制冷/热泵循环演示测量装置

YUY-RB2制冷/热泵循环演示测量装置

一、概述：
1、根据制冷空调自动化及机电一体化》、《空气调节技术与运用》等课程的教学与实训。从教学实验的要求的角度出发，以工程化的设计理念完整的实现了空调全空气调节系统的工作过程。
2、综合性；采用的演示和实际二种制冷系统在同一台实验台上完整的完成不同制冷系统工况演示和实验。
3、工程化；整套控制系统大部分采用工业现场实际应用部件.
4、开放性；装置采用透明化，开放性设计，学生能够清晰的了解整个系统工作原理
5、安全保护；装置设有强电漏电系统装置
6、带视窗的换热器。系统中的蒸发器/冷凝器上开个一个小窗口，窗口上安装有玻璃，玻璃可耐压2MP的压力，可直接观察到制冷剂的蒸发和冷凝现象，并通过进出水温的变化可观测制冷效果。
7、同时系统配置了一套真实的板式热器。可利用16个电磁阀门自动切换水路。汽路，可满补带视窗热器在本装置中的换热效果不好的能效对比.
8、原理图：
原理图流程图
三、技术性能
1.输入电源：单相三线～220V±10%50Hz
2.工作环境：温度-10℃～+40℃，相对湿度＜85%(25℃)，海拔＜4000m
3.装置容量：3.5kVA
4.制冷剂：134A
5.制热量：1.5kW(约)
6.重量：200kg(约)
7.主机外形尺寸（大约）：190cm×800cm×1500cm(约)
1)、主体板采用板工艺金结构,4040方钢焊接成的主支撑架：颜色为：蓝色、两侧的封板为活动结构，颜色为：白色。设计有排水口，补水口，通风孔。补水口接上自来水可动补水，不用手动操作。
2)、设备正面下方：设计有2对门，颜色：白色,后面：有4对门，颜色：白色，打开门可直观展现整机系统的原理。
3)、面板上开有大小合适的观察孔，装有机玻璃，通过有机玻璃可以观察到系统中的压缩机、冷凝器1、蒸发器1,冷凝器2、蒸发器2、其结构。
4)、视液镜、毛细管、膨胀阀、高压表、低压表，压力保护器分别布置在面板上，如图:
5)、整机装置安装有6个轮子，可移动，其中一个可固定刹车。
面板开孔图1800*900MM
主机结构图1900*800*1500MM
后面结构图左右结构图
8、控制柜：700cm×600cm×1600cm(约)采用蓝色框架结构，白色为搭配色，前后开门，方便实训操作，前门采用玻璃装饰，美观大方
1)、面板上部：铁质面板，彩色喷，嵌入有电流表，电压表，指示灯，漏电开关，保险，电气控制按钮。
2)、面板下部：下部为网孔板设计,实验装置上的所有传感器的电源、控制信号、输入信号、输出信号，都引到面板的接线端子上，套管上有明确中文标识，电压、方便二次开发。
9、安全保护：具有漏电压、漏电流过流保护装置，安全符合国家标准
控制柜面板1550*650MM
四、主要配置与特点：
由操作台主要由：制冷系统、温度测试、流量测量系统、电流电压检测、加热系统、温度控制系统、电子控制系统、软件控制、动画学演示等组成。设备配置三套制冷系统工：一套冷水机、一套板式换热制冷系统和一套带视窗功能蒸发器/冷凝器的制冷系统。
1、设备控制台：
设备操作台采用4040板金工艺结构，下层安装循两个循环环水箱，上层安装制冷系统，造型新颖，操作台右边为电气系统控制柜，设有电源控制及测量仪表功能板,可直观展示制冷系统结构；底部装有四个带刹车的万向轮，便于移动和固定。
2、交流控制单元
单相三线220V交流电源供电，经漏电流保护器控制总电源，动作电流30mA
3、制冷系统:
由1P空调压缩机、冷凝器、视液镜、干燥过滤器、手动节流阀、蒸发器；制冷剂：134a，
4、冷却循环水、冷冻循环水系统
1)冷却循环水、冷冻循环水:分别由2套电磁涡轮流量计、控制阀门、循环水泵组成，为制冷提供冷却、冷媒水的循环。水泵采用CP-128CM/220V冷水机用冷热水循环增压离心泵,200W耐高温水泵流量1吨，扬程9米
2)水流量控制：由于制冷系统小，较大的水流量在实际数据计算中误差较大，和便于在各种流量中计算和观察设备的制冷/热泵效果，在触摸屏上可以手动给定电动比例积分调节阀的开度，来调节冷却水，冷冻水的流量(给定范围10-100)，方便实验。
5、温度测量系统：
由多路数据采集模块和12个高精PT100传感器组成，可以测定、吸气温度、排气温度、入口温度、室内环境温度、蒸发器温度，冷凝器冷凝温度、冷凝器进水温度、冷凝器出水温度、蒸发器进水温度、蒸发出水温度,
6、采用电流型压力变送器：
分别压力测量制冷系统吸气压力、排气压力.
7、流量测量系统:
由2个涡4-20MAI涡轮流量计组成，分别测量冷凝水流量，冷却水流量。
8、低温冷却水温度控制系统：
为了实现制冷机组在低温下的实验工况，系统提供独立"制冷/热泵循环演示测量装置"外的一套1P小型冷水机组,为整机提供不同的冷凝环境：制冷量1500W、电压220V,进出口接口：DN15,温度控制：5-30度。0.5立方/单冷。
9、高温冷却水温度控制系统：
为了实现在高温下的实验工况，系统提供冷却循环水箱一个,并在水箱上加装了一个功率1500W加热器，电压220V。水箱温度控制：5-50度。温度可在触摸屏上自由设定，由上位机软件自动控制。
10、蒸发器水温度加热控制系统：
为了实现实验工况，系统提供加热器一个,功率1500W、电压220V,温度控制：5-50度。-50度。温度可在触摸屏上自由设定，由上位机软件自动控制。
11、不锈钢保温水箱2只：
300×250×250cm；
12、外形尺寸：
2000×800×1500mm工作电压：220V功率：3KW
13、不锈钢冷凝器：
冷凝器采用直径100MM厚0.5不锈钢管和法兰可拆结构，蛇形换热器：直径10MM*6m。不锈钢管法兰上开个一个小窗口，窗口上安装有玻璃，玻璃可受2MP的压力，可从玻璃视窗上观察制冷工质在在压缩机压缩下的高温气体，冷凝器中的冷凝过程，系统采用双循环系统，制冷剂在外部流量，水载体在内管内循环。
14、不锈钢蒸发器（同上）：
蒸发器直径100MM厚0.5不锈钢管和法兰可拆结构，法兰上开个一个小窗口，蛇形换热器：直径10MM*6m。窗口上安装有玻璃，玻璃可耐压2MP的压力，可从玻璃视窗上观察制冷工质的低温下蒸发现象和蒸发过程.,制冷剂在外部流量，水载体在内管内循环。
15、压力保护：
1)压缩机高低压保护系统：加装了一套高低压力保护装置，确保压缩机在设计安全的压力环境下工作以及系统出现故障时的保护。
2)压力调节系统：由于板式换热器和带视窗换热器属于两套不同的换热器，但两种换热器在系统中同一种工质情况下，温度压力环境相同，而带视窗的换热器内压力不能过高(怕有危险)，本系统加装了一套能量调节系统,可实时在带视窗换热器演示时压力的动态调节。确保安全。
16、模式：系统可实验制冷和热泵两种功能,其中热泵/制冷切换只在带视窗演示系统中可转换，
17、制冷系统提供三种节流方式：
分别是手动膨胀阀、内平衡膨胀阀的、毛细管节流,便于教学。
18、控制系统:
制冷、制热、手动膨胀阀节流、内平衡膨胀阀节流、毛细管节流节流、全部全自动控控制，不需要人为手动操作，由软件自动完成
19、12寸嵌入式工控一体机
1）CPU:Intel1037U1.8GHz22nm双核处理器TDP17W超低功耗处理器
主板:IntelM11工控固态节能主板,内存:1GDDR31333超高速内存,支持1333/1066MHz内存,大可支持8GB。硬盘:60GSSD固态硬盘,显卡:集成IntelHDGraphics核心显卡,提供VGA、LVDS、双HDMI显示输出,LVDS支持双通道24bit,支持单独显示、双显复制、双显扩展。声卡:集成ALC6626声道高保真音频控制器,网卡:集成1个RTL千兆网卡,支持网络唤醒、PXE功能。电源:外置电源（100V至220V宽幅电压，通用）,显示屏:12寸LED工控屏分辨率：1024*900,触摸屏:中国台湾军工Touchkit4线触摸屏，透光率高；性能稳定，触摸灵敏,整机接口:4*USB2.0接口,其中两个可支持USB3.0(需定制)，1*HDMI接口:1*VGA接口,1*RJ-45网络接
2)、可在线显示12路温度、2路冷媒压力、1路电压、1路电流、2路水流量等主要数据。如：压缩机吸气压力（Mpa)、压缩机排气压力（Mpa)、压缩机吸气温度（℃）、压缩机排气温度（℃）\冷凝器制冷剂进口温度（℃）、冷凝器制冷剂出口温度、（℃）蒸发器制冷剂进口温度（℃）、蒸发器制冷剂出口温度（℃）、冷凝器进水温度（℃）、冷凝器出水温度（℃）、蒸发器进水温度、（℃）蒸发器制出水温度（℃）。
3)、可显示各个温度的实时曲线、记录，保存。如:2路冷媒压力、1路电压、1路电流、2路水流量、压缩机吸气压力（Mpa)、压缩机排气压力（Mpa)、压缩机吸气温度（℃）、压缩机排气温度（℃）\冷凝器制冷剂进口温度（℃）、冷凝器制冷剂出口温度、（℃）蒸发器制冷剂进口温度（℃）、蒸发器制冷剂出口温度（℃）、冷凝器进水温度（℃）、冷凝器出水温度（℃）、蒸发器进水温度、（℃）蒸发器制出水温度（℃）、屏
20、软件与电气系统控制：
实验过程和试验工况采用手动和自动相结合的控制方式.在显示器上，有多达7种工作模，实训时可任意切换工作模式，每一种模式都有相对应的原理图，以简易的动画原理，生动展现系统当时的工作原理，制冷系统流程，冷却水循环流程，冷冻水循环系统。如：
1)板式换热器制冷模式：板式换热器1-膨胀阀-板式换热器2
2)板式换热器制冷模式：板式换热器1-毛细管-板式换热器2
3)板式换热器制冷模式：板式换热器1-手动膨胀阀-板式换热器2
4)视窗换热器制冷模式：视窗换热器3-膨胀阀-视窗换热器4
5)视窗换热器制冷模式：视窗换热器3-毛细管-视窗换热器4
6)视窗换热器制冷模式：视窗换热器3-手动膨胀阀-v换热器4
7)板式换热器热泵模式：板式换热器2-毛细管-板式换热器1
8)视窗换热器热泵模式：视窗换热器4-毛细管-视窗换热器3
21、板式换热系统：采用真实的板式换热器2个，制冷量2100W，换热面积0.36平方。
22、电磁阀组:
由19个电磁组成电磁阀组：能在制冷系剂系统、冷凝水系统、冷冻水系统、带视窗的换热器演示、板式换热器实验中自由切换。
23、压缩机，加热器电子测量模块：
可在线显示：压缩机电流、电压、功率、功率因数、有功功率、无功功率.
五.实训功能：
1、进行制冷循环过程和热泵演示，可观察制冷工质的蒸发、冷凝在冷凝器内过程及压缩机的工作现象。
2、可演示多种实验现象：热泵循环，制冷循环
3、可演示制冷系统的常见故障
4、可演示空调水系统的循环原理
5、可演示对3种节流装置在制系统中的制冷效果；
6、认知制冷系统中多节流阀作用和结构样式
7、研究制冷系统中的制冷剂回流热泵原理。
8、手动膨胀阀的使用
9、内平衡膨胀阀的认识
10、毛细管节流使用
11、数据和应用计算
12、研究制冷系统中的制冷剂回流热泵原理在不同式况下对制冷量的影响。
13、利用水冷冷凝器热平衡法（辅测法）求制冷压缩机制冷量
14、制冷机组能效比的计算与分析
六、配置表