制冷熱泵循環演示測量裝置

一、概述：

制冷熱泵循環演示測量裝置-是根據《制冷空調自動化及機電一體化》、《空氣調節技術與運用》等課程的教學與實訓。從教學實驗的要求的角度出發，以工程化的設計理念完整的實現了空調全空氣調節系統的工作過程。

設備采用的演示和實際二種制冷系統在同一臺實驗臺上完整的完成 不同制冷系統工況演示和實驗。整套控制系統大部分采用工業現場實際應用部件，裝置采用透明化，開放性設計，學生能夠清晰的了解整個系統工作原理，設有強電漏電系統裝置，帶視窗的換熱器。

系統中的蒸發器/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和冷凝現象，并通過進出水溫的變化可觀測制冷效果，同時系統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、技術性能：

1、輸入電源：單相三線～220V±10%  50Hz

2、工作環境：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、主機外形尺寸（大約）：190cm×800cm×1500cm(約)

1)主體板采用板工藝金結構,4040方鋼焊接成的主支撐架：顏色為：藍色、兩側的封板為活動結構，顏色為：白色。設計有排水口，補水口，通風孔。補水口接上自來水可動補水，不用手動操作。

2)設備正面下方：設計有2對門，顏色：白色, 后面：有4對門，顏色：白色，打開門可直觀展現整機系統的原理。

3)面板上開有大小合適的觀察孔，裝有機玻璃，通過有機玻璃可以觀察到系統中的壓縮機、冷凝器1、蒸發器1, 冷凝器2、蒸發器2、其結構。

4)視液鏡、毛細管、膨脹閥、高壓表、低壓表，壓力保護器分別布置在面板上，

5)整機裝置安裝有6個輪子，可移動，其中一個可固定剎車。

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

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

2)面板下部：下部為網孔板設計,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識，電壓、方便二次開發。

9、安全保護：具有漏電壓、漏電流過流保護裝置，安全符合國家標準

三、主要配置與特點：

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

1、設備控制臺：

設備操作臺采用4040板金工藝結構，下層安裝循兩個循環環水箱，上層安裝制冷系統，造型新穎，操作臺右邊為電氣系統控制柜，設有電源控制及測量儀表功能板,可直觀展示制冷系統結構；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，經漏電流保護器控制總電源，動作電流30mA

3、制冷系統:

由1P空調壓縮機、冷凝器、視液鏡、干燥過濾器、手動節流閥、蒸發器；制冷劑：134a，

4、冷卻循環水、冷凍循環水系統

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

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

5、溫度測量系統：

由多路數據采集模塊和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、室內環境溫度、蒸發器溫度，冷凝器冷凝溫度、冷凝器進水溫度、冷凝器出水溫度、蒸發器進水溫度、蒸發出水溫度,

6、采用電流型壓力變送器：

分別壓力測量制冷系統吸氣壓力、排氣壓力.

7、流量測量系統:

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：

為了實現制冷機組在低溫下的實驗工況，系統提供獨立"SBJD-RB1制冷/熱泵循環演示測量裝置"外的一套1P小型冷水機組,為整機提供不同的冷凝環境：制冷量1500W、電壓220V,進出口接口：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：

為了實現"SBJD-RB1制冷/熱泵循環演示測量裝置"在高溫下的實驗工況，系統提供冷卻循環水箱一個 , 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定，由上位機軟件自動控制。

10、蒸發器水溫度加熱控制系統：

系統提供加熱器一個 , 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定，由上位機軟件自動控制。

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構，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在在壓縮機壓縮下的高溫氣體，冷凝器中的冷凝過程，系統采用雙循環系統，制冷劑在外部流量，水載體在內管內循環。

14、不銹鋼蒸發器（同上）：

蒸發器直徑100MM厚0.5不銹鋼管和法蘭可拆結構，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的低溫下蒸發現象和蒸發過程., 制冷劑在外部流量，水載體在內管內循環。

15、壓力保護：

1)壓縮機高低壓保護系統：加裝了一套高低壓力保護裝置，確保壓縮機在設計安全的壓力環境下工作以及系統出現故障時的保護。

2)壓力調節系統：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中同一種工質情況下，溫度壓力環境相同，而帶視窗的換熱器內壓力不能過高(怕有危險)，本系統加裝了一套能量調節系統,可實時在帶視窗換熱器演示時壓力的動態調節。確保安全。

16、模式：系統可實驗制冷和熱泵兩種功能,

17、制冷系統提供三種節流方式：

分別是手動膨脹閥、內平衡膨脹閥的、毛細管節流,便于教學。

18、控制系統:

制冷、制熱、手動膨脹閥節流、內平衡膨脹閥節流、毛細管節流節流、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

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工控固態節能主板,內存:1G DDR3 1333超高速內存,支持1333/1066MHz內存,最大可支持8GB。硬盤:60G SSD固態硬盤,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、雙顯復制、雙顯擴展。聲卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器,網卡:集成1個RTL千兆網卡,支持網絡喚醒、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；性能穩定，觸摸靈敏,整機接口: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網絡接

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路水流量等主要數據。如：壓縮機吸氣壓力（Mpa)、壓縮機排氣壓力（Mpa)、壓縮機吸氣溫度（℃）、壓縮機排氣溫度（℃）\冷凝器制冷劑進口溫度（℃）、冷凝器制冷劑出口溫度、（℃）蒸發器制冷劑進口溫度（℃）、蒸發器制冷劑出口溫度（℃）、冷凝器進水溫度（℃）、冷凝器出水溫度（℃）、蒸發器進水溫度、（℃）蒸發器制出水溫度（℃）。

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、壓縮機吸氣壓力（Mpa)、壓縮機排氣壓力（Mpa)、壓縮機吸氣溫度（℃）、壓縮機排氣溫度（℃）\冷凝器制冷劑進口溫度（℃）、冷凝器制冷劑出口溫度、（℃）蒸發器制冷劑進口溫度（℃）、蒸發器制冷劑出口溫度（℃）、冷凝器進水溫度（℃）、冷凝器出水溫度（℃）、蒸發器進水溫度、（℃）蒸發器制出水溫度（℃）、

20、軟件與電氣系統控制：

實驗過程和試驗工況采用手動和自動相結合的控制方式.在顯示器上，有多達7種工作模，實訓時可任意切換工作模式，每一種模式都有相對應的原理圖，以簡易的動畫原理，生動展現系統當時的工作原理，制冷系統流程，冷卻水循環流程，冷凍水循環系統。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-毛細管-板式換熱器2

21、板式換熱系統：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、冷凝水系統、冷凍水系統、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，加熱器電子測量模塊：

可在線顯示：壓縮機電流、電壓、功率、功率因數、有功功率、無功功率.

四、實訓功能：

1、進行制冷循環過程和熱泵演示，可觀察制冷工質的蒸發、冷凝在冷凝器內過程及壓縮機的工作現象。

2、可演示多種實驗現象：熱泵循環，制冷循環

3、可演示制冷系統的常見故障

4、可演示空調水系統的循環原理

5、可演示對3種節流裝置在制系統中的制冷效果；

6、認知制冷系統中多節流閥作用和結構樣式

7、研究制冷系統中的制冷劑回流熱泵原理。

8、手動膨脹閥的使用

9、內平衡膨脹閥的認識

10、毛細管節流使用

11、數據和應用計算

12、研究制冷系統中的制冷劑回流熱泵原理在不同式況下對制冷量的影響。

13、利用水冷冷凝器熱平衡法（輔測法）求制冷壓縮機制冷量

14、制冷機組能效比的計算與分析

15、自行動化儀表的應用

五、配置表：