区别在于工程应用中侧重点不同。制冷循环的主要目的是从低温物体（热源）取走热量，以维持低温；而热泵循环的主要目的是不断向高温物体（热源）输送热量，以维持高温。因此工程实际中制冷机和热泵在设计和制造上有一定区别。 在工业、生活等领域中，时常需要底于大气环境的温度，而且需要在一定时间内保持这一低温。为了获得保持这一低温环境，必须设法不断地自低温环境提取热量排至大气环境，这就是需要制冷装置。根据热力学第二定律，为了将热量自低温环境传至大气环境，必须消耗能量，通过消耗的能量是机械功或热能。蒸气压缩式制冷循环装置就是通过消耗机械功来获取并保持低温的。 三、实验装置 本装置由压缩机、盘管蒸发器、盘管冷凝器。不锈钢冷却水箱；循环水泵，玻璃转子流量计，调节阀门组，测试系统由8路万能信号输入显示巡检仪、PT100热电偶组成。 T1-蒸发温度；T2-蒸发器出口水温；T3-蒸发器进口水温；T4-冷凝器出口水温；T5冷凝温度；T6-冷凝器进口水温。 换热器：由于水系统在运行换热器已充满水，若水泵不运行，在作为蒸发器时会冻坏换热器，作为冷凝器时会使冷凝压力过高，影响系统的正常运行。所以在运行前和运行中一定要确保水是流动的。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910249425.9 (22)申请日 2019.03.29 (71)申请人 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 地址 430000 湖北省武汉市东湖新技术开 发区未来三路以东、科技五路以南产 业孵化基地一期13号楼1层101室 (72)发明人 魏成龙 郝义国 (74)专利代理机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42238 代理人 郝明琴 (51)Int.Cl. G01M 99/00(2011.01) (54)发明名称一种空调系统制冷循环台架试验方法(57)摘要本发明涉及一种空调系统制冷循环台架试验方法，包括以下步骤:样件准备、安装、压力传感器校准、蒸发器温度传感器校核、TXV参数测量、加注量试验、制冷性能测试和制冷循环一般运行试验，所述样件准备包括带有蒸发器进风出风温度传感器的空调总成、压缩机、带有进风出风温度传感器的冷凝器、带有3通阀的空调管路、不同参数的膨胀阀和一定量的压缩机油，所述安装环境为一个具有整车代表性的、有轮子的支架以及接近台架试验环境的位置下进行。本发明有利于及时的、全面的、准确的了解空调系统在不同工况条件下的运行状态以及整个系统的表现情况，有利于快速的识别系统缺陷，加快质量改进和性能提升，缩短系统开发周期，提升系统的 稳定性和可靠性。权利要求书1页 说明书8页CN 110308003 A 2019.10.08 C N 110308003 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110308003 A 1.一种空调系统制冷循环台架试验方法，包括以下步骤:样件准备、安装、压力传感器校准、蒸发器温度传感器校核、TXV参数测量、加注量试验、制冷性能测试和制冷循环一般运行试验。 所述样件准备包括带有蒸发器进风出风温度传感器的空调总成、压缩机、带有进风出风温度传感器的冷凝器、带有3通阀的空调管路、不同参数的膨胀阀和一定量的压缩机油。 所述安装环境为一个具有整车代表性的、有轮子的支架以及接近台架试验环境的位置下进行，且该总成通过管路与压缩机和冷凝器相连接，遵守整车坐标位置，而且连接空调外部进风管和空调总成进风口，并在接口处进行密封，同时在膨胀阀进口处实现密封，防止空气流失。 所述鼓风机电机接线柱连接一个可以调节鼓风机电压的电源，同时经过电压表测量鼓风机接线柱的供给电压； 所述压缩机安装在台架的特定模块上，实现可变的转速； 所述冷凝器的进风口与冷凝器台架的出风口相连接，同时在接口处密封； 所述空调管与整个制冷回路相连接； 所述各传感器与采集设备相连接。 所述压力传感器压力源为氮气，且试验过程中记录各个测量点的压力值，对比标准压力传感器的值判断各个传感器是否正常(0到15bar等分15次进行测量)，同时由于低压压力传感器的量程与高压压力传感器的量程不同，当系统输入压力大于15bar时，低压传感器断开。 所述校准方法为在NTC附近布置一个热电偶，且将两个传感器同时接入采集设备，而且在空气中静置一分钟(环境温度为室温约24℃)，并且将NTC与热电偶同时插入冰水混合物中1分钟，最后取出。 所述TXV参数测量为在测量0℃作动值时，将TXV感温包放置在0℃的恒温槽中，调节系统的输入压力，从大往小调整至1.03MPa，记录TXV出口压力，同时如果压力调整过程中，压力小于1.03MPa，试验需要重新进行： (1)在测量10℃作动值时，过程同上； (2)试验完成后，记录TXV在0℃和10℃的作动值； TXV类型： (1)交叉充注——感温包中充入的是冷媒与惰性气体的混合物，适用于变排量压缩机； (2)平行充注——感温包中冲入的是同种介质，适用于定排量压缩机。 2
随着我国社会的高速发展和人民生活水平的提高，经济发展与环境保护的矛盾也日益突出。为减少采暖燃煤使用量、改善空气环境、提高能源使用效率，我国北方开始推广“煤改电”、“煤改气”等一系列政策。北京怀柔区实施“煤改电”政策后，在电价方面将取消阶梯电价，并且在采暖期最低可享受0.1元/度的优惠电价；在采暖设备方面，对空气源热泵按照实际供热面积每平米200元补贴。基于节能环保的环境要求和供热采暖的生活需求，采暖用空气源热泵代替传统锅炉已成为一种发展较快的趋势。 1 研究现状 1.1热泵发展近况 近年来国内外众多高校、研究机构和企业都一直致力于解决热泵在全年长期运行中的问题，尤其是在低温工况下运行的问题。早在2003年，清华同方就宣称将某热泵产品进行技术革新，使得该产品的工作环境从（-8～7）℃扩大到（-15～45）℃。2006年，南京工业大学的学者王伟设计并搭建了一台可单双级切换的压缩空气源热泵热水器，制冷剂选用R134a，得到双级压缩热泵热水器在-20℃的环境下运行COP能保持在1.5左右，相对于电热水器有较明显的优势。广东长菱空调气冷机公司陈俊骥设计搭建一套采用中间喷射的涡旋热泵热水器并进行了实验，实验表明：该系统能在-20℃～43℃的环境温度下正常运行，制取热水的水温达到65℃；在-15℃的环境温度以下，该设备COP依然能保持在2.0以上。国外对低温空气源热泵热水器的研究主要集中在日本、美国和一些西欧国家。美国学者Wang X等在2009年以R410A 为工质建立一个11kW的实验台，比较了经济器和闪发器对制冷制热的影响，得出结论：外界环境为46.1℃时，闪发蒸汽喷射相对于单级系统制冷量和制冷系数分别提高14%和4%；外界环境为-17.8℃时，制热量和制热系数分别提高30%和20%。 1.2热泵循环研究进展 基于热泵技术的发展要求，许多国内外学者对不同的热泵循环进行了理论对比分析，也根据不同的循环理论进行实验研究。热泵循环的主要形式分为：单级压缩制热循环、双级压缩制热循环、复叠式制热循环三种。其中双级压缩制热循环中包括液体喷射技术、闪发蒸汽喷射技术等一些新型技术的应用。2015年，日本学者Chieko Kondou等 本文以热力学性能为评价指标，对R22、R134a、R410a、R717和R744等十六种常用制冷剂进行对比，分析其在单级、双级和复叠式热泵循环下的性能。综合分析各工质的环保、安全性、制热效率、自然度等因素，得出CO2单级热泵循环系统为最优的热泵循环系统,并从热力学角度，分析了CO2热泵系统循环性能的影响因素。 多种制冷剂热泵循环性能的对比分析 上海理工大学/吕静 张旭 赵琦昊 北京凯昆广胜新能源电器有限公司/张继凯 赵德鹏 2018年11月 44
循环式空调过程实验实验指导书 河南理工大学 二〇一三年十二月
实验循环式空调过程实验 实验类型：综合性实验实验学时：2 实验要求：必修实验房间：安全楼520 一、实验目的 1．理解循环式空调过程的工作原理，包括直流式空气调节系统、封闭式空气调节系统和一次回风混合式空气调节系统的工作原理。 2．了解并观察对空气进行加热、加湿、冷却和去湿等处理过程以及空调过程的空气流量、加湿器加湿量、电加热器、电加湿器耗电功率、风管散热损失等数据计算。 3．熟悉循环式空调系统的操作、调节方法。 二、实验内容 本次试验主要内容是理解直流式、封闭式和一次回风混合式空气调节系统的工作原理，并熟悉循环式空调系统的操作、调节方法。 三、仪器设备 循环式空调过程实验装置 四、所需耗材 无 五、实验原理、方法和手段 实验装置由风管、风机、调风阀门、电加热器、加湿器、表面式冷却器（或淋水式冷却器）、制冷机组、循环水泵等组成，并装有测量风量的孔板、微压计，测量各断面的干球温度、相对湿度和测量冷却器进、出水温度的自动显示系统。 通过对调风阀门的调节，可以模拟直流式空调系统（阀门全开）、封闭式（循环式）空调系统（阀门全闭）和一次回风式空调系统。装置设有一次电加热器和二次电加热器，可以对空气进行加热升温；设置加湿器，可以对空气进行加湿；
设置冷却器（表面式或淋水式），可以对空气进行冷却降温和去湿。冷却水由制冷系统制得。所有测温系统都采用铂电阻测量和数字显示。 实验装置的结构如图1所示。 图1 实验装置结构示意图 1、鈦包式蒸发器 2、风机 3、风管 4、E区干球温度及湿度传感器测点 5、倾斜式微压计（或压差传感器） 6、排风孔板流量计 7、新风、回风混合混合调节阀 8、倾斜式微压计（或压差传感器） 9、新风孔板流量计10、A区干球温度及湿度传感器测点11、整流孔板12、B 区干球温度及湿度传感器测点13、控制面板14、电加热器15、蒸气加湿器16、C区干球温度及湿度传感器测点17、表冷式冷却器18、高低压表及高低压保护继电器19、水蒸气发生器20、风冷冷凝器21、制冷压缩机22、冷冻水流量计23、冷冻水泵24、膨胀阀25、挡水板26、D区干球温度及湿度传感器测点27、淋水式冷却器28、新风调节阀29、排风调节阀 一、封闭式空气调节系统及测定 封闭式空气调节系统是把来自空调房间的空气经热湿处理后再送回空调房间，而没有室外空气补入空调系统。即空调房间和空气处理装置及送风、回风管路构成了一个循环系统。如图1-2a）所示。
溴化锂吸收式热泵性能实验报告 一、实验目的 1.研究蒸汽型溴化锂吸收式热泵机组制热工况机组性能系数COP h变化规律。 2.研究蒸汽型溴化锂吸收式热泵机组制冷工况机组性能系数COP c变化规律。 3.研究蒸汽型溴化锂吸收式热泵机组制热工况机组热力完善度βh变化规律。 4.研究蒸汽型溴化锂吸收式热泵机组制冷工况机组热力完善度βc变化规律。 二、实验仪器设备 1. 实验仪器 300kW蒸汽型单效溴化锂吸收式热泵机器本体、5台36kW蒸汽发生器（电加热锅炉）、2个10m3冷热水水箱、1个140L高温蒸汽凝结水箱、1个1m3低温热源循环水箱及其附属动力设备等。 2. 测量仪器 3个玻璃转子流量计（量程6t/h、16t/h、0.4t/h）测量冷水流量、低温热源的流量以及驱动热源的凝结水流量。12个温度传感器、1个压力传感器。 图1. 蒸汽型吸收式热泵测点布置图
三、实验方法 1.实验方案 （1）选定热源蒸汽的温度 通过调节蒸汽发生器（电加热锅炉）上部热源蒸汽压力阀的开度，将热源蒸汽的温度调整为100℃（0.0142MPa ）、105℃（0.2090MPa ）、110℃（0.4338MPa ）、115℃（0.6918MPa ）、120℃（0.9867MPa ）、125℃（0.13MPa ）、130℃（0.17MPa ）其中的一组。 （2）改变热水出口的温度 在选定的蒸汽工况下，通过热泵控制盘的设置依次改变热水出口的温度，将热水出口温度（下限40℃、上限120℃）分别依次调整至50℃、52.5℃、55℃、57.5℃、60℃、62.5℃、65℃、67.5℃、70℃、72.5℃、75℃、，获取不同温度下的运行状态参数。达到要求工况后，稳定运行2分钟，记录一组数据。 冷水箱 热水箱 热泵 凝结水箱 低温热源循环水箱 电加热 锅炉 图2．实验设备流程示意图 2.实验步骤 （1）开机要求 1）检查热泵真空度，发生器绝对压力在20kPa 左右，方可开机。 2）热水泵与热源水泵等辅机是否处于正常状态，热水系统、热源水系统的水封应完好，并排净空气。
教学实验2012 制冷（热泵）循环装置实验 指导书
一、实验目的 1、演示制冷（热泵）循环系统工作原理，观察制冷工质的蒸发、冷凝过程和现象。 2、熟悉制冷（热泵）循环系统的操作、调节方法。 3、进行制冷（热泵）循环系统粗略的热力计算。 二、实验装置 演示装置由全封闭压缩机、换热器1、换热器2、浮子节流阀、四通换向阀及管路等组成制冷（热泵）循环系统；由转子流量计及换热器内盘管等组成水系统；还设有温度、压力、电流、电压等测量仪表。制冷工质采用低压工质 R。 11装置原理示意图如图1和图2所示。当系统作制冷（热泵）循环时，换热器1为蒸发器（冷凝器），换热器2为冷凝器（蒸发器）。 图1 制冷（热泵）循环演示装置原理图 三、操作步骤 1、制冷循环演示 1）将四通换向阀调至“制冷”位置。 2）打开连接演示装置的供水阀门，利用转子流量计阀门适当调节蒸发器、冷凝器水流量。
图2 制冷剂流向改变流程图 3）开启压缩机，观察工质的冷凝、蒸发过程及其现象。 4）待系统运行稳定后，即可记录压缩机输入电流、电压；冷凝压力、蒸发压 力；冷凝器和蒸发器的进、出口温度及水流量等参数。 2、热泵循环演示 1）将四通换向阀调至“热泵”位置 2）类似上述2）、3）、4）步骤进行操作和记录。 注：实验结束后，首先关闭压缩机，过一分钟后再关闭供水阀门。 四、制冷（热泵）循环系统的热力计算 1、当系统作制冷运行时 换热器1的制冷量为： 12111)(q t t C G Q p +-= [KW] 换热器2的制冷量为： 24322)(q t t C G Q p +-= [KW] 热平衡误差为： 100) (1 211?--= ?Q N Q Q % 制冷系数为： N Q 1 1= ε 2、当系统作热泵运行时 换热器1的换热量为： ' 112'1'1)(q t t C G Q p +-= [KW] 换热器2的换热量为：
地源热泵结合辐射供冷供热系统测试实验指导书 一.实验目的 1.理解低温地板辐射供冷及供热系统的传热实验的基本原理； 2.熟悉辐射供冷及供热系统的传热实验平台的结构形式； 3.了解地源热泵系统的工作过程； 4.熟悉整个试验平台的控制原理及系统的传热原理； 二.实验原理 地源热泵地板辐射供热系统由集热系统、热泵、供热系统环路组成。集热环路主要包括：埋地换热器、集热水泵及管路系统组成；供热环路主要包括：地热盘管、循环水泵和管路系统。试验平台主要包括室外埋地换热器系统、热泵机组系统、地板辐射盘管装置以及计算机测控系统等四部分组成。其测试平台原理图下图所示： 图1 地源热泵结合低温辐射供冷及供热系统 楼板表面应采取保温隔热措施，防止热量向下传递。本次实验采用的是厚度为12mm 的苯板，苯板表面有一层极薄的金属反射层——铝箔，可以有效减少向下的辐射散热，苯板之间通过透明胶布粘合。地板构造如下图所示： 图2 地板构造详图 在苯板层的上面铺设水管，水管选用的是PEX交联聚乙烯管，管径为φ20mm。这种管材具有良好的耐温性能，抗腐蚀力强，耐压性能好(能够承压 1.2Mpa)，并且易
弯曲变形。在水管铺设完后进行混凝土浇筑前要进行试压：先用空气压缩机进0.8Mpa 的气压实验；然后用自来水进行0.75Mpa 的水压实验，确保管道的严密性。 在热泵机组的主机的水源侧和用户侧都布置热电偶用来测试水源侧的进出水温度，计算出机组水侧的供热量（供冷量）。如下式： in out p h t t c W Q -=ρ1 式中W ——系统内水流量，s m /3 ； ρ——水的密度，3/m kg ； p c ——水的定压比热，取℃/1019.43??kg J ； out t ——换热器出水平均温度，℃； in t ——换热器进水平均温度，℃。 三. 实验对象 实验对象为室外地埋管系统相连接的热泵机组的系统及地板辐射盘管系统。 其主要设备如下： 1. 压缩机1台 2. 蒸发器1个，冷凝器1个 3. 膨胀阀1个 4. U 型竖埋管 5. 地板辐射盘管 6. 循环水泵3台 四. 实验装置 1. U 型地埋管系统 2. 设备间 3. 试验房间 4. 热电偶 5. 红外线辐射测温枪 6. 循环水玻璃转子流量计 7. 空气温湿度自动记录仪 8. 计算机 五. 实验步骤 1. 熟悉地源热泵结合低温辐射供冷及供暖系统传热实验平台； 2. 测量室外空气温度及湿度； 2．开启地源热泵机组和机组相对应的水泵； 3．设定热泵机组的回水温度； 4．待热泵机组运行一定时间后，观察热泵机组运行是否稳定，若还是不稳定，应检查热泵机组可能出现的问题；
《制冷原理与设备》实验指导书 目录
二、制冷压缩机性能实验 三、制冷（热泵）循环演示装置 四、飞机环境控制系统实验 五、制冷设备电气排故实验
（一）实验装置 实验装置结构、组成见图1所示，换热器为表冷器（风机盘管的换热器，风冷的翅片冷凝器）。 图1 实验装置示意图 1.循环水泵； 2.转子流量计； 3.过冷器； 4.表冷器； 5.实验台支架； 6.吸入段； 7. 整流栅； 8.加热前空气温度； 9. 表冷器前静压；10.U 形差压计；11. 表冷器后静压；12.加热后空气温度；13.流量测试段；14.孔板；15.引风机；16.倾斜管压力计；17.控制测试仪表盘；18.水箱 1. 表冷器几何尺寸 表1 表冷器几何尺寸 铝串片尺寸 （mm ） 片 距 b （mm ） 基管直径 dw/dn （mm ） 迎风面积 Fy （m 2） 散热面积 F （m 2） 最窄通风面积 f （m 2） 热水流通面积 f ˊ （m 2） 200 43 2.0 10/8 0.04 0.885 0.026 1.256×10-5
2．水箱电加热器总功率为4.5kW，分三档控制，三档功率分别为1.5kW； 3．空气温度和热水温度用K型热电偶测量； 4．空气流量用孔板配倾斜式微压计测量； 5．空气通过换热器的流通阻力，在换热器前后的风管上设静压测嘴，配倾斜式微压计测量；热水通过换热器的流通阻力，在换热器进出口处设阻力测嘴，配压力表和U型管测量。 6．热水流量用转子流量计测量。 （二）实验步骤 1．联接电源（220V，四线，50H Z，5kW）； 2．向电热水箱内注水至水箱净高5/6处； 3．用耐压胶管连接换热器进出口处的阻力测嘴和差压计的管口； 4．连接倾斜式微压计及其相应的接口； 5．工况调节 （1）全开水箱电加热器开关，待水温接近试验温度时，打开水泵开关，利用水泵出口阀门调节热水流量； （2）视换热器情况，调节水箱电加热器功率（改变加热器投入，并利用调压器改变第三组加热器工作电压），使热水温度稳定于试验工况附近。 6．停机注意事项 （1）先关闭全部电热器开关； （2）十分钟后关闭水泵和风机开关； （3）最后切断电源。 （三）试验方法和数据处理 1．实验方法 （1）拟定试验热水温度（可取T1=50~65℃）； （2）在固定热水流速，改变空气流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）； （3）在固定空气流速，改变热水流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）； （4）每一工况的试验，均需测定以下参数：空气进口温度（或室温）；空气出口温度及空气流量；热水进出口温度及热水流量；空气和热水通过换热器的阻力等。 [注]：孔板的流量系数可事先用皮托管或风速仪进行标定。
《制冷原理与设备》实验指导书郭兆均主编 二00七年二月
制冷（热泵）循环演示装置 实验指导书 一、实验目的 制冷循环演示装置可为“制冷原理与设备”的专业课程进行演示性实验。通过本实验，让同学们加深对制冷（热泵）循环工作过程的理解，熟悉制冷（热泵）循环演示系统工作原理。并进一步掌握制冷（热泵）循环系统的操作、调节方法，并能进行制冷（热泵）循环系统粗略的热力计算。 这套装置是采用玻璃作换热器的壳体，管路中有透明观察窗，因此，实验过程能让同学们清晰地观察到制冷工质的蒸发、冷凝过程及流后产生的“闪发”气体面形成的二相流，使之了解蒸汽压缩式制冷循环工质状态的变化及循环全过程的基本特征。 二、实验装置简图： 制冷（热泵）循环演示装置原理图 三、实验所用仪表、仪器设备： 1.转子流量计 2.温度计 3.压力表 4.电压表5 .电流表6. 蒸汽压缩式制冷机 四、操作步骤： 1.制冷循环演示的操作，先将制冷系统中的回通换向阀调至“制冷”位置上，然后打开冷却水阀门，利用转子流量计上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察制冷工质的冷凝及蒸发过程与其现象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压力、蒸发压力，以及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。 2.热泵循环演示：把制冷系统中的四通阀调整至“热泵”位置上，再打开冷却水阀门，利用转子流量计上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察制冷工质的冷凝及蒸发过程与其现象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压力、蒸发压力，以及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。实验结束后，必须先按下停止压缩机的开关，切断压缩机的供给电源，然后再关闭供水阀门。
热泵型电动汽车空调系统性能试验研究 1.1 研究背景及意义 目前，随着人类越来越多的使用燃油汽车，汽车尾气排放出的二氧化碳加剧了全球 气候极端变化。我国的石油资源的探明储量极其有限，早在2009 年，石油消费进口依 存度就突破了“国际警戒线”（50%），高达52%。汽车保有量却是逐年增加，如果 汽车几乎完全依赖于化石燃料，很容易受到国际石油价格的冲击，甚至导致燃料的供应 中断。再者，燃油汽车的尾气排放出大量的污染物如PM10（可吸入颗粒物）、NOx（氮 氧化物）、SO2（二氧化硫）和VOCs（挥发性有机化合物）等，已经成为我国城市大 气污染的主要污染源，严重危害了人们的健康。纯电动汽车是以电能驱动的，具有燃 油汽车无法比拟的优点，主要表现在：一、污染少、噪声低。其本身不排放污染大气 的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著 减少，且电动汽车电动机的发出的噪声较燃油汽车发动机小得多；二、能源的利用具有 多元化，电力可以从多种一次能源如煤、核能、水力、太阳能、风能、潮汐能等获得， 能源利用更加安全；三、可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的 峰谷差的作用；四、效率更高和控制更容易实现智能化。 作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具，电动汽车受到了越来越广泛的关注。美、日、欧等发达国家不惜投入巨资进行电动汽车的研究开发，取得了丰硕的研究成果，纯电动汽车目前在许多发达国家已得到商业化的应用。我国电动汽车发展起步 较晚，但国家从维护能源安全，改善大气环境，提高汽车工业竞争力和实现我国汽车工 业的跨越式发展的战略高度考虑，从“八五”开始到现在，电动汽车研究一直是国家计 划项目，并在2001 年设立了“电动汽车重大科技专项”，通过组织企业、高校和科研 机构，集中各方面力量进行技术攻关。与此同时，上海、广州和深圳等地的地方政 府也出台了相应的扶持新能源汽车的发展政策，计划实现电动汽车在本地的产业化。 电动汽车代表未来汽车发展的方向，各国政策的扶持为电动汽车的发展铺平了道 路，近年来，它们在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势，据国外著名金融杂志 JP Morgan 报道，预计到2020 年全球将有1100 万辆电动汽车上市销售，这意味着到那时电动汽车将分别占有北美20%和全球13%的市场份额，但目前电动汽车的发展遇到 很多技术问题，特别动力电池技术，续驶里程的提高和充电网络的建设等问题。 空调系统作为改善驾驶员工作条件、提高工作效率、提高汽车安全性及为乘员营造 健康舒适的乘车环境的重要手段，对燃油汽车和电动汽车而言，都是必不可少的。电 动汽车用空调系统与普通的汽车（内燃机驱动）空调相比，由于原动机不同而引发一系 列新变化。主要体现在：1）普通的汽车空调系统的压缩机依靠发动机通过一个电磁离 合器驱动，而电动汽车空调压缩机自带电动机独立驱动；2）电动汽车没有用来采暖的 发动机余热，不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源，必须自身具有供暖的功能，即 要求制冷、制热双向运行的热泵型空调系统。 纯电动汽车空调系统制冷、供暖和除霜所需能量均来自于整车动力电池。作为电动 汽车功耗最大的辅助子系统，空调系统的使用将极大的降低其续驶里程。因而，通过优 化电动汽车空调系统的设计以提高其性能对提高电动汽车续驶里程，推广电动汽车的应 用有着重要意义。 1.2.2 热泵式汽车空调研究现状 汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。随着 汽车的日益普及以及人们对汽车的舒适性、安全性要求的提高，汽车空调系统已经成为 现代汽车上必不可少的装置。汽车空调工作环境的特殊性如需要承受频繁的震动和冲
电动汽车用热泵空调系统的实验研究 轩小波1,2陈斐1,2 1.上海新能源汽车空调工程技术研究中心 2.上海加冷松芝汽车空调股份有限公司制冷研究院 摘要：基于一款电动汽车空调设计了热泵空调系统试验台架，研究了不同压缩机转速和环境温度条件下双换热器和三换热器系统对热泵空调换热性能、总成出风口平均温度及系统COP的影响。结果表明，环境温度越高双换热器系统和三换热器系统的换热性能越高，且三换热器系统的性能优势越明显；压缩机转速为5500rpm、室外环境温度为7℃、1℃、-5℃工况下，三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃、7.2℃和6.1℃，系统COP分别提高15.0%、16.5%和18.2%，提高了电动汽车乘员舱的舒适性和能效比。 关键词：电动汽车热泵空调实验研究三换热器系统系统COP Experimental Research of Heat Pump Air-conditioning System for Electric Vehicle Songz automobile air conditioning co.,ltd Shanghai 201108 Abstract: Designed a test bench of heat pump air conditioning system based on an electric car air-conditioning. The impact of heat pump air conditioning system transfer performance, average temperature of the outlet assembly and the system coefficient of performance were studied base on two exchangers system and three exchangers system, under different compressor speeds and different ambient temperatures. The test results indicate that, higher the ambient temperature, higher the heat transfer performance of the two exchangers system and three exchangers system, transfer performance advantages more obvious of the three exchangers system. Under compressor speed is 5500rpm, ambient temperature is 7℃,1℃,-5℃conditions, average temperature of outlet assembly of the three exchangers system higher 8.0℃, 7.2℃and 6.1℃than the two exchangers system, the coefficient of performance increased 15.0%, 16.5% and 18.2% respectively, and the electric vehicle passenger compartment comfort and energy efficiency is also improved. Key words: electric vehicle heat pump air-conditioning experimental research three heat exchangers system system coefficient of performance 1前言
低温与超导第35卷 第6期制冷技术 Refrigerati on Cryo .&Supercond .Vol .35 No .6 收稿日期:2007-08-02 作者简介:张振迎(1979-),男,硕士,主要研究方向:新型制冷空调装置及相关传热流动现象。 实际逆布雷顿空气制冷循环的性能研究 张振迎1 ,廖胜明 2 (1.河北理工大学,唐山063009;2.中南大学,长沙410083) 摘要:对实际逆布雷顿循环空气制冷循环进行了热力学分析,对其循环性能进行了数值模拟研究。结果表明,影响实际循环性能的主要因素有膨胀比、转动部件等熵效率、工作温度等;实际循环中存在一最优膨胀比;制冷机用作空调冷源时,膨胀比在最优膨胀比附近;最优膨胀比的大小受压缩机效率、膨胀机效率、换热器端部温度等因素影响。 关键词:逆布雷顿循环;制冷;性能 I nvesti ga ti on on perfor mance of actua l reverse -brayton a i r cycle Zhang Zhenying 1 ,L iao Sheng m ing 2 (1.Hebei Polytechnic University,Tangshan 063009,China;2.Central South University,Changsha 410083,China ) Abstract:The ther modynam ic analysis of the actual reverse -B rayt on air cycle was perfor med and the perf or mance was studied by nu 2merical si m ulati on .The results show that,the fact ors on the perfor mance of the actual cycle include the s welling rati o,the isentr op ic efficien 2cies of the r ot ors,working te mperature and etc .;there is an op ti m al s welling rati o f or the actual cycle;the refrigerat or can be used for air conditi oning near the op ti m al s welling rati o;the op ti m al s welling rati o is affected by the isentr op ic efficiencies of the r ot ors and the tempera 2ture of heat exchangers . Keywords:Reverse -B rayt on cycle,Refrigerati on,Perf or mance 1 引言 空气无毒无害,可以自由获得,对生态环境无破坏 作用,是最理想的制冷剂。但在很长一段时间内,由于技术和制造水平的限制,空气制冷机在普通制冷区域性能低下,应用推广受到了一定限制。随着高速透平机械和高效紧凑换热器的发展,效率显著提高,特别是随着CFC 工质的禁用,逆布雷顿循环空气制冷机再一次被人们所关注,20世纪90年代以来,先后有美国、澳大利亚、德国、日本、英国进行了空气制冷装置和技术的研究及试验,应用范围涉及住宅、列车空调、食品 冷冻和冷藏等几乎所有的制冷技术应用领域[1-2] 。 在我国,对于空气制冷机的研究才刚刚起步。西安交通大学低温技术研究所的陈纯正等人对空气制冷机进行了理论上的探讨,研究了空气制冷机数学模型 的建立、制冷系数的影响因素等[3-5] 。文献[6]对逆布雷顿循环空气制冷机进行了性能分析,并进一步提出了提高制冷机效率的改进方案,对系统参数和设计参数进行了优化设计。文献[7]对双级压缩空气循环的性能与优化进行了研究。 本文主要阐述了逆布雷顿循环空气制冷机的工作原理,对循环做了热力学分析,并进行了优化研究,研 究了膨胀比、部件等熵效率及工作温度对循环性能的影响,进而指出了提高制冷性能和效率的途径。 2 循环热力学分析 图1所示为逆布雷顿空气循环的原理图。图2为循环的T -s 图,图中T 0表示制冷温度,T c 表示环境温度,P c 表示高压压力,P o 表示低压压力。理论循环在T -s 中由1’-2’-3’-4’表示。实际循环中,压缩机与膨胀机中并非等熵过程,换热器中存在传热温差和流动损失,使得实际循环与理论循环差别很大。本文分析时作如下假设:(1)空气当作理想气体处理;(2)吸热、放热过程为等压过程;(3)压缩膨胀过程中的压力损失折算到进口压力上;(4)传热温差折算到换热器端部温度中。 采取上述假设后,即得到实际循环的T -s 图,如图2中的1-2s -3-4s -1过程。1-2s 、2s -3、3-4s 、4s -1分别表示实际循环的压缩、冷却、膨胀和吸热过程。 由于换热器端部温差的存在,气体出冷却器的实际温度比环境温度要高,即T 3>T c ,Δt c 表示其端部温差;同理, T 1