《制冷技术》课内实验指导

《制冷技术》课内实验指导课程名称：制冷技术课内实验总学时数：6学时开课系（部）、教研室：动力工程系暖通教研室实验一：制冷系统及设备——一机二库实验一、实验名称制冷系统及设备——一机二库实验二、实验目的1.熟悉认识“一机二库”制冷系统压缩机及蒸发器、冷凝器等设备的构造和工作特点，系统组成原则。参观冷库系统结构。2.演示一个机组如何向两个不同温度要求库体供液。3.熟悉蒸发压力调节阀的构造、置设、调节原理。三、实验场地制冷实训室四、主要实验仪器、设备、材料、工具本系统由一台进口压缩机（法国泰康机组1匹）二只热力膨胀，二只电磁阀，6只或7只进口手阀（供教学实验用），一只蒸气压力调节阀，四个高低压力表，二套数字显示温控仪，以及低温库体所组成制冷系统（包括电气部分），高低温库体分别安装在各自的机架上，并装脚轮，移动方便。五、基本内容与步骤、要求1.熟悉实验装置1）由一台制冷机组同时向一个或二个以上的冷库供应冷量，各库蒸发度（蒸发压力）也不相同，因为高温库的蒸发温度较高，低温库的蒸发温度较低，这时那些需要保持较高蒸发温度（即高温库）的蒸发器出口管路上便装上蒸汽压力调节阀（即背压阀）使阀前的压力保持在调定的范围内，经过阀的节流使阀后的压力和吸气压力相同，这样就保证了系统中各个蒸发器在各自不同工况下正常运行。2）本系统使用的工质R12充灌重量约2Kg。2.操作要求：1）接通两库蒸发器的管路，一头拧死，另一头略为松些，打开制冷系统、手阀、电磁阀让制冷剂冲进蒸发管路，略为松些的那头联接器将出现冒气现象，并发出冒气声，立即停止冲气，当即拧紧松一些的那一头联接器，说明系统已完成赶空气手续。2）正式运转，合上电源，合上带锁按钮，机组开始运行，逐一打开高低温库的手阀。3）此时，高压压力表的读数开始上升，低压压力表的读数同时下降，说明系统工作正常。4）调整高低温库数显温控仪，根据需要任意可以调节，一般产品出厂前已调整好了，客户不必随意调节。5）当高温库或低温库达到预定值时，压缩机停止，系统处于待命状态。6）操作面板印有控制回路，并且安置了检测点，利于扦测之用，通过对扦测点的运用，可以全面了解一机二库的运行状态正常与否，造成故障的所在何处，利用万用表上的交流电压500V档，进行逐行扦测。3.故障分析及处理：教师通过6只手阀设置系统制冷故障，由学生分析并排除。编号故障手阀号故障现象故障原因1#1#1手阀关死，高温库不制冷冷凝器输出的制冷液无法流向高温库系统2#2#2手阀关死，高温不制冷节流后的湿蒸汽无法从高温库提出3#3#3手阀关死，低温库，不制冷冷凝器输出的制冷液无法流向低温库系统4#4#4手阀关闭，高温库仍然不制冷从蒸发器流出的饱和蒸汽也无法流向压缩机吸入口5#5#5手阀关闭，低温库不制冷从膨胀阀流出的蒸发气体无法流向蒸发器进行蒸发6#6#6手阀关闭，低温库不制冷从蒸发器流出的饱和蒸汽也无法流向压缩机以上六个故障手阀依次轮翻操作之后，可以马上得出结论，从压缩机排出的高压高温气体—冷凝器进行放热—节流阀产生湿蒸汽—蒸发器进行充分热交换（吸热）—产生的饱和干蒸气进入压缩机吸口，这一条路径，必须畅通无阻，方能完成上述的循环，过程，否则达不到制冷目的。4.制冷系统过热设置及运行效果热力膨胀阀的过热调节，旋下密封螺帽，顺时钟旋转调节杆，可增加静止过热度，逆时针旋转为减小热度。一旦停止旋转，系统就维持在一定范围内的过热度，这时因为温包温度的反馈作用。5.关于SKT-108II数字显示温度控制的使用说明：1）将显示选择开关拨至中间位置，显示器指示被测点的实际温度，将开关拨至左边，则指示上限设定温度，如调节上限温度电位，可改变上限温度设定值；调节下限温度设定值，将开关拨至右边，则指示下限设定温度，调节下限温度电位器，可改变下限设定值；为保证温度控制器的正常，下限温度设定值必须低于上限温度设定值。2）当被测温度高于（指制冷）或低于（指加热）下限温度时继电器吸合，控制外接触器工作，红灯亮（或者其他颜色），当被测温度低于（指制冷）或者高于（指加热）上限温度时，继电器释放，断开外接电路，红灯灭。3）调节上下限位后，必须将锁紧螺帽拧紧。六、实验成果要求1.绘制一机两库制冷系统图2.描述操作过程中的一个故障分析及处理方法3.简述该一机两库制冷系统工作原理4.简述该一机两库制冷系统设备组成5.简述该一机两库制冷系统所选用主要设备的结构特点和运行要求七、考核内容与方式（一）、考核内容1、实验期间的考勤；2、综合运用理论知识分析解决实际问题的能力等；3、实验成果：实验报告等。（二）、考核方式1、课堂成绩（考核内容中1、2项）；2、实验报告成绩；3、考核成绩计入课程期末成绩中。八、参考书目本次实验可参考以下书籍：《制冷技术》——机械工业出版社《空气调节用制冷技术》——哈尔滨工业大学出版社《空气调节用制冷技术》——中国建筑工业出版社《制冷原理》——机械工业出版社《制冷压缩机》——中国建筑工业出版社《制冷原理与设备》——西安交通大学出版社《实用供热通风空调设计手册》——中国建筑工业出版社《实用制冷工程设计手册》——中国建筑工业出版社《暖通空调工程设计与施工规范》——中国建筑工业出版社实验二：制冷系统性能测试一、实验名称制冷系统性能测试二、实验目的1.加深了解制冷循环系统的组成2.学习测定制冷机性能的方法3.通过实际测定和制冷机运行以及参数计算，分析影响制冷机性能的因素三、实验场地制冷实训室四、主要实验仪器、设备、材料、工具实验采用教学用制冷压缩机性能试验台，试验台采用全封闭式制冷压缩机，蒸发器和冷凝器，均采用水换热器，压缩机的轴功率通过输入电功率来测算；试验台的主试验方法为液体载冷剂法，辅助试验为水冷凝热平衡法，各测温点均用铜电阻温度计。五、基本内容与步骤、要求1.基本开机、运行及关机操作1）接电源（220V单相2KVA），2）水箱灌满自来水；3）检测各测温点的温度，查验它们是否工作正常。4）打开蒸发器，凝器的水泵电源开关及水流流量阀门，使水泵运转并向蒸发器，冷凝器供水。5）合上压缩机开关，压缩机工作，若发现异常情况如电流过大，或者有异常声音，应立即停机过三分钟后再启动。6）工况调节，各种工况的控制参数由指导老师给出（蒸发器内存水作热交换的温度不宜调的太低）a.蒸发压力和吸气温度的调节（蒸发压力可以从吸气压力表上近似地反映出来）：开关（大小）节流阀门，可以使蒸发压力提高（降低），随之吸气温度将稍有降低（提高）所谓节流阀的调节，就是将节流阀的螺杆调节顺时针转为减少，反方向为增大，届时吸气压力有所反映。b.改变载冷剂的温度，即与水流量L/s和蒸发压力有关还与水初温有关。c.冷凝压力的调节（冷凝压力亦可从排气压力表近似的反映出来）。上述各种控制部件状态的改变及主要相关参数的变化对其它控制参数均有一定影响，所以在调节时要互相兼顾。7）停机a.关闭压缩机开关，压缩机停止，电加热电源也是随之断开。b.5分钟关闭水泵开关。c.切断总电源。2.进行测试1）待工况调定后，即可开始测试，测定该工况下的蒸发（吸气）压力，吸气温度，排气温度，过冷温度，蒸发器和冷凝器的进出水温度及它们的流量，压缩机的输入电功率等参数。2）为提高测试的准确性，可每隔10分钟测读一次数据，取其三次数据的平均值作为测试的结果（三次记录数据应均在稳定工况要求范围内）。3）改变工况，在要求的新工况下重复上述试验，测得新的一组测试结果。4）要求的全部试验结束后，按使用说明书规定方法停止系统工作。3.实验数据处理取三次读数的平均值作为计算数据。1）压缩机制冷量式中：Q1—蒸发器换热量Q1=GZ·cp(t1-t2)[kw]式中：G2——载冷剂（水）的流量[kg/s]cp——载冷剂（水）的定压比热[KJ/Kg]t1t2——载冷剂（水）的进、出口温度[℃]i1——在规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的焓值[KJ/Kg]i7——在规定过冷温度下，节流阀前液体制冷的焓值[KJ/Kg]i1——在实验条件下，离开蒸发器的制冷剂蒸气的焓值[KJ/Kg]i6——在实验条件下，节流阀前液体制冷的焓值[KJ/Kg]v/1——在压缩机实际吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的比容[m3/Kg]v1——在压缩机规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的比容[m3/Kg]2）压缩机的轴功率[KW]式中：I、V为封闭压缩机的输入电流和输入电压（或输入功率W）。η为压缩机的效率（取0.75）3）制冷系数4）热平衡误差式中：Q2——冷凝器换热量Q2=GL·CP（T1—T2）[KW]式中：GL—冷凝器水流量[kg/s]T1T2——冷凝器水的进出口温度[℃]CP—水的定压比热[KJ/kg℃]4.分析讨论分析试验结果，讨论影响冷机性能的因素。六、实验成果要求1.简述制冷原理2.描述实验过程3.将测量数据整理，计算制冷系数和热平衡误差七、考核内容与方式（一）、考核内容1、实验期间的考勤；2、综合运用理论知识分析解决实际问题的能力等；3、实验成果：实验报告等。（二）、考核方式1、课堂成绩（考核内容中1、2项）；2、实验报告成绩；3、考核成绩计入课程期末成绩中。八、参考书目本次实验可参考以下书籍：《制冷技术》——机械工业出版社《空气调节用制冷技术》——哈尔滨工业大学出版社《空气调节用制冷技术》——中国建筑工业出版社《制冷原理》——机械工业出版社《制冷压缩机》——中国建筑工业出版社《制冷原理与设备》——西安交通大学出版社实验三：制冷装置试运行及运行调试一、实验名称制冷装置试运行及运行调试二、实验目的了解制冷装置试运行的各个阶段工作方法及要求，掌握制冷工况变化的调试方法，对制冷系统运行一些常见故障能够分析并排出。三、实验场地制冷实训室和动力工程实训基地四、主要实验仪器、设备、材料、工具制冷制热实验成套设备、冷冻机组、压缩冷凝机组、制冷循环系统装置、真空泵、制冷剂钢瓶、氮气瓶五、基本内容与步骤、要求1.打压、试漏当制冷系统全部连接安装结束或检查组装完毕时，应仔细对制冷系统进行打压和检漏。打压用工业上的干燥氮气，因氮气无水分，没有腐蚀作用，价格较低。氮气瓶装有15Mpa的氮气，要用减压表灌注，在排气阀多用孔处注入。高压系统打压为1.6Mpa，低压系统打压为1.0Mpa。打压步骤：1）开启全部阀（为了开启电磁阀又不使压缩机运转，可将三角皮带卸下，让电机空转）。2）排气阀多用孔接上氮气管（氮气瓶要装减压表）。3）旋紧减压表逐步升至1.0Mpa。4）关闭储液阀或使电机停转，使电磁阀关闭。5）继续升高至1.6Mpa。6）观察24—48小时，不得降压。打压后可用肥皂水涂抹在系统各连接处和焊接处，仔细查看是否有泄漏起泡现象。也可用卤素校漏灯检漏，当混有氟利昂的气体与炽热的铜接触时，氟利昂分解为氟氯元素并与铜发生化学反应，或为卤素铜的化合物，使火焰的颜色发生变化。空气中不含氟利昂气体时，火焰呈淡蓝色随着浓度的增加颜色发生如下变化：淡蓝→浅绿→深绿→紫→火灭2.抽真空制冷系统在打压试漏后，应抽真空，检验整个制冷系统内部在负压下，即真空状态下的严密性。也是为彻底排除系统内的空气，为向系统充灌制冷剂作好准备。（压缩机本身）抽真空的步骤：1）关刹高压阀，打开多用孔道大气。2)打开其它所有阀。3)用φ6铜管接在高压阀多用通道上，另一端插入小油杯中，杯中放些冷冻油。4)开车。5)约1小时后抽到760mmHg真空度后，堵住多用通道出口，再停车并倒刹高压阀。在抽好真空后，应保持一段时间，真空度不回升，才可认为合格。若抽不到760mmHg真空压力表或抽到又回升，就要寻找原因，可以分段抽真空。压缩机部分，蒸发器部分，高压部分，低压部分，分别抽真空。分段抽真空步骤：1)关刹高压阀，打开多用孔通大气。2)关刹低压阀。3)开车。4)达到要求后（压缩机部分合格）。5)关刹储液阀，打开低压阀。6)达到要求后（蒸发器及低压部分合格）。7)打开储液阀。8)达到要求后（高压部分合格）。倘若压缩机部分不能合格，肯定有泄漏，就要区分是内泄漏，还是外泄漏。区分方法是看低压抽不到760mmHg真空度，排气孔一直有气排出，则是外泄漏，最大的可能是轴封有漏。倘虽抽不到要求，但排气多用孔已气无气排出，则是内泄漏，那就是活塞环或气缸磨损了。3.充灌制冷剂加制冷剂之前必须使制冷系统抽成真空。加制冷剂步骤：1)倒刹低压阀。2)将氟利昂瓶用φ6紫铜管或加气带接到吸入多用通道上，纳子先不要旋紧。3)放些制冷，冲去管内空气后，再将纳子拧紧。4)打开低压阀二圈后就可开车，逐渐抽制冷剂。要逐步抽，防止液击冲缸，充灌时最好装压力表，压力不要超过其规定的低压数值。充灌数量方法有：1)称量法（按说明书标准重量）2)低压控制法3)工作电流控制法4)经验观察法冰箱，冷库看膨胀阀45°结霜，霜一直结到吸入阀口；空调、冷饮水机则结露，膨胀阀上结露结得越多越好，不能结霜，结霜就是制冷剂少，或系统有堵。4.排放系统中的空气制冷系统中混有空气，会产生冷凝压力升高，引起高压过高，排气温度过高发烫，蒸发管结浮霜，系统容易泄漏，制冷效果不良等现象，必须予以放出。排放空气是利用氟利昂气体比重大，而空气比重小，氟利昂气体经冷却后会凝结成液体，而空气不会凝结成液体的条件进行的。放空气步骤：1)关闭储液阀。2)开车。3)达到稳定真空后停车。4)稍开储液阀，使低压在0Mpa左右。5)加强冷凝约20分钟。风冷式，去掉三角皮带后让电动机空转；水冷式，停机后继续放冷却水。6）倒刹高压阀，拆下多用孔道螺丝通大气。7）稍开高压阀用手挡着排出气体，排出的是空气，手感像风吹。手感有油迹或上些凉的现象时，就将高压阀倒刹。8）有时空气一次放不尽，需开一会儿，重复以上动作再放，一二次，直到合格为止。5.添加润滑油对于添加少量的添加润滑油或小型压缩机添加润滑油时可按下列程序进行：1）先把吸入阀多通道关闭，接上“T”型接头，一端接低压表，一端接一根铜管。2）把铜管通到油盆或大口瓶里，稍开多用通道，排除管内空气，然后用手揿住，不让漏气。3）把吸入阀关闭（多用通道接触）。4）开动压缩机瞬时即停，以免奔油，反复二三次，然后让它运转几分钟，达到稳定的真空状态，停车。5）把手指放松，油就会从铜管中吸进去。从视油镜中观察是否达到油面线，如果未达到，而油也不再吸入了，再用手指把管口揿住不让漏气，同法启动压缩机，成真空状态后，再让自行吸入，直到润滑油达到油面线为止。关闭吸入阀的多用通道拆掉铜管，加油完毕。若需要添加较多的润滑油则可关闭吸气阀，将压缩机抽成“0Mpa”或稍高些关闭排气阀，旋开压缩机的加油丝堵（俗称“油闷头”），用漏头添加所需的润滑油量，按拆修压缩机的程序复原。6.制冷剂的取出制冷系统有时需要拆修冷凝器（或贮液器）。这时需要把制冷剂全部移到钢瓶中，其操作步骤如下：将压缩机的排出阀退足，把多用通道关闭，装上（T）型接头，一端接高压表，另一端接管子通到空钢瓶接头上；把排出阀顺时针方向旋一、二周再复原状，把接钢瓶一端的接头旋松，让放出的制冷剂把管子里空气一齐赶出；再把接头拧紧，开启钢瓶阀；钢瓶用自来水冷却。启动压缩机，逐渐关闭压缩机排出阀，待低压表压力指示“0”或更低一些，系统中的制冷剂已经全部排出，则可停车，把钢瓶阀关闭再关闭压缩机排出阀的多用通道，并拆除连接管，若一空瓶不能容纳系统中的全部制冷剂，则用另一个空瓶重复上述步骤进行。在制冷剂移出过程中应注意高压表的示度情况，低压继电器应予以通路。排出制冷剂过程中，开车初期应逐步排出，因开始时，制冷剂比较多，以免使钢瓶内来不及容纳，发生危险。对于较大容量的制冷系统，要另备一台小型制冷压缩机来抽取制冷剂。9.制冷系统运行1）看——看压力表各种制冷设备参照压力表制冷设备低压高压制冷设备低压高压制冷机0.01~0.030.660.88<1.14电冰箱二星级0.06~0.071.0~1.2厨房冰箱2F4.8四门0.05~0.10电冰箱三星级0.04~0.052F4.8六门窗式空调机0.450.51.9~2.02F4.8二门0.01~0.07去湿机2F6.3六门柜式空调机小型冷库去湿机1.2~1.4冷饮水机0.20~0.25R22空调机R12空调机动性0.25~0.30开启式半封闭式——看结露结霜现象蒸发器结霜是否均匀，是否针形霜，是非曲直否则从膨胀阀45°开始一直结到吸入阀，并随膨胀阀的工作而收退，收退幅度又不能太大。（冷饮水机，空调装置的节流装置出口应结露，不能结霜，结霜说明制冷剂不足或系统有堵），冷库门，冰箱门缝处结霜说明不封密封，有逃冷现象。——看压缩机旋转方向，看视油镜的油位。2）摸吸气管冷（蒸发温度加5~10℃）任何情况低于15℃。排气管热（冷凝温度加环境温度）。液管温度（略高于环境温度），液管热了则是冷凝条件不好或制冷剂少，液管冷了则有堵，产生节流。油管时热时冷，只热不冷是浮球阀搁煞，只冷不热是阻塞。冷却水进温度差3~℃10℃，最好5℃。冷却风进出温差10℃。缸盖两侧要有冷热感，没有温度就是纸柏床打穿，或供液不足回气过热，缸盖全发热；和供液太多缸盖全发凉。曲轴箱温度小于70℃（30℃~70℃）摸油渍：制冷设备平时应揩抹干净。在制冷系统内冷冻油和制冷剂是以任何比例互相溶解的，当发生泄漏时，制冷剂就汽化挥发到空气中，冷冻油就剩留下来，因此那里发现油渍，就很可能是渗漏处，像轴封和各纳子，各螺丝就很可能是渗漏处，易渗漏的地方，要多加注意。摸机组系统震动情况：制冷系统的各管路如发生震动，会产生共振现象，并发生相互磨擦，天长日久就会磨出小洞、裂缝，甚至喇叭口会破裂。因此必须包扎防震，凡接触的管道等中间须垫上软性物件扎紧。3）听听压缩机汽缸部位的活塞运动声，阀片跳动声。区分有声，无声，怪声（阀片跳动声是（滴、滴、滴）听压缩机运转声，有液进入就有液击冲缸声，金属流入就有敲缸声，阻塞就有空载声。听膨胀阀处制冷剂流动声，区分是气还是液，如丝丝响声大是气流声，说明冷凝条件不好或制冷剂不足，幽静地丝丝响是液，工作正常（电冰箱在毛细管出口处听）。4）测测电压、电流，测压力，测温度，看有无反常。5.制冷设备常见故障分析1）压缩机启动不起来或启动后立即停车。电源机没有电，未接上，断线或保险丝烧断；电磁开关跳脱后未复位；温度开关未调整好；油压断电器的加热装置未冷却或复位按钮未按；水冷凝器水阀未开；压缩机排出阀门未开；压力继电器未调整好；电动机断路；电动机配用功率不够；降压启动器降压太多；压缩机故障（如卡住，咬煞等）。2）压缩机正常运转突然停车吸入压力过低导致压力继电器的低压断路；排出压力过高导致压力继电器的高压断路；油压不够而导致油压继电器断路，没有油压继电器的，因断油而可能咬煞。压缩机功率消耗超过了电机的负荷，热继电器跳脱或电机烧毁等；冷库温度已到，由于温度继电器动作停车。3）压缩机有敲击声，声响由气缸部分来死隙太小，活塞撞击阀板（可加垫石棉橡胶垫片）；活塞销与连杆小头衬套的间隙因磨损而增大；阀片断裂落入气缸或阀螺钉松脱，断裂而落入气缸内；压缩机奔油而产生液击（停车后断续开停几次）；液体制冷剂大量被吸入而产生液击等（应关小膨胀阀，或暂时关小吸入阀）。4）压缩机有敲击声，声响从曲轴箱内来连杆大头轴瓦与曲轴颈的间隙因磨损而增大；主轴承间隙因磨损而增大；连杆螺栓的螺母松脱。5）其它方面来的压缩机异声飞轮的键槽与键间隙过大皮带太松或联轴节的弹性圈磨损；压缩机，电动机或压缩机组的底脚螺柱松脱；油泵齿轮有磨损松动。6）排出压力过高系统中有空气；水冷凝器的水阀未开或水量不够，水压太小；风冷凝器的风机未开或风量太小；水量调节阀未开启冷凝器的污垢积得太多；制冷剂加入太多；压缩机排出阀未开足；排出管道不通畅；制冷剂不纯，如在F12中可能混有F22。7）排出压力过低制冷剂不足；排出阀片有泄漏；冷却水温度过低或冷却水量过大；由于吸入压力过低而导致冷凝压力过低。8）吸入压力过高膨胀阀开得过大；吸入阀片断裂或有泄漏；系统中有空气；制冷剂加入过多；阀板上下纸柏床高低压间被打穿；膨胀阀的感温包未扎紧。9）吸入压力过低膨胀阀关得过小或膨胀阀冰堵、脏堵；膨胀阀感温包中充填剂漏掉；吸入阀未开足；吸入管道不通畅或蒸发器管路中有几路不畅通；电磁阀未开启；过滤器堵塞；液管路堵塞；蒸发器结霜过厚；系统中制冷剂不足；空调箱的风机皮带松或滤尘器积满尘土。10）油泵没有压力油压表接管堵塞；油泵吸入管堵塞；油泵内有空气，应注油灌泵；油泵传动件损坏。11）油泵压力过高油压表损坏失灵；油泵排出管道阻塞；油泵压力调节阀关得过小。12）油泵压力过低曲轴箱中油量过少；油泵压力调节阀开得过大；曲轴箱油中有氟利昂制冷剂（视油镜中看到泡沫状），应将膨胀阀关小，或将吸入阀暂时先关小。13）风量不足皮带松，打滑；风机叶轮松；风机转子与蜗壳的侧隙过大；转向反；滤尘器积满灰尘；蒸发器结霜过厚；通风管路法兰漏风。14）风机噪音风机转子与蜗壳相碰；风机轴承的滚珠轴承磨损或生锈；皮带松，有“噼啪”声；风机电机的滚珠轴承磨损或生锈；风机转速过高难度；风机叶轮不平衡产生振动。15）压缩机开车时膨胀阀打不开或很快被堵塞感温包填充物泄漏；膨胀阀进口处的过滤器堵塞；膨胀阀节流孔被杂物