带冷凝热回收的蒸气压缩式制冷循环多功能教学实验台制造技术

一种带冷凝热回收的蒸气压缩式制冷循环多功能教学实验台，主要包括压缩机、冷凝热回收水箱、逆流套管式水冷冷凝器、可变色视液镜、储液器、干燥过滤器、电磁阀、热力膨胀阀、冷却水型蒸发器、压力调节阀、毛细管、冷却空气型蒸发器，并设有温度、压力、流量及功率检测。开关按钮与功率调节按钮集中安装在实验台面板上。可实现部分冷凝热回收，可模拟冷水机组和电冰箱的工作状况，可实现变工况制冷循环。具有针对性强，集成性高，功能完善，操作方便，新型适用等特点，可进行多项包括设计性、研究性及综合性的三性实验教学。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 本技术涉及一种制冷专业教学的实验台。目前，蒸气压缩式制冷是应用最广的制冷方式。我国高、中等教育中涵盖制冷课程的相关专业，在制订制冷课程的教学大纲时，大多以蒸气压缩式制冷为教学重点。蒸气压缩式制冷循环作为压缩式制冷的理论基础，要求学生深刻理解和牢固掌握。然而实践表明，学生对此教学内容普遍感到比较抽象，理论与实践严重脱节。本技术的目的在于为高、中等教育涵盖制冷课程的相关专业提供一台以蒸气压缩式制冷循环为基本实验内容并能开展制冷冷凝热回收研究的集“综合性、设计性、研究性”为一体的多功能专业教学实验台。本技术由安装在实验台上的蒸汽压缩式制冷循环系统、实验参数检测系统及电源电路与控制系统三大部分组成。下面对各部分分别进行说明蒸汽压缩式制冷循环系统由依次连接的制冷压缩机、分流三通I、与分流三通I的A出口连接的切换阀I以及与切换阀连接的冷凝热回收水箱、与分流三通I的B出口连接的盘通阀、合流三通I、与合流三通I出口连接的逆流套管式水冷冷凝器、可变色视液镜、储液器、干燥过滤器、电磁阀、分流三通II、与分流三通II的A出口连接的切换阀II以及与切换阀II连接的热力膨胀阀、与热力膨胀阀连接的冷却水型蒸发器、与冷却水型蒸发器连接的压力调节阀、与分流三通II的B出口连接的切换阀III以及与切换阀III连接的毛细管、与毛细管连接的冷却空气型蒸发器以及合流三通II构成。合流三通II的出口与压缩机的吸气管相连。冷凝热回收水箱外贴保温板隔热，制冷剂管道弯成螺旋盘管平置于水箱中，箱中盛水覆盖螺旋盘管顶部，过热的制冷剂蒸气流经螺旋盘管时加热箱中的水，从而实现冷凝热的部分回收。操作切换阀I和盘通阀，可进行回收冷凝热与不回收冷凝热的对比实验研究。制冷剂在逆流套管式水冷冷凝器的内管流动，冷却水在内外管构成的环形通道内流动。视液镜可用来观察从冷凝器流出的制冷剂是否完全冷凝。选择具有变色功能的视液镜，通过观察视液镜的颜色可判断制冷剂中的水分含量。冷却水型蒸发器采用热力膨胀阀作节流装置，设计蒸发温度为5℃，可模拟冷水机组的工作状况；冷却空气型蒸发器采用毛细管作节流装置，设计蒸发温度为-18℃，可模拟电冰箱的工作状况。冷却水型蒸发器和冷却空气型蒸发器的箱体均外贴保温板进行隔热。冷却水型蒸发器型式为管片式，由紫铜管和翅片组成，紫铜管弯曲成蛇形管。蒸发器管沿箱体内壁四周布置。为防止翅片间结冰，翅片不宜过密。为使蒸发器水箱中的水温均匀，设置一带调速功能的搅拌装置。为模拟空调用冷水机组的工作，在实验台上安装一个小型风机盘管，通过水泵将冷却水型蒸发器中产生的冷水输送到风机盘管，通过风机盘管向环境散失冷量。通过风机盘管后的回水从冷却水型蒸发器上侧进入箱体中。冷却空气型蒸发器型式为带翅片的蛇形盘管，盘管为紫铜管。蒸发器盘管布置在箱体中心位置，其与箱体接触处都密封。在箱体两侧各开一个进、出风口，用保温风管连接。在靠近出风口侧的风管上安装一台风机。为提供实验所需的热负荷，在靠近风管进口处的风道中设置一个功率可调的电加热丝网。为便于排放凝结水，箱体底部有微小坡度，且在最低处设置一放水阀。通过操作切换阀II和切换阀III，可实现冷却水型蒸发器和冷却空气型蒸发器的单独或同时工作。冷却水型蒸发器和冷却空气型蒸发器同时工作时，由于两个蒸发器的工作压力不同，为避免系统出现震荡，在冷却水型蒸发器出口管路上设置压力调节阀。本技术的参数检测系统包括温度检测、压力检测、流量检测和功率检测。在制冷循环的管路系统中，分别在压缩机、冷凝热回收水箱、逆流套管式水冷冷凝器、冷却水型蒸发器、冷却空气型蒸发器的进、出口制冷剂管道上设置一个测温点，共10个测温点；分别在压缩机的进口与出口、逆流套管式水冷冷凝器的进口与出口、分流三通II的进口前、冷却空气型蒸发器的出口以及冷却水型蒸发器出口与压力调节阀进口之间的制冷剂管道上设置一个测压点，共7个测压点。为了较准确地测试冷凝热回收水箱的热回收量以及冷却水型蒸发器和冷却空气型蒸发器的制冷量，在冷凝热回收水箱、冷却水型蒸发器以及冷却空气型蒸发器盘管两端的箱体内不同位置处分别布置3个测温点；为检测逆流套管式水冷冷凝器释放的冷凝热，在冷却水的进、出口处分别设置1个测温点；为检测风机盘管的散冷量，在风机盘管的进、出口处分别设置1个测温点；另外还在实验台的合适位置处布置1个环境温度检测点。流量检测为逆流套管式水冷冷凝器的冷却水流量、风机盘管的冷水流量和冷却空气型蒸发器内流动的风量。功率检测为压缩机瞬时消耗功率和累积消耗功率。为保护压缩机，本技术设有过热保护、过载保护以及高、低压保护。为便于实验操作，压缩机、风机盘管、搅拌装置、电热丝网及风机的开关按钮或功率调节按钮均集中安装在实验台面板上。为计时需要，在实验台面板上安装一块可读秒的时钟。本技术包含了典型的蒸气压缩式制冷系统，且构成系统的各部件都安装在便于观察的位置，可为蒸气压缩式制冷的理论教学提供很好的实物支持，并进行演示性实验。本技术可让学生通过实验掌握蒸气压缩式制冷循环从开启到稳定的动态变化过程中各主要参数的变化规律，掌握判断制冷剂添加量是否合适的方法，掌握添加制冷剂的相关操作，提高学生动手和实际应用能力。本技术通过测试相关测点的温度值和压力值，可绘制出蒸气压缩式制冷循环的压焓图，明晰制冷剂蒸气在压缩、冷凝、节流及蒸发四大基本过程中所发生的状态变化，判断制冷剂在制冷循环不同部位处所处的状态，如过热、饱和、过冷等，并可通过实验求出蒸气压缩式制冷循环的各特性指标，如单位质量制冷量，单位比容制冷量，比功，容积比功，单位冷凝热负荷，压力比，制冷循环的性能系数及热力完善度等。该实验内容综合了蒸气压缩式制冷循环的理论教学内容，让学生能够很好地理论联系实践，加深对理论知识的认知和理解。本技术可进行实际蒸气压缩式制冷循环制冷量和制冷系数的测试，包括动态测试和静态测试。利用热平衡原理，可求出蒸气压缩式制冷循环的制冷剂质量流量。利用冷却空气型蒸发器可进行结霜和化霜的实验研究。利用冷却水型蒸发器可进行结冰过程的实验研究。这些实验内容实用性强，可进一步激发学生的学习兴趣，开阔学生的专业视野。本技术可开展蒸气压缩式制冷循环相关影响因素的实验研究。通过改变冷却水的流量或温度，可获得不同的冷凝温度、冷凝压力和制冷剂过冷度；通过切换冷却水型蒸发器和冷却空气型蒸发器，可实现两个不同的蒸发温度；对冷却水型蒸发器来说，通过改变风机盘管的转速或冷水流量，对冷却空气型蒸发器来说，通过改变电热丝网的加热功率和箱体内的初始温度，可获得不同的蒸发温度；通过改变压缩机吸气管段的保温状况，可获得不同的压缩机吸气过热度；通过改变切换阀I及压力调节阀的开度，可改变压缩机排气管、压缩机吸气管的压力损失。本技术还可操作切换阀I和盘通阀，可实现回收部分冷凝热和不回收冷凝热的对比实验研究。进行冷凝热回收实验时，可进行不同制冷循环工况的对比实验。本技术以蒸气压缩式制冷循环的工作原理、基本过程、影响因素及性能系数等为主要实验内容，并可开展冷凝热回收的探索性实验，具有针对性强，集成性高，功能完善，操作方便的特点。附图说明图1是本技术实施例制冷系统的原理图；图2是其冷凝热回收水箱的结构示意图；图3是其冷却水型蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带冷凝热回收的蒸气压缩式制冷循环教学实验台，其特征在于：由蒸汽压缩式制冷循环系统、实验参数检测系统及电源电路与控制系统三大部分组成，蒸气压缩式制冷循环系统由依次连接的制冷压缩机、分流三通Ⅰ、与分流三通Ⅰ的Ａ出口连接的切换阀Ⅰ以及与切换阀连接的冷凝热回收水箱、与分流三通Ⅰ的Ｂ出口连接的盘通阀、合流三通Ⅰ、与合流三通Ⅰ出口连接的水冷冷凝器、可变色视液镜、储液器、干燥过滤器、电磁阀、分流三通Ⅱ、与分流三通Ⅱ的Ａ出口连接的切换阀Ⅱ以及与切换阀Ⅱ连接的热力膨胀阀、与热力膨胀阀连接的冷却水型蒸发器、与冷却水型蒸发器连接的压力调节阀、与分流三通Ⅱ的Ｂ出口连接的切换阀Ⅲ以及与切换阀Ⅲ连接的毛细管、与毛细管连接的冷却空气型蒸发器以及合流三通Ⅱ构成；实验参数检测系统由温度检测、压力检测、流量检测和功率检测构成；电源电路与控制系统有压缩机过热保护、过载保护及高、低压保护；压缩机、风机盘管、搅拌装置、电热丝网及风机的开关按钮与功率调节按钮集中安装在实验台面板上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭好义，周孑民，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]