CN114333481A - 一种家用制冷系统匹配实训装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家用制冷系统匹配实训装置，包括控制系统、制冷系统和检测系统。控制系统包括计算机控制模块、设备启停及阀门开关控制；制冷系统包括压缩机组件、蒸发器组件、冷凝器组件、节流机构组件及辅助设备；检测系统包括压力检测装置、安全装置、温度检测装置。本发明的有益效果是：该平台系统完整，结构直观，方便在实训过程中衔接学生从设计到系统匹配的过渡，便于学生从理论到实践的学习过渡过程，从而更好的掌握专业知识。
Description
技术领域
本发明涉及一种实训装置，具体为一种家用制冷系统匹配实训装置，属于制冷实训技术领域。
背景技术
制冷设备已广泛应用于各个方面，培养从设计、选型、系统匹配及安装测试一体化操作的应用型技术人才对目前的发展起到举足轻重的作用。
目前，高校学生在进行实训的过程中多采用已完成匹配的商用成型产品，出现设计与制冷系统匹配工作等环节的学习脱节，给学生的系统学生带来较大的阻碍。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种家用制冷系统匹配实训装置，满足学生的培养要求，适应社会的人才需求，提高学生对于专业知识的系统学习能力，该装置能够实现学生从空调系统的设计、设备的选型、系统的匹配及测试等内容的一体化流程式学习与操作。从理论的学习过渡到实践操作，实现了本专业学生学习内容系统化的要求，培养满足社会需求的高级应用型技术人才。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种家用制冷系统匹配实训装置，包括
控制系统，其固定安装在实验架上，且其由位于系统实验桌上的计算机控制模块构成；
其中，所述计算机控制模块用来进行系统中设备的启停及安全控制；
制冷系统，其用于对待测设备进行制冷，且其包含压缩机组件、冷凝器组件、节流机构组件及蒸发器组件；
其中，所述压缩机组件包含不同制冷量大小的至少台压缩机系统，所述冷凝器组件包含至少套不同换热面积的冷凝器系统，所述节流机构组件包含至少套不同长度及内径的毛细管系统，所述蒸发器组件中包含至少种不同换热面积的蒸发器系统；
检测系统，其用于实现不同大小的设备匹配测试，并固定安装在实验架上，且其由位于系统实验桌上的检测系统显示模块构成。
其中，所述检测系统显示模块用来连接要进行实训测试的仪器仪表并显示相关参数。
作为本发明再进一步的方案：该装置还包含冷媒罐、真空泵、三管制压力表、冷媒回收装置等用于对连接完成的系统进行抽真空、冷媒灌注以及完成测试后的制冷剂回收操作。
作为本发明再进一步的方案：所述压缩机组件中的压缩机系统配有压缩机、安装在所述压缩机管道上的流量计以及功率测量仪表、安装在所述压缩机入口端的压缩机入口截止阀以及安装在所述压缩机出口端的压缩机出口截止阀，且压缩机组件通过工艺操作入口与每台需要进行连接运行的压缩机进行连接，用来保证所选用的压缩机可以通过管路连接、抽真空、制冷剂灌注、通电等操作直接运行选型匹配好的制冷系统。
作为本发明再进一步的方案：所述冷凝器组件中的冷凝器系统包含有冷凝器、安装在所述冷凝器入口端的冷凝器入口截止阀、安装在所述冷凝器出口端的冷凝器出口截止阀、安装在所述冷凝器管道上的冷凝器管路感温包和冷凝器压力表，且所述冷凝器组件位置处还包含有一个冷凝器环境感温包，用来检测冷凝器位置的环境温度。
作为本发明再进一步的方案：所述节流机构组件中的毛细管系统包含有毛细管、与所述毛细管相连通的干燥过滤器、安装在所述毛细管入口端的毛细管入口截止阀、安装在所述毛细管出口端的毛细管出口截止阀，其中干燥过滤器位于节流机构之前，用来防止节流机构堵塞引起的设备运行不畅。
作为本发明再进一步的方案：所述蒸发器组件中的蒸发器系统包含蒸发器、安装在所述蒸发器入口端的蒸发器入口截止阀和蒸发器入口旁通阀、安装在所述蒸发器管路上的蒸发器管路感温包和蒸发器压力表、安装在所述蒸发器出口端的蒸发器出口旁通阀和蒸发器出口截止阀，且所述蒸发器组件中还包含有一个蒸发器环境感温包，用来检测蒸发器组件的环境温度。
作为本发明再进一步的方案：该装置也可以进行管路加工训练，抽真空、制冷剂灌注、制冷剂回收训练，制冷系统的性能测试，节流机构的性能测试等环节。
本发明的有益效果是：
1、本发明的家用制冷系统匹配实训装置能够完整的进行实际制冷系统设计匹配全过程。方便学生通过自己的设计选型进行匹配验证，从而将理论与实践结合。实现了实训内容系统化；
2、本发明的家用制冷系统匹配实训装置中，能够实现割管、弯管、扩口缩口、焊接等管路方面的连接安装实训，能够实现管路系统的抽真空、制冷剂灌注及回收、系统运行测试等实训内容，有效的将学生的设计通过实训操作转变为系统进行测试，通过实训过程的训练操作来验证设计的优缺点，为系统的改进提供依据，为学生的设计及实践能力的提升提供有力支撑；
3、本发明的家用制冷系统匹配实训装置，还能够实现家用空调性能的测试过程、家用空调的节流机构匹配测试过程等内容。实现了综合性实验台的设计，实现了一机多用。
附图说明
图1为家用制冷系统匹配实训装置整体系统示意图；
图2为系统压缩机组件主要结构示意图；
图3为冷凝器组件主要结构示意图；
图4为节流机构组件主要结构示意图；
图5为蒸发器组件主要结构示意图；
图6为控制系统及检测系统实验桌示意图；
图7为选型的设备管路连接示意图；
图中，1、压缩机组件；11、压缩机；12、压缩机功率测量仪表；13、流量计；14、压缩机入口截止阀；15、压缩机出口截止阀；16、工艺操作入口；2、冷凝器组件；21、冷凝器；22、冷凝器出口截止阀；23、冷凝器入口截止阀；24、冷凝器管路感温包；25、冷凝器压力表；26、冷凝器环境感温包；3、节流机构组件；31、毛细管；32、干燥过滤器；33、毛细管入口截止阀；34、毛细管出口截止阀；4、蒸发器组件；41、蒸发器；42、蒸发器环境感温包；43、蒸发器入口截止阀；44、蒸发器入口旁通阀；45、蒸发器管路感温包；46、蒸发器压力表；47、蒸发器出口旁通阀；48、蒸发器出口截止阀；5、系统实验桌；51、监测系统显示模块；52、计算机控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1~6，一种家用制冷系统匹配实训装置，包括
控制系统，其固定安装在实验架上，且其由位于系统实验桌5上的计算机控制模块52构成；
其中，所述计算机控制模块52用来进行系统中设备的启停及安全控制；
制冷系统，其用于对待测设备进行制冷，且其包含压缩机组件1、冷凝器组件2、节流机构组件3及蒸发器组件4；
其中，所述压缩机组件1包含不同制冷量大小的至少5台压缩机系统，所述冷凝器组件2包含至少5套不同换热面积的冷凝器系统，所述节流机构组件3包含至少5套不同长度及内径的毛细管系统，所述蒸发器组件4中包含至少5种不同换热面积的蒸发器系统；
检测系统，其用于实现不同大小的设备匹配测试，并固定安装在实验架上，且其由位于系统实验桌5上的检测系统显示模块51构成。
其中，所述检测系统显示模块51用来连接要进行实训测试的仪器仪表并显示相关参数。
所有设备安装在底座安装架上，压缩机组件1、冷凝器组件2、蒸发器组件4分别与系统实验桌5通过控制线连接，将功率、流量、压力、温度等数据传输到监测系统显示模块51，方便学生记录数据。
如图2所示，其中压缩机组件1中包含一个系列型号，不同制冷量大小的至少5台压缩机系统，每套系统分别配有压缩机11、流量计13、功率测量仪表12、压缩机入口截止阀14、压缩机出口截止阀15，用来保证所选用的压缩机可以通过管路连接、通电等操作直接运行，同时，可以通过将流量计13、功率测量仪表12的数据接入监测系统显示模块51进行数字显示，方便学生记录数据。通过工艺操作入口16与每台需要进行连接运行的压缩机进行连接，实现抽真空、制冷剂灌注、制冷剂回收等操作。
如图3所示，其中冷凝器组件2中包含至少5套不同换热面积的冷凝器系统，每套系统分别包含有冷凝器21、冷凝器入口截止阀23、冷凝器出口截止阀22、冷凝器管路感温包24、冷凝器压力表25，冷凝器组件位置处还包含有一个冷凝器环境感温包26用来检测冷凝器位置的环境温度。其中冷凝器21由管翅式换热器及风扇、外壳等结构组成。
如图4所示，其中节流机构组件3包含至少5套不同长度及内径的毛细管系统，每套系统分别包含有毛细管31、干燥过滤器32、毛细管入口截止阀33毛细管出口截止阀34，其中干燥过滤器32位于节流机构之前，用来防止节流机构堵塞引起的设备运行不畅。
如图5所示，其中蒸发器组件4中分别包含至少5种不同换热面积的蒸发器系统。每套系统分别包含蒸发器41、蒸发器入口截止阀43、蒸发器入口旁通阀44、蒸发器管路感温包45、蒸发器压力表46、蒸发器出口旁通阀47、蒸发器出口截止阀48，在蒸发器组件中还包含有一个蒸发器环境感温包42，用来检测蒸发器组件的环境温度。其中，蒸发器41由管翅式换热器及风扇、外壳等结构组成。
如图6所示，其中系统实验桌5包含监测系统显示模块51用来连接要进行实训测试的仪器仪表，包含流量计13、功率测量仪表12、冷凝器管路感温包24、冷凝器压力表25、冷凝器环境感温包26、蒸发器管路感温包45、蒸发器压力表46、蒸发器环境感温包42，显示相关参数。还包含计算机控制模块52，用来进行系统的参数及安全控制。
以上组件中的设备及仪表灯参数为学生进行实训过程中的设备选型提供支撑。需要指出的是，除了以上描述的系统结构外，系统还包含不同直径的铜管、弯管器、扩口器、焊枪、截止阀等设备，用于对确定好的系统进行管路的连接，包含冷媒罐、真空泵、三管制压力表、冷媒回收装置等用于对连接完成的系统进行抽真空、冷媒灌注以及完成测试后的制冷剂回收操作。
实施例二
请参阅图7，一种家用制冷系统匹配实训装置，进行系统匹配实训的步骤如下：
以一个8平米到15平米的房间为设计案例，引导学生以小组为单位进行房间的制冷系统设计、选型、匹配及性能测试等内容。
首先，学生根据房间的朝向、位置、大小、用途等因素进行房间耗冷量计算，并针对所需冷量进行设备选型。所选设备均应包含在家用制冷系统匹配实训装置的各个组件中。
然后，学生需要根据所选择的设备型号如图7中蒸发器序号②、压缩机序号②、冷凝器序号③、节流机构序号④，通过铜管的折弯、扩口缩口等操作进行连接设备管路的加工，将选择的设备之间按照顺序进行连接，具体连接方式可以参考图7中粗实线所示。并将选择系统中的各个设备中的仪表元件连接到系统显示模块51，保证在系统测试过程中能够直接读数。
接着，根据连接好的系统进行抽真空、制冷剂充注等工作，具体通过工艺操作口16来实现。
然后，系统开机运行，记录系统显示模块51出现的温度、压力、功率、流量等参数，通过压焓图得到所设计系统的制冷系数。
最后，测试完成后进行制冷剂回收，方便后续的系统重新构建。
进一步的，家用制冷系统匹配实训装置也可以实现制冷系统的性能测试、节流机构的性能测试等方面的实训环节。
制冷系统的性能测试实验步骤如下：
根据系统标准的匹配形式通过管路加工等内容进行设备连接。进行抽真空、制冷剂充注等操作，搭建完整试验系统。根据系统的运行情况进行制冷系统性能的测试的，得到换热量、耗功、制冷系数、能效比等参数。
节流机构的性能测试实验步骤如下：
首先根据系统匹配好的设备通过管路的加工等内容进行设备连接。进行抽真空、制冷剂充注等操作，搭建完整试验系统。根据初始参数进行性能测试。得到换热量、耗功、制冷系数等参数。
其次，关闭冷凝器出口截止阀22，开启系统进行制冷剂的回收工作。将制冷剂回收到压缩机及冷凝器中，在系统运行过程中关闭蒸发器入口截止阀43切断毛细管组件3的连接。然后，用其他型号的毛细管组件对当前已经测试的毛细管组件进行替换，重新开启冷凝器出口截止阀22、蒸发器入口截止阀43使得系统连通，再次进行测试。同时记录测试数据。通过多次以上操作，针对节流机构进行匹配，得到最优的测试结果，并记录整个过程作为实训报告。
该装置包括控制系统、制冷系统和检测系统。控制系统包括台式计算机、设备启停及阀门开关控制；制冷系统包括压缩机组件、蒸发器组件、冷凝器组件、节流机构组件及辅助设备；检测系统包括压力检测装置、安全装置、温度检测装置，能够完整的实现制冷系统的设计、选型、匹配、测试一体化的综合实训。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种家用制冷系统匹配实训装置，其特征在于：包括
控制系统，其固定安装在实验架上，且其由位于系统实验桌（5）上的计算机控制模块（52）构成；
其中，所述计算机控制模块（52）用来进行系统中设备的启停及安全控制；
制冷系统，其用于对待测设备进行制冷，且其包含压缩机组件（1）、冷凝器组件（2）、节流机构组件（3）及蒸发器组件（4）；
其中，所述压缩机组件（1）包含不同制冷量大小的至少5台压缩机系统，所述冷凝器组件（2）包含至少5套不同换热面积的冷凝器系统，所述节流机构组件（3）包含至少5套不同长度及内径的毛细管系统，所述蒸发器组件（4）中包含至少5种不同换热面积的蒸发器系统；
检测系统，其用于实现不同大小的设备匹配测试，并固定安装在实验架上，且其由位于系统实验桌（5）上的检测系统显示模块（51）构成；
其中，所述检测系统显示模块（51）用来连接要进行实训测试的仪器仪表并显示相关参数。
2.根据权利要求1所述的一种家用制冷系统匹配实训装置，其特征在于：所述装置还包含冷媒罐、真空泵、三管制压力表和冷媒回收装置，用于对连接完成的系统进行抽真空、冷媒灌注以及完成测试后的制冷剂回收操作。
3.根据权利要求1或2所述的一种家用制冷系统匹配实训装置，其特征在于：所述压缩机组件（1）中的压缩机系统配有压缩机（11）、安装在所述压缩机（11）管道上的流量计（13）以及功率测量仪表（12）、安装在所述压缩机（11）入口端的压缩机入口截止阀（14）以及安装在所述压缩机（11）出口端的压缩机出口截止阀（15），且压缩机组件（1）通过工艺操作入口（16）与每台需要进行连接运行的压缩机（11）进行连接。
4.根据权利要求3所述的一种家用制冷系统匹配实训装置，其特征在于：所述冷凝器组件（2）中的冷凝器系统包含有冷凝器（21）、安装在所述冷凝器（21）入口端的冷凝器入口截止阀（23）、安装在所述冷凝器（21）出口端的冷凝器出口截止阀（22）、安装在所述冷凝器（21）管道上的冷凝器管路感温包（24）和冷凝器压力表（25），且所述冷凝器组件（2）位置处还包含有一个冷凝器环境感温包（26），用来检测冷凝器位置的环境温度。
5.根据权利要求1所述的一种家用制冷系统匹配实训装置，其特征在于：所述节流机构组件（3）中的毛细管系统包含有毛细管（31）、与所述毛细管（31）相连通的干燥过滤器（32）、安装在所述毛细管（31）入口端的毛细管入口截止阀（33）、安装在所述毛细管（31）出口端的毛细管出口截止阀（34），其中干燥过滤器（32）位于节流机构之前，用来防止节流机构堵塞引起的设备运行不畅。
6.根据权利要求1或5所述的一种家用制冷系统匹配实训装置，其特征在于：所述蒸发器组件（4）中的蒸发器系统包含蒸发器（41）、安装在所述蒸发器（41）入口端的蒸发器入口截止阀（43）和蒸发器入口旁通阀（44）、安装在所述蒸发器（41）管路上的蒸发器管路感温包（45）和蒸发器压力表（46）、安装在所述蒸发器（41）出口端的蒸发器出口旁通阀（47）和蒸发器出口截止阀（48），且所述蒸发器组件（4）中还包含有一个蒸发器环境感温包（42），用来检测蒸发器组件的环境温度。
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