空调机组性能测定

1. 空调机组性能测定 指导教师 杨振耀

2. 前言 • 空调机是应用于局部空调场合的小型空调系统。它一般由制冷机、蒸发器、冷凝器、风机等几部分组成。 • 根据压缩机的特性曲线（反映制冷机的能力）和蒸发器的特性曲线（反映蒸发器的吸收负荷的能力），我们可以得知两者联合工作时的工作点。 • 对于一定结构型式的空调机，其工作点取决于冷却水量和水温决定的冷凝温度以及空气进口的湿球温度，这样蒸发温度和机器的制冷量即可得知． • 在风量一定时，空调机的制冷量通常用焓差法来加以确定。

3. 实验目的 • 通过实验学习和掌握用焓差法测定空调机的性能。

4. 实验原理 • 柜式空调机为表面式空气热湿交换设备。制冷工质通过蒸发器的金属表面与空气间进行热质交换，空气失去热量，由制冷工质通过冷凝器传递给冷却水。 • 空气通过表冷器时，可实现等湿冷却、减湿冷却等过程，这些过程是在定压下进行的。空气状态的变化以及其变化前后得热或失热可以进行计算。空气的热量为显热和潜热两部分，其总和称为空气的焓。所以，空气状态变化前后的得热或失热量即为空气状态变化前后的焓差，这就是所说的焓差法。 • 通过冷却水参数的变化，可计算出冷却水的热交换量。 • 在稳定状态下．空气侧与水侧的热量应该是平衡的。

5. 实验原理图 柜式空调机原理 1 ．制冷机 ；2 ．冷凝器； 3 ．蒸发器； 4 ．风机

6. 实验装置与仪器 柜式空调机性能实验装置系统图 1、电机；2、轴流风机； 3、加热器；4、加湿器； 5、静压箱；6、温湿度测点；7、测压环； 8、涡轮流量计；9、柜式空调机；10、整流栅； 11、喷嘴流量计 实验装置

7. 实验装置与仪器 • 实验系统主要由以下几部分组成： • 进风段：该段可将空气预处理后送入被测空调机，它包括有： ① 送风部分，由轴流风机和调节阀组成。风机由直流电机驱动，电机由可控硅调速装置调速； ② 空气预处理部分，由加热器和电加湿器组成； ③ 稳压箱，由静压箱和测压环组成； ④ 开启被测空调机的制冷机。 • 被测空调机，该段为实验段。 被测空调机的名义制冷量约为15000W，风量约为3000m3/h。 • 排风段，该段将处理过的空气经计童后排出．它包括有： ① 稳压箱，由静压箱、测压环、整流栅、流量喷嘴等组成； ② 排风部分，其组成同送风部分，只是风机的转向相反； • 冷却水系统，该部分由泵、冷却塔等组成。

8. 实验装置与仪器 • 实验用仪器包括 倾斜式微压计、喷嘴流量计、铂电阻温度计、涡轮流量变送器、数字频率计、三相功率表、空盒气压表等．

9. 实验方法 • 用本实验装置的空气预处理部分，将进入空调机的空气处理到实验要求的空气状态。 • 实验系统稳定后，测定空气处理前后的干球温度，测定空气流速，测定冷却水的进出口水温，测定冷却水量，测定空调机内风机和制冷机的电功率。 • 用焓差法计算空气侧的制冷量。用水侧状态参数计算水侧的制冷量。 • 计算空调机的热平衡偏差，对测定结果进行分析。

10. 实验步骤 • 了解实验装置中空气系统、水系统、测量系统等各部分的组成情况，熟悉主要数据的控制、调整和测定方法。 • 将有关仪器接入各自的测量部位，把控制电热器的电接点水银温度计调到实验要求的温度。 • 各部分依次投入运行： ① 打开自来水阀门，使水系统充满水后，启动冷却水泵。 ② 开启被测空调机内风机后，开启实验送排风风机。 ③ 将三组电加热器全部投入运行。电加湿器是否运行，可视实验要求而定。 ④ 开启被测空调机的制冷机。

11. 实验步骤 • 调整送排风风机的转速，使被测空调机进风口处的相对压力为零。 • 调整冷却水量，使冷凝器压力稳定在最高压力，此时冷却水进出口温差大约为 3 一 5 ℃ 。 • 实验系统运行稳定后，每隔 5min 记录一次各项数据，共连续记录 6 次，取其平均值。

12. 计算公式与数据整理 • 空气量 式中：Ga——空气量， kg / s ； C ——喷嘴流量计的系数， C = 0 . 997； Fn—— 喷嘴喉口面积（本实验装置设有两个喷嘴，喉口直径为 D=80mm)，m2； △ P ——喷嘴前后的静压差， Pa 。 • 空气侧失去热量 式中：Q1=空气失去的热量，KW。

13. 计算公式与数据整理 式中：Q a― 空气侧制冷量， kw； Ef― 被测空调机内风机的实际输入功率， kw ; ηf—风机的效率， 一般取值为ηf =0.8。 • 空气侧的制冷量 • 冷却水量 式中：Gw——喷水量，kg/s； f——频率计读数，Hz； ρw1——水温为tw1时水的密度，kg/m3； ξ——涡轮流量变送器系数，本实验装置中ξ=999.2，1/L。

14. 计算公式与数据整理 式中： Qw—水侧制冷量， kw； cpw一水在常温下的定压比热容，一般取cpw= 4 . 19 , kJ / ( kg •℃ ）； tw1一冷却水进口水温，℃； tw2一冷却水出口水温，℃ ； Ey一被测空调机内制冷机的实际输入功率， kw； ηy一制冷机效率，一般取ηy = 0.75- 0.80。 • 水侧制冷量

15. 计算公式与数据整理 • 热平衡偏差 空气侧 水侧 当计算所得热平衡偏差εa(w) ≤10 ％时，即为实验合格；否则需要改变运行参数，重新进行测定与计算。

16. 问题讨论 • 计算结果与被测空调机名牌上名义制冷量是否相同？若不相同原因何在？请加以分析说明。 • 本次实验的热平衡偏差是否合格？如果不合格，你认为应如何调整运行参数，并说明原因。