CN107013450B - 一种节能型压缩机性能检测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型压缩机性能检测方法与装置。本发明由被检测压缩机，喷射器，储液罐，节流阀，冷却塔，第一、第二、第三调节阀，气液分离器等设备，及体积流量计、温度传感器、压力传感器等测量仪器组成。通过第一、第二、第三调节阀、以及节流阀的控制调节，保证压缩机吸气状态和引射流体状态稳定在检测条件，检测压缩机在给定吸气工况下持续运行的一系列性能参数。本发明具备压缩机全部数据检测功能，减少占地面积，大大降低设备初投资和运行能耗。

Description

一种节能型压缩机性能检测方法与装置

技术领域

本发明属于检测技术领域，特别涉及一种节能型压缩机性能检测方法与装置。

背景技术

目前常用的压缩机性能检测装置如附图1所示，包括被检测压缩机1，冷凝器2，节流阀3，蒸发器4，电加热锅炉5，冷冻水泵6，调节阀7，承压水罐8，冷却水泵9，冷却塔10，放气阀11及其他辅助设备、测量仪表组成。检测系统理论循环过程：制冷剂在蒸发器4中定压吸热，然后在压缩机1中绝热压缩，进入冷凝器2等压放热，在节流阀3处绝热节流，从而完成整个制冷循环。冷冻水在水泵6作用下从低温热源补充热量，冷却水在水泵9作用下在冷却塔10排放热量，通过此循环保持水系统能量进出平衡，从而实现压缩机1在给定工况下的持续运行和检测。但是这种检测装置，系统构造复杂、占地面积大、设备投资大、运行费用高。特别是大功率压缩机的检测装置，水路系统和设备占地庞大，造成极大的资金和能源浪费。因此有必要进行简化和节能降耗的新方法设计。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种节能型压缩机性能检测方法与装置，克服现有技术中检测装置水路系统和设备占地庞大、运行费用高的问题。

本发明的技术方案是：一种节能型压缩机性能检测装置，所述装置包括被检测压缩机，喷射器，储液罐，节流阀，冷却塔，第一调节阀、第二调节阀，第三调节阀，气液分离器等设备，及体积流量计、温度传感器、压力传感器等测量仪器组成。被检测压缩机的排气管与喷射器工作流体入口管连接，喷射器混合流体出口管路分成两个支管，一个支管上安装第二调节阀，与气液分离器入口连接，气液分离器出口与被检测压缩机吸气管道连接。由喷射器出口管路分出的另一个支管上安装第三调节阀，然后与冷却塔中工质入口管道连接，冷却塔工质出口管道与膨胀阀入口连接，膨胀阀出口的管路分成两个支管，一个支管上安装第一调节阀，与储液罐连接；另一个支路与喷射器接受室连接。各设备按流程摆放固定，设备与不锈钢管路通过法兰连接。被检测压缩机的排气管和节流阀前的管路均设置压力传感器、温度传感器；与喷射器接受室连接的支路、喷射器混合流体出口管路和压缩机的吸气管路上均设置体积流量计、压力传感器、温度传感器。

一种节能型压缩机性能检测方法，应用节能型压缩机性能检测装置，包括以下步骤：

1)准备阶段

实验台安装完毕之后，对系统进行吹扫，保证系统无杂质；

2)运行阶段

工质充注完毕后，开启压缩机，关闭第一调节阀；由于工质开始为常温状态，故压缩机的输入功会转化成工质的热能，工质的循环流动使系统不断升温；在此过程，用电加热带将储液罐的工质加热至P₀，T₀状态后停止加热；一段时间后，压缩机吸气状态点a达到P₁，T₁状态，工质流经压缩机被压缩成P₂，T₂状态，开启第一调节阀，P₀，T₀状态的工质进入喷射器接受室；开启冷却塔并控制第三调节阀、第一调节阀和节流阀开度,使c处工质为P₀，T₀，G₂状态；控制第二调节阀的开度，使a处工质为P₁，T₁，G₁状态；此时压缩机吸气状态和引射流体状态均达到设计工况；系统稳定在设计工况后，关闭第一调节阀；压缩机在给定吸气工况下持续运行，记录系统中相关测量仪表的读数，完成对压缩机实际运行过程的功耗、排气压力、排气温度等性能参数的检测；

3)参数测量与检测数据结果

根据GB/T5773-2016《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》进行参数测量与检测数据。

本发明的有益效果是：(1)本发明具备压缩机全部数据检测功能。(2)降低设备初投资，减少占地面积。本发明省去传统压缩机检测台的2个换热器、2台水泵、2个储水罐、电加热锅炉及水管等的费用，只附加一个小型喷射器的费用，极大地减少设备投资和占地面积。(3)降低运行能耗。本发明中仅消耗压缩机输入功，而传统压缩机检测系统消耗压缩机输入功、电加热锅炉的电能和水泵输入功。

附图说明

图1是传统制冷压缩机检测系统原理图；

图2是新型制冷压缩机检测系统原理图；

图3是新型制冷压缩机检测系统理论循环压焓图；

其中：1—压缩机；2—冷凝器；3—节流阀；4—蒸发器；5—电加热锅炉；6—冷冻水泵；7—第一调节阀；8—承压水罐；9—冷却水泵；10—冷却塔；11—放气阀；12—喷射器；13—储液罐；14—第二调节阀；15—第三调节阀；16—气液分离器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

本发明一种节能型压缩机性能检测方法与装置如下：

如附图2所示:本发明新型制冷压缩机性能检测装置包括被检测压缩机1，喷射器12，储液罐13，节流阀3，冷却塔10，第一调节阀7、第二调节阀14，第三调节阀15，气液分离器16等设备，及体积流量计、温度传感器、压力传感器等测量仪器组成。被测压缩机1的排气管与喷射器12工作流体入口管连接，喷射器12混合流体出口管路分成两个支管，一个支管上安装第二调节阀14，与气液分离器16入口连接，气液分离器16出口与待测压缩机1吸气管道连接。由喷射器12出口管路分出的另一个支管上安装第三调节阀15，然后与冷却塔10中工质入口管道连接，冷却塔10工质出口管道与膨胀阀入口连接，膨胀阀出口的管路分成两个支管，一个支管上安装第一调节阀7，与储液罐13连接；另一个支路与喷射器12接受室连接。各设备按流程摆放固定，设备与不锈钢管路通过法兰连接。被测压缩机1的排气管和节流阀3前的管路均设置压力传感器、温度传感器；与喷射器12接受室连接的支路、喷射器混合流体出口管路和压缩机的吸气管路上均设置体积流量计、压力传感器、温度传感器。

1.检测系统运行原理：

压力为P₁，温度为T₁，循环流量为G₁(简记为P₁，T₁，G₁)的气态工质a，经过压缩机1被压缩P₂，T₂，G₁的气态工质b；然后进入喷射器12，经P₀，T₀，G₂的气液共存流体c引射，在喷射器出口变成P₁，T₁，G₃的混合气体d。混合气体d经调节阀14和15作用，分成两路。一路为P₁，T₁，G₁的气态工质a，被重新吸入压缩机1参与循环；另一路为P₁，T₁，G₂的气态工质f，进入冷却塔10等压冷却为P₁，T₁，G₂的饱和液态工质e。饱和液态工质e经过节流阀3，绝热节流后成P₀，T₀，G₂的气液共存工质c，c重新作为引射流体参与循环。

2.检测系统工作过程：

1)准备阶段

实验台安装完毕之后，对系统进行吹扫，保证系统无杂质。对系统进行氮气保压检漏，保证系统气密性良好且是干燥状态。系统抽真空后，用隔膜泵分别向气液分离器、储液罐里充注一定量的工质，充注量视系统配管而定。保持调节阀7开启，关闭调节阀14、15；工质罐中常温的工充充入真空状态的系统后，将以气态形式充满整个系统。

2)运行阶段

工质充注完毕后，开启压缩机1，关闭调节阀7。由于工质开始为常温状态，故压缩机的输入功会转化成工质的热能，工质的循环流动使系统不断升温。在此过程，用电加热带将储液罐的工质加热至P₀，T₀状态后停止加热。一段时间后，压缩机吸气状态点a达到P₁，T₁状态，工质流经压缩机1被压缩成P₂，T₂状态，开启调节阀7，P₀，T₀状态的工质进入引射器。开启冷却塔10并控制调节阀15、调节阀7和节流阀3开度,使c处工质为P₀，T₀，G₂状态。控制调节阀14的开度，使a处工质为P₁，T₁，G₁状态。此时压缩机吸气状态和引射气体状态均达到设计工况。系统稳定在设计工况后，关闭调节阀7。压缩机在给定吸气工况下持续运行，记录系统中相关测量仪表的读数，完成对压缩机实际运行过程的功耗、排气压力、排气温度等性能参数的检测。附图3为压缩机正常运行时理论循环压焓图。

3)参数测量与检测数据结果

根据GB/T5773-2016《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》，结合附图2，本发明参数测量与数据获取如下：

a.规定工况实测制冷量

①由试验测得的制冷剂流量：在压缩机吸气侧或排气侧安装气体流量计，根据工质体积流量V_a和对应比容ν_a计算出制冷剂质量流量q_a。

q_a＝V_a/ν_a

②规定工况实测制冷量Φ_0a计算

式中:ν_a为进入压缩机的工质蒸汽的实际比容，m³/kg；

ν_g1为规定试验工况相对应的吸入工况时工质蒸汽的比容，m³/kg；

h_a为在规定试验工况下制冷剂吸入压缩机比焓，通过测量压缩机入口a处压力和温度，利用物性参数表查得工质比焓，kJ/kg；

h_f1为在规定试验工况下压缩机排气口压力相对应饱和温度(或露点温度)下液体工质比焓，通过测量压缩机出口b处压力，利用热物性参数表查得对应压力下饱和液态比焓，kJ/kg；

b.输入功率P

电动机输入功率:用扭矩仪测量电动机入线端处功率P_a。

压缩机轴功率P_Z：用扭矩仪测出压缩机轴的输入扭矩和转速,计算得出P_Z。

式中:N为压缩机轴扭矩，N·m；

n_a为压缩机实测转速，r/s；

输入功率P：将Pa或P_Z按对应的关系式对开启式或封闭式压缩机分别进行修正，得出输入功率P。

c.制冷系数ε

式中:Φ_0a为规定工况实测制冷量，W；

P为输入功率，W；

d.容积效率η_v

式中:q_a为由试验测得的制冷剂流量，kg/s；

ν_a为进入压缩机的工质蒸汽的实际比容，m³/kg；

V_SW为压缩机理论输气量，m³/s；

n为压缩机的名义转速，r/s；

n_a为压缩机的实测转速，r/s。

以一台输入功率160kW,COP为3.6的螺杆式压缩机检测系统为例(检测时长：72h)，在设计工况正常运行时节能型压缩机性能检测方法与技术的效益效果分析如下表：

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种节能型压缩机性能检测方法，其特征在于，应用节能型压缩机性能检测装置进行检测，所述装置包括被检测压缩机，喷射器，储液罐，节流阀，冷却塔，第一、第二、第三调节阀，气液分离器设备，及体积流量计、温度传感器、压力传感器；被测压缩机的排气管与喷射器工作流体入口管连接，喷射器混合流体出口管路分成两个支管，一个支管上安装第二调节阀，与气液分离器入口连接，气液分离器出口与被检测压缩机吸气管道连接；由喷射器出口管路分出的另一个支管上安装第三调节阀，然后与冷却塔中工质入口管道连接，冷却塔工质出口管道与节流阀入口连接，节流阀出口的管路分成两个支管，一个支管上安装第一调节阀，与储液罐连接；另一个支路与喷射器接受室连接；各设备按流程摆放固定，设备与不锈钢管路通过法兰连接；被检测压缩机的排气管和节流阀前的管路均设置压力传感器、温度传感器；与喷射器接受室连接的支路、喷射器混合流体出口管路和压缩机的吸气管路上均设置体积流量计、压力传感器、温度传感器；

所述检测方法包括以下步骤：

1)准备阶段

实验台安装完毕之后，对系统进行吹扫，保证系统无杂质；

2)运行阶段

工质充注完毕后，开启压缩机，关闭第一调节阀；由于工质开始为常温状态，故压缩机的输入功会转化成工质的热能，工质的循环流动使系统不断升温；在此过程，用电加热带将储液罐的工质加热至压力P₀，温度T₀状态后停止加热；一段时间后，压缩机吸气状态点a达到压力P₁，温度T₁状态，工质流经压缩机被压缩成压力P₂，温度T₂状态，开启第一调节阀，压力P₀，温度T₀状态的工质进入喷射器接受室；开启冷却塔并控制第三调节阀、第一调节阀和节流阀开度,使气液共存工质c处工质为压力P₀，温度T₀，循环流量G₂状态；控制第二调节阀的开度，使a处工质为压力P₁，温度T₁，循环流量G₁状态；此时压缩机吸气状态和引射流体状态均达到设计工况；系统稳定在设计工况后，关闭第一调节阀；压缩机在给定吸气工况下持续运行，记录系统中相关测量仪表的读数，完成对压缩机实际运行过程的功耗、排气压力、排气温度等性能参数的检测；

3)参数测量与检测数据结果

根据GB/T5773-2016《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》进行参数测量与检测数据。