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      制冷压缩机实验台的科研化改造及应用
1 概述
上海奇冷压缩机有限公司原有的制冷压缩机实验台为制冷(热泵)循环演示试验装置,只能对制冷压缩机性能测试进行教学演示,并且只适合一种型号的压缩机,无法进行科学研究,其制冷(热泵)循环演示装置工作原理,如图1所示。该试验装置是由半封闭压缩机、换热器1、换热器2、浮子截流阀、四通换向阀及管路等组成,水系统由转子流量计及换热器内盘管等组成,设有温度、压力、电流、电压等测量仪器。制冷工质采用低压工质R12。该试验装置只能作教学演示用,在进行压缩机性能试验方面,试验装置主要存在以下问题。
 
(1)温度测量的不准确
试验装置中,采用电偶丝来测量流进、流出换热器1和换热器2的水的温度;同时,电偶丝的放置位置不合适,试验装置中把电偶丝放置在距离换热器

1和换热器2进出口很远的位置,并且放置在铜管的外表面,这样测出来的温度与水的实际温度相差很多。
 
(2)仪表的读数不够精确
试验装置中所采用的仪表的精确度很低,这对计算压缩机的功率带来很大的误差。
 
(3)与环境的热交换严重
工质所流经的铜管都裸露在外面,与外界的热交换比较严重,影响测量参数,导致测试结果不能真实。
 
2 试验装置的改进
 
随着上海奇冷压缩机有限公司对科研质量的要求越来越高,上述演示性实验装置已不能培养科研能力,实验台的改造,是为了充分利用现有的教学资源,改造后的实验台不仅要求能够演示制冷(热泵)循环系统工作原理,而且能够进行精确的热力计算。
 
(1)热电偶
原有试验装置的热电偶对冷却水的温度的测量不精确,且热电偶的位置放置不恰当,造成了很大的测量误差。考虑到循环管道散热的因素,为保证热电偶测量的精确度,采取如下措施进行改造。
 
1)更换热电偶。用螺钉式热电偶代替原来的电偶丝;
2)改变热电偶的安装位置。为确保热电偶与冷却水直接接触,在冷凝器和蒸发器的出口处钻孔,将热电偶的触头插入管内与水直接接触。
 
(2)安装保温材料
 
原来的试验装置铜管暴露在空气中,由于各个管路的散热以及与外界空气的换热,使得制冷剂蒸汽在到达蒸发器和冷凝器时温度受到很大影响,致使压缩机的制冷效率严重降低。为此,采用保温棉将各个管路以及蒸发器和冷凝器的表面包住,防止与环境进行热交换。
 
(3)压缩机安装方式
原有试验装置中,压缩机与铜管焊接在一起,每次更换压缩机都要重新进行焊接处理,这给试验带来了很大的麻烦。改造后,我们将压缩机通过截流阀与铜管连接,既能保证更换压缩机方便,还可以控制管道内制冷剂的流量。改进后的安装方式如图2所示。
 
3 压缩机的性能试验
为了验证改造后实验台的精确度,上海奇冷压缩机有限公司在试验装置改造前后,针对同一台压缩机和改造的压缩机在同一工况下进行了性能测试。同时,在改造后的装置上进行了压缩机的优化设计后的性能测试,测试的结果通过计算后得到的曲线如图3和图4所示。


从图3和图4可以看出,改造后的试验装置所测出来的压缩机的性能系数一制冷系数相对原有试验台有了很大的提高,接近于压缩机的理论制冷系数。试验表明:其制冷系数随着阀板厚度的减小逐渐增加,通过改变制冷压缩机的余隙容积可以提高压缩机的制冷系数。


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