制冷循环实验
实验6 蒸汽压缩制冷
实验6 蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验一、实验目的1. 了解蒸汽压缩制冷（热泵）装置。
学习运行操作的基本知识。
2. 测定制冷剂的制冷系数。
掌握热工测量的基本技能。
3. 分析制冷剂的能量平衡。
二、实验任务1. 测定水冷式单级蒸汽压缩制冷系统的制冷系数。
2. 了解壳管式换热器的性能，节流阀的调节方法和性能。
3. 了解热泵循环系统的流程和制热系数的概念。
三、实验原理该系统是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，制冷机的作用是从低温物体中取出热量、并将它传给周围介质。
热力学第二定律指出：“不可能使热量由低温物体传向高温物体而不引起其他的变化”。
本实验用制冷装置，需要消耗机械功。
用工质进行制冷循环，从而获得低温。
蒸汽压缩制冷循环的经济性可用制冷系数ε来评价。
鉴于实际设备存在的各种实际损失，故ε值可分为“理论制冷系数”和“实际制冷系数”。
图6-1 蒸汽压缩制冷循环1. 理论制冷系数图6-1为蒸汽压缩制冷循环的T-S图。
1-2未压缩过程，2-3-4为制冷剂冷凝过程，4-5为节流过程，5-1为吸热蒸发。
理论制冷系数ε为理论制冷量q2和理论功w之比：ε= q2/w = ( h1-h4) / (h2-h1)2. 实际制冷系数实际制冷系数是指制冷机有效制冷能力Q0与实际消耗的电功率N之比：εγ= Q0/N =εηｉηｍηｄηｍ０式中ηｉ为压缩机的指示效率，ηｍ为压缩机的机械效率；ηｄ为传动装置效率；ηｍ０为电机效率。
实际制冷系数约为理论制冷系数的1/2～2/33.工作原理1）工作过程单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。
它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。
制冷系统的基本原理液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。
实验10小型制冷装置制冷功率和制冷效率的测量.doc
实验10 小型制冷装置制冷功率和制冷效率的测量制冷的方法有许多种，其中液气集态变化应用最广泛。
目前我国空调制冷、家用制冷以及冷冻库房制冷主要采用蒸汽压缩式，它是一种液体汽化制冷。
本实验是用简便的方法测定蒸汽压缩式制冷机的主要性能指标——制冷系数和制冷效率。
实验目的1．了解压缩式制冷机的基本结构和工作原理，利用加热补偿法测量不同温度下小型制冷机模拟系统的制冷功率。
2．通过对制冷系统压缩机排气口和回气口温度及压力的测量估测制冷效率。
3．通过以上测量学习和掌握对不同制冷剂及不同灌注量的制冷剂对制冷功率与效率的影响进行研究的原理与方法。
实验原理1、制冷原理制冷的方法很多常见的有液体汽化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷等。
其中液体汽化制冷的应用最为广泛，它是利用液体汽化时的吸热效应实现制冷的。
蒸汽压缩式、吸收式、蒸汽喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷。
其制冷循环的共同点是都由制冷剂汽化、蒸汽升压、高压蒸汽液化和高压液体降压四个过程组成。
图6-10-1为单级蒸汽式压缩制冷系统。
它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成一密闭循环系统。
系统内有一定量的制冷剂工质。
制冷循环由工质的压缩、冷凝节流和蒸发四个过程组成。
压缩机启动后，不断抽走低压饱和蒸汽，将它压缩成高压气体排出，此过程（1→2）需要消耗能量；经压缩机压缩的高温高压气体在冷凝器被常温介质（通常是空气或水）冷却，凝结成高压液体，此过程（2→3）气体工质向环境介质放热。
高压液体经节流阀节流成低压低温的湿蒸汽，此过程（3→4）工质的焓不变。
低压湿蒸汽在蒸发器中吸收被冷却空间的热不断汽化，从而使被冷却空间中的物质冷却，因此过程（4→1）产生制冷效应。
湿蒸汽在蒸发器中气化，感度不断增加，出 蒸发器后成为干饱和蒸汽，然后再被压缩机抽走。
如此周而复始循环。
制冷循环可以在压焓图上进行简化了的分析（见图6-10-1中的压焓图），虽然这种分析与实际循环有一定的偏离，但是可以作为实际循环的基础进行修正。
制冷热泵循环演示实验报告思考题
制冷热泵循环演示实验报告思考题1. 介绍在本次实验中，我们将通过制冷热泵循环演示实验，深入探究制冷热泵的原理和工作过程。
通过本次实验，我们可以了解制冷热泵的工作原理，熟悉其循环过程，以及如何通过调节不同参数来实现制冷或制热。
2. 实验设备和材料•制冷热泵实验装置•温度计•压力计•温度控制器•加热器•制冷剂3. 实验步骤和过程3.1 准备工作1.将制冷热泵实验装置接通电源，等待系统启动。
2.检查并确保各设备连接正常，确保加热器和制冷剂供应正常。
3.2 制冷过程1.打开制冷热泵实验装置的制冷模式开关，启动制冷过程。
2.观察温度计和压力计的读数，并记录下来。
3.通过调节温度控制器，控制加热器的温度，观察制冷剂的变化情况。
3.3 制热过程1.关闭制冷模式开关，打开制热模式开关，启动制热过程。
2.观察温度计和压力计的读数，并记录下来。
3.通过调节温度控制器，控制加热器的温度，观察制冷剂的变化情况。
3.4 实验数据记录根据实验的过程和观察到的数据，我们将实验数据进行记录，并整理成表格或图表的形式，以便后续分析和讨论。
记录的数据包括温度计和压力计的读数，以及加热器温度的调节情况等。
4. 实验结果分析根据实验数据记录，我们对实验结果进行分析和讨论，并得出以下结论：4.1 制冷过程在制冷过程中，我们观察到温度计的读数逐渐下降，压力计的读数逐渐增加。
当加热器的温度较低时，制冷剂吸收了我们要冷却的物体的热量，从而实现了制冷效果。
随着加热器温度的增加，温度计的读数逐渐稳定在一个较低的数值，表示达到了制冷的效果。
4.2 制热过程在制热过程中，我们观察到温度计的读数逐渐上升，压力计的读数逐渐减小。
当加热器的温度较高时，制冷剂释放了一部分热量，从而实现了制热效果。
随着加热器温度的增加，温度计的读数逐渐稳定在一个较高的数值，表示达到了制热的效果。
4.3 参数调节对制冷热泵性能的影响我们还观察到，在实验过程中，通过调节加热器的温度，可以实现不同的制冷或制热效果。
实验4-制冷机性能实验
制冷机性能实验台一、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等湿处理：用表冷器降低空气温度但高于空气露点温度。
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）。
蒸汽压缩实验共24页文档
三、制冷循环
• 1．理想制冷循环 • 理想制冷循环是不考虑在循环过程中的各种不可逆因
素，即在压缩机压缩过程不考虑摩擦等不可逆因素， 认为压缩过程是可逆的，所以是等熵压缩。在冷凝过 程不考虑冷凝器内部流动阻力损失，即冷凝过程是等 压过程，在膨胀过程可以用膨胀机，若忽略了膨胀机 的不可逆因素，膨胀是等熵的。在蒸发过程如果不考 虑蒸发器中的压力损失，则整个过程为等压过程。
• （1）压缩机：压缩机是整个制冷系统的心脏。其作用是消耗电 能来提高制冷剂的压力和温度。
• （2）油分器：作用是把冷冻油和制冷剂F22蒸汽分离开来。制 冷剂在从压缩机出来时带有一定量的冷冻油。如果冷冻油过多地 进入冷凝器，会在冷凝器内表面形成一个油膜，该油膜会阻止制 冷剂的散热，不利于制冷剂的冷却。
• （2）冷凝过程。压缩后的过热蒸汽在冷凝器中准等压 冷却，冷凝成饱和液体，又进一步冷却成为过冷液体。
• （3）节流膨胀过程。冷凝后的制冷剂在节流阀中绝热 膨胀、压力、温度同时降低，并有部分液体汽化，膨 胀前后焓值相等。
• （4）制冷剂蒸发产生冷量过程。两相状态的制冷剂在 蒸发器中准等压汽化、吸收热量、直至完全变成干饱 和蒸汽或过热蒸汽再进入压缩机，从而完成循环。
蒸汽压缩实验
蒸汽压缩制冷循环装置测试实 验
.
一、实验目的
• 1. 了解制冷装置的主要部件及其功能，加深制冷 循环感性认识。
• 2. 了解实际制冷循环与理论制冷循环的差异。 • 3. 加深对节流及各循环的状态变化的认识。 • 4. 了解在不同的蒸发温度下（冷凝温度不变）制
冷系数、制冷量的变化。 • 5. 掌握制冷参数的测定，进行制冷循环的热力计
• 5. 观察F22流动情况
• 从视液镜可以看到制冷剂F22的流动情况，特别是在压缩机启动 和停止时更明显。
制冷实验计算结果
1、制冷量制冷系统的制冷量也就是给蒸发器所输入的热量Q e（1）Q e = W o (W)Q eⅠ=m r×（h6－h5）×103 (W)m r=V r/ v／4 v／4 通过制冷剂流量计的液体比容测试中制冷量应以Q o为准。
2、排热量（1）若将制冷系统热泵时冷凝器的排热量就是热泵的供热量。
对于水冷式冷凝器来说就是排给冷却水的热量Q k。
Q k =m w×CP w（t8－t7）(W) (3)m w 冷凝器冷却水流率（kg/s）CP w 比热取4180J/(kg.k)（2）若将热泵系统如上述作同样的简化及忽略，利用图2也可算出热泵的供热量Q kⅠQ kⅠ=m r×（h2－h3）×103 (W) (4)同样测试中，供热量应以Q k为准。
试就表1的实验数据及表2的实验结果分析一下蒸发温度对制冷系统制冷量、冷凝器的排热量、压缩排气温度、单位容积制冷量的影响。
制冷系统的特性系数(COEFFICIENT OF PERFORMANCE 以下简称cop)制冷系统的cop有如下几种：1）按电动机输入功率计算COP el = Q e/ P el (5)式中P el －电机输入功率W2) 按电动机轴功率P s计算COP s = Q e/ P s (6)式中P s －电机机轴功率W3) 按指示功率计算COP i = Q e / P i (7)式中P i －压缩机指示功率WP i=P s－P f W (8)P f－压缩机及皮带传动中所消耗的摩擦功率。
关闭压缩机的吸气截止阀，使压缩机的气量为零时，即可测出P f(75W) 4）按等熵压缩的理论循环计算COP th= (h6－h5)/( (h2s－h4) (9)式中h2s 图2点上沿等熵绝热压缩到p k压力，压缩终了状态点2s的比焓5 按相同工作温度范围内的逆卡诺循环计算COP car = T o / ( T k－T o ) (10)式中T o－273+ t oT k－273+ t k一、制冷系统的效率1、压缩机的电动机效率ηmel = P s/ P el (11)2、压缩机及皮带传动的机械效率ηmoh = P i/ P s (12)3、压缩机的容积效率ηvol = V1/ V t (13)V1 压缩机的实际吸气量V t 压缩机的理论吸气量Theoretical 理论上的V1 = m a×vⅡ1 m3/s (14)vⅡ1 压缩机的吸气比容m3/kgm a (a:actual,实际的) 通过蒸发器的制冷剂流量（由电加热量计算得到）m a= Q e /(h6－h5)V t = 43.1×10-6×642/60=461.17×10-6m3/s压缩机排量43.1 ml/rev，压缩机的转速642rpm表1 制冷实验仪实验记录表回热循环注：P o 和P k均指绝对压力，它们均为压力表读数+大气压力表2 制冷实验仪实验结果回热循环数据（根据表1在压焓图上查得及计算）回热循环计算结果试就表1的实验数据及表2的实验结果分析一下蒸发温度对制冷系统制冷量、冷凝器的排热量、压缩排气温度、单位容积制冷量的影响。
《工程热力学》第十一章制冷循环
粘度
粘度小的制冷剂流动性好，有 利于传热。
密度
密度决定了制冷剂在相同体积 下的质量，密度越大，质量越
大，制冷效果越好。
制冷剂的热力学特性
压缩系数
压缩系数决定了制冷剂在压缩过 程中的体积变化，压缩系数越小，
体积变化越小，有利于提高制冷 效率。
热导率
热导率决定了制冷剂的传热效率， 热导率越大，传热效率越高。
制冷剂在蒸发器中蒸发成气体后被压缩机吸入，再次压缩，完成一个循环。
压缩式制冷循环的主要设备
压缩机
用于压缩制冷剂，提高 其压力和温度。
冷凝器
用于将高温高压的制冷 剂冷却成液体，释放出
潜热。
膨胀阀
用于将高压的液态制冷 剂减压至适合蒸发吸热
的低压状态。
蒸发器
用于使液态制冷化
未来的制冷系统将更加注重多功能化，除了温度调节外， 还将具备湿度控制、空气净化等功能，提高室内环境的舒 适度和健康性。
高效化
随着能源价格的上涨和节能减排的需求，制冷循环将更加 注重能效提升，采用先进的节能技术和优化算法，降低运 行成本和提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中的溶解特性，通过制冷剂在溶液中 的蒸发和冷凝，实现制冷效果。
吸收式制冷循环中，常用的制冷剂有氨和水、溴化锂和水的混合溶液等， 这些制冷剂在吸收剂的作用下被吸收，再通过加热解吸，释放出冷量。
吸收式制冷循环的工作原理基于热力学第二定律，通过消耗热能实现制 冷效果，相比压缩式制冷循环，具有更高的能效比。
强化换热器设计
优化换热器的结构和设计，提高换热 效率。
引入智能控制技术
利用先进的控制算法和传感器技术， 实现制冷系统的智能控制，提高运行 效率。
制冷工作原理实验报告
制冷工作原理实验报告
制冷技术在现代社会中扮演着重要的角色，无论是家用空调、冰箱，还是工业生产中的冷冻设备，都需要涉及制冷原理。
为了更好地了解
制冷工作原理，我们进行了以下实验。
实验目的：
本实验旨在通过实际操作，观察和验证制冷系统的工作原理，掌握
制冷技术相关知识。
实验器材：
1. 制冷实验箱
2. 温度计
3. 压力表
4. 制冷剂
实验步骤：
1. 打开制冷实验箱，将温度计置于箱内并记录初始温度。
2. 通过控制制冷实验箱的设置，调节制冷系统的工作状态。
3. 观察和记录制冷实验箱内温度的变化，以及压力表的显示情况。
实验结果：
经过一段时间的实验操作，我们得出以下结论：
1. 初始温度下，制冷实验箱内的温度开始逐渐下降，同时压力表显示制冷系统内的压力随之变化。
2. 随着制冷系统的运转，制冷实验箱内的温度最终稳定在设定的制冷温度值附近。
3. 实验过程中观察到，制冷剂在制冷系统内循环流动，起到吸热和放热的作用。
实验结论：
通过本次实验，我们深入了解了制冷工作原理，制冷系统的运行主要依靠制冷剂的循环，通过吸收热量使室内温度降低，从而实现制冷效果。
同时，压力的变化也是制冷过程中重要的参考指标，能够反映出制冷系统内部的工作状态。
总结：
制冷技术在日常生活和工业生产中发挥着重要的作用，通过实验我们更加直观地了解了制冷工作原理。
希望今后能够进一步学习和掌握相关的制冷技术知识，为实际应用提供帮助。
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实验五制冷循环实验
一、实验目的
1. 演示制冷循环系统的工作原理，观察制冷工质的蒸发、冷凝过程和现象；
2. 熟悉制冷循环系统的操作和调节方法，通过进出水温的变化可观测制冷效果。
二、制冷循环的基本原理
制冷（热泵）循环是一种逆向循环，其目的在于将低温物体（热源）的热量转移到高温物体（热源）中去。
根据Clausius关于热力学第二定律的叙述，要实现热量由低温物体向高温物体的迁移，外界必须向系统提供机械能或者热能。
制冷循环与热泵循环从原理上讲是完全相同的，区别在于工程应用中侧重点不同。
制冷循环的主要目的是从低温物体（热源）取走热量，以维持低温；而热泵循环的主要目的是不断向高温物体（热源）输送热量，以维持高温。
因此工程实际中制冷机和热泵在设计和制造上有一定区别。
在工业、生活等领域中，时常需要底于大气环境的温度，而且需要在一定时间内保持这一低温。
为了获得保持这一低温环境，必须设法不断地自低温环境提取热量排至大气环境，这就是需要制冷装置。
根据热力学第二定律，为了将热量自低温环境传至大气环境，必须消耗能量，通过消耗的能量是机械功或热能。
蒸气压缩式制冷循环装置就是通过消耗机械功来获取并保持低温的。
三、实验装置
本装置由压缩机、盘管蒸发器、盘管冷凝器。
不锈钢冷却水箱；循环水泵，玻璃转子流量计，调节阀门组，测试系统由8路万能信号输入显示巡检仪、PT100热电偶组成。
T1-蒸发温度；T2-蒸发器出口水温；T3-蒸发器进口水温；T4-冷凝器出口水温；T5冷凝温度；T6-冷凝器进口水温。
换热器：由于水系统在运行换热器已充满水，若水泵不运行，在作为蒸发器时会冻坏换热器，作为冷凝器时会使冷凝压力过高，影响系统的正常运行。
所以在运行前和运行中一定要确保水是流动的。
2
3
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8T 1T 310T 6
946
11毛细节流管1T 5T 4T 2
1、循环水泵
2、水箱
3、5、水流量计
4、6、流量调节阀7、冷凝器8、蒸发器
9、10、排空阀11、压缩机
吸气排气
四、操作步骤
1. 把水箱里加满水，插上电源，检查各结构件和热电偶的连接是否正常；
2. 开启水泵，打开连接演示装置的供水阀门，利用浮子流量计阀门适当调节蒸发器、冷凝器水流量；
3. 开启制冷压缩机，观察工质冷凝、蒸发过程及其现象；
4. 待系统运行稳定后，即可记录冷凝压力、蒸发压力、冷凝器和蒸发器的进、出口温度以及水流量等参数。
五、实验注意事项
1. 为确保安全，切忌冷凝器不通水或无人看管情况下长时间运行；
2. 实验结束后，首先关闭压缩机，过5分钟后再关闭供水阀门；
变频压缩机制冷循环实验
一、实验目的
1. 演示制冷循环系统的工作原理，观察制冷工质的蒸发、冷凝过程和现象；
2. 熟悉制冷循环系统的操作和调节方法，通过进出水温的变化可观测制冷效果。
二、制冷循环的基本原理
制冷（热泵）循环是一种逆向循环，其目的在于将低温物体（热源）的热量转移到高温物体（热源）中去。
根据Clausius关于热力学第二定律的叙述，要实现热量由低温物体向高温物体的迁移，外界必须向系统提供机械能或者热能。
制冷循环与热泵循环从原理上讲是完全相同的，区别在于工程应用中侧重点不同。
制冷循环的主要目的是从低温物体（热源）取走热量，以维持低温；而热泵循环的主要目的是不断向高温物体（热源）输送热量，以维持高温。
因此工程实际中制冷机和热泵在设计和制造上有一定区别。
在工业、生活等领域中，时常需要底于大气环境的温度，而且需要在一定时间内保持这一低温。
为了获得保持这一低温环境，必须设法不断地自低温环境提取热量排至大气环境，这就是需要制冷装置。
根据热力学第二定律，为了将热量自低温环境传至大气环境，必须消耗能量，通过消耗的能量是机械功或热能。
蒸气压缩式制冷循环装置就是通过消耗机械功来获取并保持低温的。
三、实验装置
本装置由变频压缩机、变频器、风冷换热器、盘管冷凝器。
不锈钢冷却水箱；循环水泵，玻璃转子流量计，调节阀门组，测试系统由8路万能信号输入显示巡检仪、PT100热电偶组成。
T1-蒸发器出口水温；T2-蒸发器进口水温；T3冷凝温度；T4-冷凝器出口水温；T5-冷凝器进口水温。
（一）本装置开机及运行时需要特别控制两个方面：
1. 冷凝器：由于水系统在运行制冷换热器已充满水，若水泵不运行，在运行时会冻坏换热器，所以在运行前和运行中一定要确保水是流动的。
2.变频器：本装置对压缩机加了变频器，用以改变制冷量。
为了保证压缩机的安全运行，在启动压缩机时应全频启动，然后再改变频率。
但压缩机的运行频率不应低于30Hz，以免过低频率运行影响压缩机的润滑系统，损坏压缩机。
12
3
7
T 44吸气排气
毛细节流管56
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T 2T 1
T 3T 5
1、循环水泵
2、水箱
3、水流量计
4、流量调节阀
5、排空阀
6、风冷蒸发器
7、冷凝器
8、变频压缩机
四、操作步骤
1. 把水箱里加满水，插上电源，检查各结构件和热电偶的连接是否正常；
2. 开启水泵，打开连接演示装置的供水阀门，利用浮子流量计阀门适当调节蒸发器、冷凝器水流量；
3. 开启制冷压缩机，观察工质冷凝、蒸发过程及其现象；虑到压缩机的安全运行，再开机时应使其频率达到正常值50Hz ，然后再进行变频调节，变频器调节最小不低于30Hz
4. 待系统运行稳定后，即可记录冷凝压力、蒸发压力、冷凝器和蒸发器的进、出口温度以及水流量等参数。
五、实验注意事项
1. 为确保安全，切忌冷凝器不通水或无人看管情况下长时间运行；
2. 实验结束后，首先关闭压缩机，过5分钟后再关闭供水阀门和风机；。