制冷熱泵循環(huán)演示測量裝置

一、概述：

制冷熱泵循環(huán)演示測量裝置-是根據(jù)《制冷空調(diào)自動化及機(jī)電一體化》、《空氣調(diào)節(jié)技術(shù)與運用》等課程的教學(xué)與實訓(xùn)。從教學(xué)實驗的要求的角度出發(fā)，以工程化的設(shè)計理念完整的實現(xiàn)了空調(diào)全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過程。

設(shè)備采用的演示和實際二種制冷系統(tǒng)在同一臺實驗臺上完整的完成 不同制冷系統(tǒng)工況演示和實驗。整套控制系統(tǒng)大部分采用工業(yè)現(xiàn)場實際應(yīng)用部件，裝置采用透明化，開放性設(shè)計，學(xué)生能夠清晰的了解整個系統(tǒng)工作原理，設(shè)有強電漏電系統(tǒng)裝置，帶視窗的換熱器。

系統(tǒng)中的蒸發(fā)器/冷凝器上開個一個小窗口，窗口上安裝有玻璃，玻璃可耐壓2MP的壓力，可直接觀察到制冷劑的蒸發(fā)和冷凝現(xiàn)象，并通過進(jìn)出水溫的變化可觀測制冷效果，同時系統(tǒng)配置了一套真實的板式熱器。可利用16個電磁閥門自動切換水路。汽路，可滿補帶視窗熱器在本裝置中的換熱效果不好的能效對比。

二、技術(shù)性能：

1、輸入電源：單相三線～220V±10%  50Hz

2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃， 相對濕度＜85%(25℃)， 海拔＜4000m

3、裝置容量：3.5kVA

4、制冷劑：134A

5、制熱量：1.5kW(約)

6、重  量：200kg(約)

7、主機(jī)外形尺寸（大約）：190cm×800cm×1500cm(約)

1)主體板采用板工藝金結(jié)構(gòu),4040方鋼焊接成的主支撐架：顏色為：藍(lán)色、兩側(cè)的封板為活動結(jié)構(gòu)，顏色為：白色。設(shè)計有排水口，補水口，通風(fēng)孔。補水口接上自來水可動補水，不用手動操作。

2)設(shè)備正面下方：設(shè)計有2對門，顏色：白色, 后面：有4對門，顏色：白色，打開門可直觀展現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的原理。

3)面板上開有大小合適的觀察孔，裝有機(jī)玻璃，通過有機(jī)玻璃可以觀察到系統(tǒng)中的壓縮機(jī)、冷凝器1、蒸發(fā)器1, 冷凝器2、蒸發(fā)器2、其結(jié)構(gòu)。

4)視液鏡、毛細(xì)管、膨脹閥、高壓表、低壓表，壓力保護(hù)器分別布置在面板上，

5)整機(jī)裝置安裝有6個輪子，可移動，其中一個可固定剎車。

8、控制柜：700cm×600cm×1600cm(約) 采用藍(lán)色框架結(jié)構(gòu)，白色為搭配色，前后開門，方便實訓(xùn)操作，前門采用玻璃裝飾，美觀大方

1)面板上部：鐵質(zhì)面板，彩色噴，嵌入有電流表，電壓表，指示燈，漏電開關(guān)，保險，電氣控制按鈕。

2)面板下部：下部為網(wǎng)孔板設(shè)計,實驗裝置上的所有傳感器的電源、控制信號、輸入信號、輸出信號，都引到面板的接線端子上，套管上有明確中文標(biāo)識，電壓、方便二次開發(fā)。

9、安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流過流保護(hù)裝置，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)

三、主要配置與特點：

制冷熱泵循環(huán)演示測量裝置由操作臺主要由：制冷系統(tǒng)、溫度測試、流量測量系統(tǒng)、電流電壓檢測、加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、軟件控制、動畫學(xué)演示等組成。 設(shè)備配置三套制冷系統(tǒng)工：一套冷水機(jī)、一套板式換熱制冷系統(tǒng)和一套帶視窗功能蒸發(fā)器/冷凝器的制冷系統(tǒng)。

1、設(shè)備控制臺：

設(shè)備操作臺采用4040板金工藝結(jié)構(gòu)，下層安裝循兩個循環(huán)環(huán)水箱，上層安裝制冷系統(tǒng)，造型新穎，操作臺右邊為電氣系統(tǒng)控制柜，設(shè)有電源控制及測量儀表功能板,可直觀展示制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；底部裝有四個帶剎車的萬向輪， 便于移動和固定。

2、交流控制單元

單相三線220V交流電源供電，經(jīng)漏電流保護(hù)器控制總電源，動作電流30mA

3、制冷系統(tǒng):

由1P空調(diào)壓縮機(jī)、冷凝器、視液鏡、干燥過濾器、手動節(jié)流閥、蒸發(fā)器；制冷劑：134a，

4、冷卻循環(huán)水、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)

1)冷卻循環(huán)水、冷凍循環(huán)水:分別由2套電磁渦輪流量計、控制閥門、循環(huán)水泵組成，為制冷提供冷卻、冷媒水的循環(huán)。水泵采用CP-128CM/220V冷水機(jī)用冷熱水循環(huán)增壓離心泵,200W耐高溫水泵流量1噸，揚程9米

2)水流量控制：由于制冷系統(tǒng)小，較大的水流量在實際數(shù)據(jù)計算中誤差較大，和便于在各種流量中計算和觀察設(shè)備的制冷/熱泵效果，在觸摸屏上可以手動給定電動比例積分調(diào)節(jié)閥的開度，來調(diào)節(jié)冷卻水，冷凍水的流量(給定范圍10-100)，方便實驗。

5、溫度測量系統(tǒng)：

由多路數(shù)據(jù)采集模塊和12個高精PT100傳感器組成，可以測定、吸氣溫度、排氣溫度、入口溫度、室內(nèi)環(huán)境溫度、蒸發(fā)器溫度，冷凝器冷凝溫度、冷凝器進(jìn)水溫度、冷凝器出水溫度、蒸發(fā)器進(jìn)水溫度、蒸發(fā)出水溫度,

6、采用電流型壓力變送器：

分別壓力測量制冷系統(tǒng)吸氣壓力、排氣壓力.

7、流量測量系統(tǒng):

由2個渦4-20MAI渦輪流量計組成，分別測量冷凝水流量，冷卻水流量。

8、低溫冷卻水溫度控制系統(tǒng)：

為了實現(xiàn)制冷機(jī)組在低溫下的實驗工況，系統(tǒng)提供獨立"SBJD-RB1制冷/熱泵循環(huán)演示測量裝置"外的一套1P小型冷水機(jī)組,為整機(jī)提供不同的冷凝環(huán)境：制冷量1500W、電壓220V,進(jìn)出口接口：DN15,溫度控制：5-30度。0.5立方/單冷。

9、高溫冷卻水溫度控制系統(tǒng)：

為了實現(xiàn)"SBJD-RB1制冷/熱泵循環(huán)演示測量裝置"在高溫下的實驗工況，系統(tǒng)提供冷卻循環(huán)水箱一個 , 并在水箱上加裝了一個功率1500W加熱器，電壓220V。水箱溫度控制： 5- 50度。溫度可在觸摸屏上自由設(shè)定，由上位機(jī)軟件自動控制。

10、蒸發(fā)器水溫度加熱控制系統(tǒng)：

系統(tǒng)提供加熱器一個 , 功率1500W、電壓220V,溫度控制：5-50度。- 50度。溫度可在觸摸屏上自由設(shè)定，由上位機(jī)軟件自動控制。

11、不銹鋼保溫水箱2只： 300×250×250cm；

12、外形尺寸：2000×800×1500mm ，工作電壓：220V 功率：3KW

13、不銹鋼冷凝器：

冷凝器采用直徑100MM厚0.5不銹鋼管和法蘭可拆結(jié)構(gòu)，蛇形換熱器：直徑10MM*6m。不銹鋼管法蘭上開個一個小窗口，窗口上安裝有玻璃，玻璃可受2MP的壓力，可從玻璃視窗上觀察制冷工質(zhì)在在壓縮機(jī)壓縮下的高溫氣體，冷凝器中的冷凝過程，系統(tǒng)采用雙循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在外部流量，水載體在內(nèi)管內(nèi)循環(huán)。

14、不銹鋼蒸發(fā)器（同上）：

蒸發(fā)器直徑100MM厚0.5不銹鋼管和法蘭可拆結(jié)構(gòu)，法蘭上開個一個小窗口，蛇形換熱器：直徑10MM*6m。窗口上安裝有玻璃，玻璃可耐壓2MP的壓力，可從玻璃視窗上觀察制冷工質(zhì)的低溫下蒸發(fā)現(xiàn)象和蒸發(fā)過程., 制冷劑在外部流量，水載體在內(nèi)管內(nèi)循環(huán)。

15、壓力保護(hù)：

1)壓縮機(jī)高低壓保護(hù)系統(tǒng)：加裝了一套高低壓力保護(hù)裝置，確保壓縮機(jī)在設(shè)計安全的壓力環(huán)境下工作以及系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的保護(hù)。

2)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)：由于板式換熱器和帶視窗換熱器屬于兩套不同的換熱器，但兩種換熱器在系統(tǒng)中同一種工質(zhì)情況下，溫度壓力環(huán)境相同，而帶視窗的換熱器內(nèi)壓力不能過高(怕有危險)，本系統(tǒng)加裝了一套能量調(diào)節(jié)系統(tǒng),可實時在帶視窗換熱器演示時壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)。確保安全。

16、模式：系統(tǒng)可實驗制冷和熱泵兩種功能,

17、制冷系統(tǒng)提供三種節(jié)流方式：

分別是手動膨脹閥、內(nèi)平衡膨脹閥的、毛細(xì)管節(jié)流,便于教學(xué)。

18、控制系統(tǒng):

制冷、制熱、手動膨脹閥節(jié)流、內(nèi)平衡膨脹閥節(jié)流、毛細(xì)管節(jié)流節(jié)流、全部全自動控控制，不需要人為手動操作，由軟件自動完成

19、17寸嵌入式工控一體機(jī)

1）CPU:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器

主板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板,內(nèi)存:1G DDR3 1333超高速內(nèi)存,支持1333/1066MHz內(nèi)存,最大可支持8GB。硬盤:60G SSD固態(tài)硬盤,顯卡:集成Intel  HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨顯示、雙顯復(fù)制、雙顯擴(kuò)展。聲卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器,網(wǎng)卡:集成1個RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡(luò)喚醒、PXE功能。電源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）,顯示屏:12寸LED工控屏 分辨率：1024*900,觸摸屏:中國臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏,整機(jī)接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網(wǎng)絡(luò)接

2)可在線顯示12路溫度、2路冷媒壓力、1路電壓、1路電流、2路水流量等主要數(shù)據(jù)。如：壓縮機(jī)吸氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)排氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)吸氣溫度（℃）、壓縮機(jī)排氣溫度（℃）\冷凝器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、冷凝器制冷劑出口溫度、（℃）蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、蒸發(fā)器制冷劑出口溫度（℃）、冷凝器進(jìn)水溫度（℃）、冷凝器出水溫度（℃）、蒸發(fā)器進(jìn)水溫度、（℃）蒸發(fā)器制出水溫度（℃）。

3)可顯示各個溫度的實時曲線、記錄，保存。如:2路冷媒壓力、1路電壓、1路電流、2路水流量、壓縮機(jī)吸氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)排氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)吸氣溫度（℃）、壓縮機(jī)排氣溫度（℃）\冷凝器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、冷凝器制冷劑出口溫度、（℃）蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、蒸發(fā)器制冷劑出口溫度（℃）、冷凝器進(jìn)水溫度（℃）、冷凝器出水溫度（℃）、蒸發(fā)器進(jìn)水溫度、（℃）蒸發(fā)器制出水溫度（℃）、

20、軟件與電氣系統(tǒng)控制：

實驗過程和試驗工況采用手動和自動相結(jié)合的控制方式.在顯示器上，有多達(dá)7種工作模，實訓(xùn)時可任意切換工作模式，每一種模式都有相對應(yīng)的原理圖，以簡易的動畫原理，生動展現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)時的工作原理，制冷系統(tǒng)流程，冷卻水循環(huán)流程，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)。如：

1) 板式換熱器制冷模式：板式換熱器1-膨脹閥-板式換熱器2

2) 板式換熱器制冷模式：板式換熱器1-毛細(xì)管-板式換熱器2:

3) 板式換熱器制冷模式：板式換熱器1-手動節(jié)流閥-板式換熱器2

4) 殼式換熱器制冷模式：殼式換熱器1-膨脹閥-殼式換熱器2

5) 殼式換熱器制冷模式：殼式換熱器1-毛細(xì)管-殼式換熱器2

6) 殼式換熱器制冷模式：殼式換熱器1-手動節(jié)流閥-殼式換熱器2

7) 板式換熱器制冷模式：板式換熱器1-毛細(xì)管-殼式換熱器2

8) 殼式換熱器制冷模式：殼式換熱器1-毛細(xì)管-板式換熱器2

21、板式換熱系統(tǒng)：采用真實的板式換熱器2個，制冷量2100W，換熱面積0.36平方。

22、電磁閥組:

由19個電磁組成電磁閥組：能在制冷系劑系統(tǒng)、冷凝水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、帶視窗的換熱器演示、板式換熱器實驗中自由切換。

23、壓縮機(jī)，加熱器電子測量模塊：

可在線顯示：壓縮機(jī)電流、電壓、功率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率.

四、實訓(xùn)功能：

1、進(jìn)行制冷循環(huán)過程和熱泵演示，可觀察制冷工質(zhì)的蒸發(fā)、冷凝在冷凝器內(nèi)過程及壓縮機(jī)的工作現(xiàn)象。

2、可演示多種實驗現(xiàn)象：熱泵循環(huán)，制冷循環(huán)

3、可演示制冷系統(tǒng)的常見故障

4、可演示空調(diào)水系統(tǒng)的循環(huán)原理

5、可演示對3種節(jié)流裝置在制系統(tǒng)中的制冷效果；

6、認(rèn)知制冷系統(tǒng)中多節(jié)流閥作用和結(jié)構(gòu)樣式

7、研究制冷系統(tǒng)中的制冷劑回流熱泵原理。

8、手動膨脹閥的使用

9、內(nèi)平衡膨脹閥的認(rèn)識

10、毛細(xì)管節(jié)流使用

11、數(shù)據(jù)和應(yīng)用計算

12、研究制冷系統(tǒng)中的制冷劑回流熱泵原理在不同式?jīng)r下對制冷量的影響。

13、利用水冷冷凝器熱平衡法（輔測法）求制冷壓縮機(jī)制冷量

14、制冷機(jī)組能效比的計算與分析

15、自行動化儀表的應(yīng)用

五、配置表：