CN107300263B - 一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台 - Google Patents

一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台。本发明包括干燥过滤器故障模块，热力膨胀阀匹配分析模块，回热器性能分析模块；所述干燥过滤器故障模块包括并联的两条支路，所述热力膨胀阀匹配分析模块包括并联的三条支路，所述回热器性能分析模块中包括并联的四条支路。本发明提供一种针对有无回热器，干燥过滤器和热力膨胀阀有无故障以及采用不同类型热力膨胀阀等不同条件下进行性能测试，数据采集和故障分析的装置。

Description

一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台
技术领域
本发明涉及一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台，属于教学领域。
背景技术
干燥过滤器其外壳是用紫铜管收口成型，两端进出接口有同径和异径两种，进端为粗金属网，出端为细金属网，可以有效地过滤杂质。内装吸湿特性优良的分子筛作为干燥剂，以吸收制冷剂中的水分，以确保节流装置畅通和制冷系统正常工作。当干燥剂因吸收水过多而失效时，应该及时进行更换。
膨胀阀是制冷系统中的一个重要部件，一般安装于储液罐和蒸发器之间。膨胀阀使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果，膨胀阀通过蒸发器末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象。热力膨胀阀包括内平衡式膨胀阀和外平衡式膨胀阀。内平衡式热力膨胀阀中感温包内充注制冷剂，放置在蒸发器出口管道上，感温包和膜片上部通过毛细管相连，感受蒸发器出口制冷剂温度，膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。如果空调负荷增加，液压制冷剂在蒸发器提前蒸发完毕，则蒸发器出口制冷剂温度将升高，膜片上压力增大，推动阀杆使膨胀阀开度增大，进入到蒸发器中的制冷剂流量增加，制冷量增大；如果空调负荷减小，则蒸发器出口制冷剂温度减小，以同样的作用原理使得阀开度减小，从而控制制冷剂的流量。外平衡式膨胀阀与内平衡式膨胀阀原理基本相同，区别是：内平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器入口压力，而外平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。
回热器安装在冷凝器和节流装置之间，还可安装在蒸发器和压缩机之间，其主要作用有：一是使节流前得高压液体过冷，以免在节流前汽化，同时提高压缩机吸气温度，以减轻有害过热和改善压缩机工作条件；二是对R12、R502等制冷剂可提高其制冷装置的制冷系数；三是抵消气体中夹带的液体汽化，既可回收冷量又可确保压缩机正常回油。
目前，教学多采用模型等方法对制冷系统故障及制冷效果进行演示。制冷系统中只有一种干燥过滤器，热力膨胀阀及回热器，不能对不同形式、不同型号和不同基本参数的设备进行直观的比较。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对有无回热器，干燥过滤器和热力膨胀阀有无故障以及采用不同类型热力膨胀阀等不同条件下进行性能测试，数据采集和故障分析的装置。
为实现上述功能，本发明的技术方案如下：
制冷系统故障分析及性能测试实验平台，包括螺杆式压缩机1，压缩机排气阀2，压缩机吸气阀3，油液分离器4，能量调节阀6，曲轴箱压力调节器7，压力控制器8，蒸发式冷凝器9，储液罐10，液体检修阀11，干燥过滤器一(正常状态)14，干燥过滤器二(故障状态)15，回热器17，外平衡式膨胀阀一(正常状态)18，外平衡式膨胀阀二(故障状态)19，内平衡式膨胀阀20，恒温调节器21，蒸发器22，表盘式温度计23，电除霜计时器24，电除霜加热器25，蒸发器压力调节阀26；
所述制冷系统故障分析及性能测试实验平台包括干燥过滤器故障模块，热力膨胀阀匹配分析模块，回热器性能分析模块；
包括螺杆式压缩机1，压缩机排气阀2，压缩机吸气阀3，油液分离器4，手动阀5，能量调节阀6，曲轴箱压力调节器7，压力控制器8，蒸发式冷凝器9，储液罐10，液体检修阀11，干燥过滤器一(正常状态)14，干燥过滤器二(故障状态)15，回热器17，外平衡式膨胀阀一(正常状态)18，外平衡式膨胀阀二(故障状态)19，内平衡式膨胀阀20，恒温调节器21，蒸发器22，表盘式温度计23，电除霜计时器24，电除霜加热器25，蒸发器压力调节阀26；
所述干燥过滤器故障模块包括并联的两条支路，一条支路中电磁阀一13-1与干燥过滤器一(正常状态)14相连，干燥过滤器(正常状态)14与视液镜一16-1相连，一条支路中电磁阀二13-2与干燥过滤器二(故障状态)15相连，干燥过滤器二(故障状态)15与视液镜二16-2相连；
所述热力膨胀阀匹配分析模块包括并联的三条支路，一条支路中电磁阀三13-3与视液镜三16-3相连，视液镜三16-3与外平衡式膨胀阀一(正常状态)18相连，一条支路中电磁阀四13-4与视液镜四16-4相连，视液镜四16-4与外平衡式膨胀阀二(故障状态)19相连，一条支路中电磁阀五13-5与视液镜五16-5相连，视液镜五16-5与内平衡式膨胀阀20相连；
所述回热器性能分析模块中包括并联的四条支路，一条支路中电磁阀六13-6将干燥过滤器故障模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，一条支路中依次连接的电磁阀七13-7和回热器17将干燥过滤器故障模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，一条支路中电磁阀八13-8将蒸发器压力调节阀26与曲轴箱压力调节器7相连，一条支路中依次连接的回热器17和电磁阀九13-9将蒸发器压力调节阀26与曲轴箱压力调节器7相连；
所述螺杆式压缩机1包括排气口和吸气口，排气口与油液分离器4相连，油液分离器4包括气体出口和液体出口，液体出口与手动阀一5-1相连，手动阀一5-1与螺杆式压缩机1相连，油液分离器4气体出口与蒸发式冷凝器9相连，蒸发式冷凝器9与储液罐10相连，储液罐10与液体检修阀11相连，液体检修阀11与温度压力表一12-1相连，温度压力表一12-1与干燥过滤器故障模块相连，干燥过滤器故障模块与回热器性能分析模块相连，回热器性能分析模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，热力膨胀阀匹配分析模块与恒温调节器21相连，恒温调节器21与蒸发器22相连，蒸发器22与蒸发器压力调节阀26相连，蒸发器压力调节阀26与回热器性能分析模块相连，回热器性能分析模块与曲轴箱压力调节器7相连，曲轴箱压力调节器7与相互并联的两条支路相连，一条支路中曲轴箱压力调节器7与压力控制器8相连，压力控制器8与干燥过滤器故障模块相连，一条支路中曲轴箱压力调节器7与压缩机吸气阀3相连，压缩机吸气阀3与螺杆式压缩机1吸气口相连；
所述油液分离器4与蒸发式冷凝器9之间安装能量调节阀6，能量调节阀6与并联的两条支路相连，一条支路中能量调节阀6与手动阀二5-2相连，手动阀二5-2与曲轴箱压力调节器7相连，一条支路中能量调节阀6与手动阀三5-3相连，手动阀三5-3与恒温调节器21相连；
所述蒸发器22与蒸发器压力调节阀26之间安装温度压力表二12-2。
本发明是一种针对有无回热器，干燥过滤器和热力膨胀阀有无故障以及采用不同类型热力膨胀阀等不同条件下进行性能测试，数据采集和故障分析的装置。
附图说明
图1是本发明一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示本发明一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台，包括螺杆式压缩机1，压缩机排气阀2，压缩机吸气阀3，油液分离器4，手动阀5，能量调节阀6，曲轴箱压力调节器7，压力控制器8，蒸发式冷凝器9，储液罐10，液体检修阀11，干燥过滤器一(正常状态)14，干燥过滤器二(故障状态)15，回热器17，外平衡式膨胀阀一(正常状态)18，外平衡式膨胀阀二(故障状态)19，内平衡式膨胀阀20，恒温调节器21，蒸发器22，表盘式温度计23，电除霜计时器24，电除霜加热器25，蒸发器压力调节阀26；
所述制冷系统故障分析及性能测试实验平台包括干燥过滤器故障模块，热力膨胀阀匹配分析模块，回热器性能分析模块；
所述干燥过滤器故障模块包括并联的两条支路，一条支路中电磁阀一13-1与干燥过滤器一(正常状态)14相连，干燥过滤器(正常状态)14与视液镜一16-1相连，一条支路中电磁阀二13-2与干燥过滤器二(故障状态)15相连，干燥过滤器二(故障状态)15与视液镜二16-2相连；
所述热力膨胀阀匹配分析模块包括并联的三条支路，一条支路中电磁阀三13-3与视液镜三16-3相连，视液镜三16-3与外平衡式膨胀阀一(正常状态)18相连，一条支路中电磁阀四13-4与视液镜四16-4相连，视液镜四16-4与外平衡式膨胀阀二(故障状态)19相连，一条支路中电磁阀五13-5与视液镜五16-5相连，视液镜五16-5与内平衡式膨胀阀20相连；
所述回热器性能分析模块中包括并联的四条支路，一条支路中电磁阀六13-6将干燥过滤器故障模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，一条支路中依次连接的电磁阀七13-7和回热器17将干燥过滤器故障模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，一条支路中电磁阀八13-8将蒸发器压力调节阀26与曲轴箱压力调节器7相连，一条支路中依次连接的回热器17和电磁阀九13-9将蒸发器压力调节阀26与曲轴箱压力调节器7相连；
所述螺杆式压缩机1包括排气口和吸气口，排气口与油液分离器4相连，油液分离器4包括气体出口和液体出口，液体出口与手动阀一5-1相连，手动阀一5-1与螺杆式压缩机1相连，油液分离器4气体出口与蒸发式冷凝器9相连，蒸发式冷凝器9与储液罐10相连，储液罐10与液体检修阀11相连，液体检修阀11与温度压力表一12-1相连，温度压力表一12-1与干燥过滤器故障模块相连，干燥过滤器故障模块与回热器性能分析模块相连，回热器性能分析模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，热力膨胀阀匹配分析模块与恒温调节器21相连，恒温调节器21与蒸发器22相连，蒸发器22与蒸发器压力调节阀26相连，蒸发器压力调节阀26与回热器性能分析模块相连，回热器性能分析模块与曲轴箱压力调节器7相连，曲轴箱压力调节器7与相互并联的两条支路相连，一条支路中曲轴箱压力调节器7与压力控制器8相连，压力控制器8与干燥过滤器故障模块相连，一条支路中曲轴箱压力调节器7与压缩机吸气阀3相连，压缩机吸气阀3与螺杆式压缩机1吸气口相连；
所述油液分离器4与蒸发式冷凝器9之间安装能量调节阀6，能量调节阀6与并联的两条支路相连，一条支路中能量调节阀6与手动阀二5-2相连，手动阀二5-2与曲轴箱压力调节器7相连，一条支路中能量调节阀6与手动阀三5-3相连，手动阀三5-3与恒温调节器21相连；
所述蒸发器22与蒸发器压力调节阀26之间安装温度压力表二12-2。
系统中含有干燥过滤器故障模块，热力膨胀阀匹配分析模块，回热器性能分析模块。干燥过滤器故障模块包含有正常和故障的两个干燥过滤器，实验时选择一个干燥过滤器工作，另一个干燥过滤器的电磁阀关闭，通过对比从视液镜观察到的流动工质状态及由相关仪表得到的数据对系统性能的计算结果，可以较为直观地得到干燥过滤器对系统性能影响。热力膨胀阀匹配分析模块包括几种不同类型，处在故障或正常状态下的热力膨胀阀，实验时选用所需的某种膨胀阀，将剩余膨胀阀的电磁阀关闭，通过对比从视液镜观察到的流动工质状态及由相关仪表得到的数据对系统性能的计算结果，可以较为直观地得到热力膨胀阀对系统性能影响。回热器性能分析模块中，通过控制电磁阀的通断，可以控制工质是否经过回热器进行热量交换，通过对比由相关仪表得到的数据对系统性能的计算结果，可以较为直观地得到回热器对系统性能影响。

Claims (1)

1.一种制冷系统故障分析及性能测试实验平台，其特征是，包括螺杆式压缩机（1），压缩机排气阀（2），压缩机吸气阀（3），油液分离器（4），能量调节阀（6），曲轴箱压力调节器（7），压力控制器（8），蒸发式冷凝器（9），储液罐（10），液体检修阀（11），干燥过滤器一（14），干燥过滤器二（15），回热器（17），外平衡式膨胀阀一（18），外平衡式膨胀阀二（19），内平衡式膨胀阀（20），恒温调节器（21），蒸发器（22），表盘式温度计（23），电除霜计时器（24），电除霜加热器（25），蒸发器压力调节阀（26）；
所述制冷系统故障分析及性能测试实验平台包括干燥过滤器故障模块，热力膨胀阀匹配分析模块，回热器性能分析模块；
所述干燥过滤器故障模块包括并联的两条支路，一条支路中电磁阀一（13-1）与干燥过滤器一相连，干燥过滤器一与视液镜一（16-1）相连，一条支路中电磁阀二（13-2）与干燥过滤器二相连，干燥过滤器二与视液镜二（16-2）相连；
所述热力膨胀阀匹配分析模块包括并联的三条支路，一条支路中电磁阀三（13-3）与视液镜三（16-3）相连，视液镜三（16-3）与外平衡式膨胀阀相连，一条支路中电磁阀四（13-4）与视液镜四（16-4）相连，视液镜四（16-4）与外平衡式膨胀阀相连，一条支路中电磁阀五（13-5）与视液镜五（16-5）相连，视液镜五（16-5）与内平衡式膨胀阀（20）相连；
所述回热器性能分析模块中包括并联的四条支路，一条支路中电磁阀六（13-6）将干燥过滤器故障模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，一条支路中依次连接的电磁阀七（13-7）与回热器（17）将干燥过滤器故障模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，一条支路中电磁阀八（13-8）将蒸发器压力调节阀（26）与曲轴箱压力调节器（7）相连，一条支路中依次连接的回热器（17）和电磁阀九（13-9）将蒸发器压力调节阀（26）与曲轴箱压力调节器（7）相连；
所述螺杆式压缩机（1）包括排气口和吸气口，排气口与油液分离器（4）相连，油液分离器（4）包括气体出口和液体出口，液体出口与手动阀一（5-1）相连，手动阀一（5-1）与螺杆式压缩机（1）相连，油液分离器（4）气体出口与蒸发式冷凝器（9）相连，蒸发式冷凝器（9）与储液罐（10）相连，储液罐（10）与液体检修阀（11）相连，液体检修阀（11）与温度压力表一（12-1）相连，温度压力表一（12-1）与干燥过滤器故障模块相连，干燥过滤器故障模块与回热器性能分析模块相连，回热器性能分析模块与热力膨胀阀匹配分析模块相连，热力膨胀阀匹配分析模块与恒温调节器（21）相连，恒温调节器（21）与蒸发器（22）相连，蒸发器（22）与蒸发器压力调节阀（26）相连，蒸发器压力调节阀（26）与回热器性能分析模块相连，回热器性能分析模块与曲轴箱压力调节器（7）相连，曲轴箱压力调节器（7）与相互并联的两条支路相连，一条支路中曲轴箱压力调节器（7）与压力控制器（8）相连，压力控制器（8）与干燥过滤器故障模块相连，一条支路中曲轴箱压力调节器（7）与压缩机吸气阀（3）相连，压缩机吸气阀（3）与螺杆式压缩机（1）吸气口相连；
所述油液分离器（4）与蒸发式冷凝器（9）之间安装能量调节阀（6），能量调节阀（6）与并联的两条支路相连，一条支路中能量调节阀（6）与手动阀二（5-2）相连，手动阀二（5-2）与曲轴箱压力调节器（7）相连，一条支路中能量调节阀（6）与手动阀三（5-3）相连，手动阀三（5-3）与恒温调节器（21）相连；
所述蒸发器（22）与蒸发器压力调节阀（26）之间安装温度压力表二（12-2）；
系统中含有干燥过滤器故障模块，热力膨胀阀匹配分析模块，回热器性能分析模块；干燥过滤器故障模块包含有正常和故障的两个干燥过滤器，实验时选择一个干燥过滤器工作，另一个干燥过滤器的电磁阀关闭，通过对比从视液镜观察到的流动工质状态及由相关仪表得到的数据对系统性能的计算结果，较为直观地得到干燥过滤器对系统性能影响；热力膨胀阀匹配分析模块包括不同类型，处在故障或正常状态下的热力膨胀阀，实验时选用所需的膨胀阀，将剩余膨胀阀的电磁阀关闭，通过对比从视液镜观察到的流动工质状态及由相关仪表得到的数据对系统性能的计算结果，较为直观地得到热力膨胀阀对系统性能影响；回热器性能分析模块中，通过控制电磁阀的通断，控制工质是否经过回热器进行热量交换，通过对比由相关仪表得到的数据对系统性能的计算结果，较为直观地得到回热器对系统性能影响。
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GR01 Patent grant
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