空调制冷换热综合实验说明书
一、实验装置概述
本实验台是我厂首创高效低耗的热泵型空调及制冷换热实验装置。功能齐全、结构紧凑、使用方便、无噪声、结构新颖。它由制冷循环，水循环和空气换热系统所组成，可进行直流式空调过程演示实验，制冷压缩机性能实验和表冷器、换热器性能实验。
二、实验操作
一、直流空调过程演示实验：
（一）实验目的：1、演示直流式空调系统的空气处理过程
2、熟悉空气参数的调节方法
3、掌握表冷器冷却能力的测定方法
4、进行热工测量及计算的训练。
（二）实验原理：直流空调实验可分夏季空气处理状态及冬季空气处理状态实验。
1.夏季处理过程：新风由调节门、低噪音风机进入风道，经过表冷器冷却去湿达到机器露点后，再经过再加热器加热至所需送风状态达到空调段，在空调段吸热吸湿后排出。
2.冬季处理过程：新风由调节门、低噪音风机进入风道，在预加热段对空气进行等湿加热，通过加湿器对空气绝热加湿，再经过再加热器或换热器加热至所需送风状态达到空调段，在空调段放热后排出。对空气参数的测定是在具有代表性的通道断面上设置干、湿球热电偶温度计，分别测定断面上的干球温度和湿球温度。
本实验可对空气进行：1.等湿加热：电热器或表面式热水器处理空气。2.冷却处理： = 1 \* GB3 ①等湿处理：用表冷器降低空气温度但高于空气露点温度。 = 2 \* GB3 ②去湿冷却处理：用表冷器降低空气温度使低于空气露点温度。 = 3 \* GB3 ③等温加湿：含湿量增加，温度近似不变。
在实验中，制冷压缩机组通过板式换热器对冷冻水制冷后，由水泵将冷冻水注入表冷器与空气进行冷量交换来模拟夏季空气处理状态。模拟冬季空气处理状态时，可参见制冷压缩机的实验步骤。由于冷冻水在表冷器中与空气进行冷量交换，由此可以计算表冷器的冷却能力。
（三）、操作步骤
1、启动风机，利用风门调节风量。
2、启动加湿器（注意：不得在无水的情况下给加湿器加电）。
3、启动水泵Ⅰ、水泵Ⅱ，调节水流量使板换Ⅱ水流量400L/h；使板换Ⅰ水流量100L/h，（如实验时出现冻结则应加大水流量）。水流程如下： = 1 \* GB3 ①水泵Ⅰ板换Ⅰ表冷器水箱； = 2 \* GB3 ②水泵Ⅱ板换Ⅱ流量计水箱
4、启动压缩机，接通四通阀，制冷剂的流程如下：压缩机四通阀板换Ⅱ单向阀储液罐干燥过滤器膨胀阀板换Ⅰ四通阀压缩机
5、观察排气压力在1.9MPa，吸气压力在0.5MPa左右。
6、启动预加热器和再加热器，改变功率大小 可调节空气系数的送风温度和相对湿度。电加热器每组设为0～0.8KW可调。
7、待温度稳定后进行实验测定。
8、实验完毕后，关闭全部电加热器，10分钟后关闭水泵及风机。
注意：实验前先通过风道后面小窗给湿球温度计小杯中加满水。
（四）数据处理
1、空调系统风量：
（Kg/s）
式中： ΔP—孔板前后压差 （Pa）
α—孔板流量系数。取0.7056
A—孔板截面积 A=0.00785m2
ρ—该测点空气密度（kg / m3）
2、表冷器性能测定：
式中：h1、h2——表冷器进、出口空气焓值；（KJ/Kg）
由于空气失去的热量，实际上又是表冷器带走的热量，因此，表冷器的冷却能力还可以用冷水吸收的热量Q′来表示。
式中：Q′——冷冻水吸收的热量；（KW）
CP——水的定压比热容；CP=4.19（KJ/Kg K）
TW1、TW2——冷冻水初终温度；（℃）
W—－水流量
表冷器空气侧阻力由表冷器前后端静压点测量。
h=nK
式中：n——斜管微压计读值；（m）
K——微压计常数因子；
冷冻水侧阻力由进、出水端静压点测量。
3、预加热器和再加热器加热量计算：
Q=IU/1000（KW）
式中：I——电流表读值（A）；
U——电压表读值（V）。
4、计算空气在处理过程所获热量：Q=GΔi（kw）
式中：Δi——空气处理前后焓差（kj/kg）
5、在i-d图上表示空气处理过程：
在本实验台上进行直流空调实验时，当因冷却水温度过高而引起排气压力增高至2MPa时，应停止压缩机运转，进行如下操作：拉开水箱上部中间拉板，并调整两边水槽排水孔，对水箱进行混水，使两边水位和温度趋于基本一致后，关闭拉板，再进行实验。
二、制冷压缩机性能实验
（ 一）、实验目的
1 、加深了解制冷压缩机性能原理。
2 、学习测定制冷压缩机性能的方法。
3 、通过对压缩机运行的实际操作，分析影响压缩机性能的因素。
4、了解空气换热器的传热形式。
5、熟悉并分析影响换热器性能的因素。制冷压缩机实验原理。
（ 二）、实验原理：
本实验台是采用液体载冷剂循环法来测定冷量，这种方法对中小型单级压缩机来说是比较简单有效的，实际采用较多。实验中，由于压缩机排除的制冷剂蒸汽，进入冷凝器（板式换热器Ⅰ）并全部冷凝为液体后进入储液器，从储液器出来的制冷剂液体经膨胀阀节流后，进入蒸发器（板式换热器Ⅱ），蒸发器中有液体载冷剂，汽化后的制冷剂蒸汽由蒸发器出来，被压缩机吸收，完成制冷循环。同时由于通过冷凝器后的冷却水温度上升达到接近50℃后进如换热器（表冷器），由换热器进、出水的温度计风道中空气侧的进出干球温度的测读，可计算换热器的换热量及传热系数计算。
压缩机的排气压力可通过改变冷凝器（板式换热器Ⅰ）的冷水量来改变。吸气压力可通过供给蒸发器的（板式换热器Ⅱ）的载冷剂流量来改变。
排气温度、吸气温度、过冷温度、冷凝器、蒸发器进、出口水温，换热器（表冷器）进、出口水温、空气进、出口温度，均可通过热电偶测量，转换开关切换连接，测温表读出。
（三）、操作步骤及工况调节
1、启动风机，利用风机调节门调节风量。
2、启动水泵Ⅰ、水泵Ⅱ，调节水流量使板换Ⅱ水流量在200L/h；（如实验时出现冻结则应加大水流量）。使板换Ⅰ水流量400L/h；流程如下： = 1 \* GB3 ①水泵Ⅰ板换Ⅰ流量计换热器（表冷器）水箱； = 2 \* GB3 ②水泵Ⅱ板换Ⅱ流量计水箱
3、启动压缩机，观察排气压力1.8MPa，吸气压力0.4MPa。
4、四通阀断电，制冷剂的流程如下： = 1 \* GB3 ①压缩机四通阀板换Ⅰ单向阀储液罐干燥过滤器膨胀阀板换Ⅱ四通阀压缩机
5、待工况稳定后即可进行测试。为提高测试稳定性，可每隔五分钟读一次数据，取其中三次的数据平均值作为测试结果。
6、实验完毕后关闭压缩机，10分钟后停止风机和水泵运转。
四、数据处理
1、压缩机制冷量：
式中：Q0—蒸发器换热量 ；Q0=Gs.Cp（T1-T2） （kw）
T1 、T2—蒸发器载冷剂进、出口温度 （℃）
G S —蒸发器载冷剂流量 （kg/s）
Cp —载冷剂的定压比热容 Cp =4.19（KJ/Kg K ） （kjkg
i 1—在规定吸气温度，吸气压力下制冷剂蒸汽的焓值 （kj/kg）
i 7—在规定过冷温度下节流阀前液体制冷剂的焓值（kj/kg）
i 1″—在实验条件下，离开蒸蒸发器制冷剂蒸汽的焓值（kj/kg）
i 6″—在实验条件下，节流阀前液体制冷剂的焓值（kj/kg）
V 1 —在规定吸气温度，吸气压力下制冷剂蒸气 的比容（m3/kg）
V 1′—在实际吸气温度，吸气压力下制冷剂蒸气的比容（m3/kg）2、
在教学中，小型封闭式制冷压缩机可以认为：
i1 = i7 if = i6 v1 = Q = Q0
压缩机轴功率 ：
P=UIη 1/1000(kw)
式中：U—电压表指示线电压；（V）
I —电流表指示电流；（A）
η 1 —压缩机电机效率；(0.9)
3、制冷系数 ：
4、热平衡误差：
式中：QK —冷凝器换热量；
式中： Gk— 流经冷凝器的冷却水流量 （kg/s）
CP—水的定压比热 （kJ/kg . K）
t1、t2—冷凝器进、出口水温（℃）
5、换热器性能测定
1、水的放热量： Q1=CPS·GS（T1-T2） （KW）
2、空气获热量：Q2=GKCPK·GS（t2-t1） （KW）
4、传热系数：
式中：CPS .CPK — 水的定压比热 CPS=4.19（VKJ/Kg K）
G S .GK — 分别为水和空气的流量 （Kg /s）
T1、T2 —水的进出口温度 （℃）
twW1 、t wW2 — 热媒水进出水温度 （℃）
t 1 、t 2 —空气进、出口干球温度（℃）
F —换热器Ⅰ散热面积；本实验台为2.96m2
4、换热器空气侧阻力由换热器前后端静压点测量。
H=nK
式中：n——斜管微压计读值；（m）
K——微压计常数因子；
5、热媒水侧阻力由进、出水端静压点测量。
6、分析讨论
⑴分析产生热平衡误差的原因。
⑵讨论影响制冷压缩机性能的因素。
7、绘制压缩机性能曲线。
四、设备维修与保养
1、实验结束后切断总电源。
2、在低温下存放应放净水箱、表冷器、加湿器及水管路中积水。
3、发现制冷能力下降，应适当补充工质R22。
