CN202306945U - 速学易用的实物教学制冷机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：压缩机（1）注液口与截止阀（11）分别至快速接头（7）连接真空泵（14）和冷媒罐（150），高压端连接截止阀（110）通过换向阀（13）经三通阀(27)连接风冷冷凝器（3），低压端连接截止阀（111）经换向阀（13）通过低压继电器（21）与截止阀(112)至风冷蒸发器（5），风冷冷凝器（3）通过三通阀和电磁阀到过滤器与膨胀阀经流速器至风冷蒸发器相连接形成回路，设有水冷和风冷两个互相转换的制冷系统和玻璃视液窗，有效地激发学生发明创造的兴趣，能够对实物的原理有一个更直观的认识，易懂、精要，满足学生亲自动手设计、制作操作的目的，突破教学的难点，缩短和精简了授课学时，避免教育资源的浪费。

Description

速学易用的实物教学制冷机

技术领域

本实用新型涉及到一种制冷系统的实物教具，特别涉及到一种速学易用的实物教学制冷机，通过直观制冷机系统内外部各个点的工作状况，给学生自己动手现场操作的机会，使学生感到生动有趣，容易巩固所学知识，为快速学会制冷系统设计和掌握制冷规律奠定基础，该教具属于教学仪器领域。 

背景技术

随着全球气温逐渐变暖，人们物质生活水平的提高，制冷行业会越来越 

热门，因此造成这些技术人员需求增加。由于我国教学在实践方面不能满足现有的制冷专业，教学环境远远不能适应未来教育的挑战，在学习支持服务等方面都还远不能满足教师在教学实践中按教学设计的需要进行教学，大多都是在理论上进行教学，很多知识到现实社会中无法应用，需要较长的时间去了解和适应。可见文字的叙述不能让人全明白，这些教学方法实际耽误了很多学子的大量时间，不但浪费资源也浪费了年轻人宝贵青春，由此使许多赋有创造性的新发明被耽搁。目前多媒体教学，已经基本满足广大教师教学的需要，但至今实物演示多数还没有真正的引入我们的教学中，将实物带到课堂上进行教学，让学生体验真实的物体，自己动手操作、设计、创造、使用，是传授知识和学习知识的有效途径，使我们的教学时间的进一步的缩短。如今制冷设备已经进入千家万户，制冷设备制造和维修始终是企业管理中的难点和重点，而现阶段制冷技术人员严重缺乏，学校出来的学生许多没有经过较系统的理论联系实践锻练，对设备的图纸、检测方法、零部件加工、装配误差和整机性能等质量不够了解，造成学校与社会脱离。对于这个问题，如何制作出符合学生的实物教具弥补这一缺陷，少走弯路，缩短学习时间，提高教学效益和质量，满足“低碳”经济时代制冷专业技术应用人才的培养需求，学生一毕业就有实践经验，使理论与实践能更好的衔接，是当前职业技能教育体系不可回避且需要解决的问题。

发明内容

本实用新型为了能使学生速学快用所学的制冷知识实现以上目的，设计了一种速学易用的实物教学制冷机，可以自己动手操作、设计、创造、使用，改变延续多年的教学内容和模式，以实践为主导的教学模式，在操作中巩固所学知识，能够直观制冷机系统内外部形状、系统各部位组成，内部冷媒液体、气体变化的工作状况，如更换系统工作不一样的配置，产生不一样的运行效果，能一目了然的展现在学生面前。该系统由压缩机、调速风扇、风冷冷凝器、水箱式冷凝器、小型冷却塔、膨胀阀、风冷蒸发器、水箱式蒸发器、风机盘管，过滤器、毛细管、流速器、截止阀、电磁阀、温度传感器、换向阀、电流表、电压表、压力表、循环水泵、三通阀、快速接头、高压继电器、复位过载保护器和低压继电器组成，安装在一个设计与系统相等的不锈钢框架中，前后可观看。在系统中压缩机、膨胀阀、过滤器和管道中各设置1个玻璃视窗，冷凝器、蒸发器前后分别设置2个玻璃视窗，玻璃视窗经密封圈和螺丝锁紧。系统中设有真空泵、冷媒罐和电子称，它可以在维修中抽真空、定量充注或回收冷媒时使用，连接为快速接头，使用简便。 

所述的速学易用的实物教学制冷机，压缩机注液口与截止阀分别至快速接头连接真空泵和冷媒罐，高压端连接截止阀通过换向阀经三通阀连接风冷冷凝器，低压端连接截止阀经换向阀通过低压继电器与截止阀至风冷蒸发器，风冷冷凝器通过三通阀和电磁阀到过滤器与膨胀阀经流速器至风冷蒸发器相连接形成回路。 

所述的实物教学制冷机设为水冷和风冷两个制冷系统，系统风冷冷凝器的两端管道中的三通阀分别与水箱式冷凝器的两端并联连接，在风冷蒸发器两端管道中的三通阀分别与水箱蒸发器两端并联连接，水箱式冷凝器经管道通过循环水泵与冷却塔连接，水箱式蒸发器经管道通过循环水泵与风机盘管连接。

所述的速学易用的实物教学制冷机，水箱式冷凝器和水箱式蒸发器外壳为不锈钢与透明玻璃制成前后可视封闭保温箱，可看到内部的载冷剂工作状况，保温箱底部设有放水开关，风机盘管管道中的电磁阀设有温度传感器。需要试验制冰时，设置的风机盘管电磁阀通过温度传感器自动关闭，风机盘管停止工作，可看到水箱式蒸发器内部水的结冰现象，如加工冰棒可以另并联一个带螺旋桨循环搅拌的水冷蒸发器，在水中加入一定的盐防止水不结冰即可，就能知道制造冰棒和蓄冷的原理、载冷剂和蓄冷剂，蓄冷剂性质的要求，以及水箱蓄冷能力，蒸发器的特点，制冰状况，同时看到各个点的仪表显示数字，载冷剂水加盐浓度增加不易冻结、如何制冰棒或冰块等现象，更好了解市场上的风冷冷凝器、水箱式冷凝器和干式蒸发器、再循环式蒸发器以及满液式蒸发器的分类、结构型式和特点及热交换设备中的传热过程和传热计算，掌握平壁传热、圆管传热、肋壁传热的传热过程和传热计算。

所述的速学易用的实物教学制冷机，制冷系统中的风冷冷凝器、风冷蒸发器、压缩机、过滤器，均设钢化玻璃视液窗，其中，风冷冷凝器、风冷蒸发器、水箱式冷凝器、水箱式蒸发器首尾两端设两个玻璃视液窗，压缩机、过滤器为一个玻璃视液窗，玻璃视液窗由密封圈和不锈钢压边螺丝锁紧，工作时玻璃视窗可以观看内部哪一部分是气体哪一部分是液体冷媒工作中的气体和液体的工况变化和压缩机内部的工作状况。

所述的制冷节流采用2个三通阀一边与膨胀阀连接一边与快速接头毛细管连接，另一边与制冷系统管道连接流速器至蒸发器，所述的制冷系统中三通阀分支为膨胀阀节流和毛细管节流两种，膨胀阀两端与三通阀并联连接，毛细管两端经快速接头与三通阀并联连接，为试验备用，当膨胀阀前后2个三通阀关闭时膨胀阀不工作，选择毛细管经快速接头两边连接系统即可正常制冷，这时可让学生动手加工毛细管，通过改变毛细管长短大小，可看到节流液体在流速器中状况，同时观察到温度、压力、制冷循环的热力受到改变的状况，通过节流调整制冷状态和制热状态的制冷剂最佳值，就能懂得操作、设计、创造和使用，当流速受到改变制冷机系统的性能系数也随时受到改变和影响，不同的传热性能比较，即过热蒸汽-饱和蒸汽-两相-液态-过冷液，经过试验选择最经济的制冷循环。

所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的毛细管与膨胀阀并联通过三通阀转换，所述的水箱式冷凝器与风冷冷凝器并联通过三通阀转换，水箱式蒸发器与风冷蒸发器并联通过三通阀转换。系统可选择水冷和风冷，当转换水冷系统时，载冷剂经水泵分别与冷却塔和风机盘管交换。

所述的速学易用的实物教学制冷机，制冷系统中的压力表和温度传感器与压缩机、风冷冷凝器和风冷蒸发器，膨胀阀相连， 电流表和复位过载保护器串联、电压表并联与压缩机接线端口连接。所述的制冷系统电路配有通信接口，能够实现与计算机联接，检测到的制冷系统每小时各项参数、运行制冷温度和压力变化的曲线图状态及异常记录。所述的风冷冷凝器、风冷蒸发器、风机盘管的交换风扇为调速风扇，设有档位开关，调整风速的快慢和水温、灰尘，水垢、锈蚀，环境温度等因素的影响，（人为制造）就可观看到制冷系统传热系数压力、温度、电流电压的变化以及内部工况运行流态。

所述的速学易用的实物教学制冷机，压缩机注液口、高压端，低压端接头分别相连截止阀为活动可拆卸式，可更换其他型号的压缩机连接试验，压缩机底部的设置的减振器，包括：阻尼弹簧减振器、橡胶隔振器和隔离振动器，让学生自己更换，如何降低噪声、治理振动公害的问题。

本实用新型所述速学易用的实物教学制冷机有益效果是； 突破制冷教学的难点，更省时、省力、有效的完成教学目的。使学生动口，动手，动眼，动脑，让学生的各种感官均参与到学习活动中，突破传统的教学模式，引入实物操作技术是一种教学的创新，同时也是一种实物教学延伸，而不是书本内容中的概念，通过演示让学生知道制冷原理，如何产生制冷、制冷温度的控制，怎样制造和设计机械能、电能或热能驱动的制冷机的能量转换关系以及制冷机的性能系数、制冷循环的热力完善度，激发学习兴趣进行设计，乐意在生活中解决问题提出更高的要求，结合书本知识实现创造发明。本实用新型作为冰箱、家用空调、中央空调、冷库等专业院校教学使用，该制冷系统易懂、精要、好学易用、满足每个学生亲自动手设计、制作操作的目的，真正实现快速的教学任务，避免教育资源短缺和浪费，缩短大量的学制和学生毕业后进入社会实习的时间。

附图说明    

图1  实物制冷机系统构造示意图

图2  压缩机周围配置示意图

图3  并联的风冷、水冷两种冷凝器和蒸发器构造示意图

在附图中，1.压缩机，2.调速风扇，3. 风冷冷凝器，4.膨胀阀，5.风冷蒸发器，6. 过滤器， 7. 快速接头，8.毛细管，9. 流速器，10.玻璃视液窗，11. 截止阀， 12. 温度传感器， 13. 换向阀， 14. 真空泵， 15. 冷媒罐， 16. 压力表， 17. 电压表,18. 电流表，19. 高压继电器，20.复位过载保护器，21.低压继电器, 22.水箱式蒸发器，23.风机盘管，24.循环水泵，25.水箱式冷凝器，26.冷却塔，27.三通阀，28.电磁阀。

具体实施方式  

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步的描述：　

在图1图2中，压缩机（1）注液口与截止阀（11）分别至快速接头（7）连接真空泵（14）和冷媒罐（15），高压端一边连接高压继电器（19）截止阀至快速接头（7）和冷媒罐（150），一边与截止阀（110）通过换向阀（13）经三通阀连接风冷冷凝器（3），低压端与截止阀（111）通过换向阀（13）至低压继电器（21）经截止阀(112)连接风冷蒸发器（5），风冷冷凝器（3）通过三通阀和电磁阀到过滤器（6）与膨胀阀（4）经流速器（9）至风冷蒸发器（5）相连接形成回路。图1中压缩机（1）为活动式，当需要其他规格压缩机进行试验时，只需拆卸截止阀（11）连接接头就可以进行更换，使学生了解压缩机是制冷系统的心脏，是通过内部电机运转带动活塞对其进行压缩后，为制冷循环提供动力，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，从而实现压缩、冷凝、节流蒸发 ( 吸热 ) 四个基本过程的制冷循环，通过手动开关改变换向阀（13）方向实现冷热交换。

所述的风冷冷凝器（3）和风冷蒸发器（5）压缩机（1）、过滤器（6）设置的钢化玻璃视液窗，玻璃视液窗（10）、（102）（104）、（105）、（101）、（103）置于风冷冷凝器（3）和风冷蒸发器（5），压缩机（1）、过滤器（6）中，可直观冷媒冷热循环来自双向气体和液体的变化，所述的制冷系统中压缩机（1）、风冷冷凝器（3）和风冷蒸发器（5）前后、膨胀阀（4）后部均连接压力表（16）和温度传感器（12），在压缩机（1）接线端口设置有电压表（17）电流表（18）复位过载保护器（20），风冷冷凝器（3）和风冷蒸发器（5）前方与调速风扇（2）连接，当调节调速风扇（2）速度快慢时，压力表（16）和温度传感器（12）、电压表（17）、 电流表（18）也随着变化。

在图3中，所述的系统风冷冷凝器（3）的两端管道中的三通阀（27）分别与水箱式冷凝器（25）的两端并联连接，水箱式冷凝器（25）经管道通过循环水泵（24）与冷却塔（26）连接，在风冷蒸发器（5）两端管道中的三通阀（27）分别与水箱式蒸发器（22）两端并联连接，水箱式蒸发器（22）经管道通过循环水泵（24）与风机盘管（23）连接，由载冷剂进行冷热交换。 

通过图3系统工作使学生进一步了解制冷与中央空调的主要构造，水冷式冷凝器中的冷却水系统分类，再循环水系统、冷却塔的工作原理，蒸发器的分类、干式蒸发器、再循环式等蒸发器结构型式和特点。经过这些实物的演示和实验，能清楚看到在蒸发器或冷凝器中，低压液体制冷剂气化，是从需要冷却的物体或空间吸热，使被冷却的物体或空间的温度降低，达到制冷的目的。

上述的速学易用的实物教学制冷机的工作过程如下：所述的毛细管（8）与膨胀阀（4）并联通过三通阀（27）转换，毛细管（8）大小长度可以由学生选定，通过快速接头（7）在不停机中随时进行更换毛细管（8）的规格。所述的水箱式冷凝器（25）与风冷冷凝器（3）并联通过三通阀（27）转换，水箱式蒸发器（22）与风冷蒸发器（5）并联通过三通阀（27）转换，选择水冷和风冷，当交换水冷系统时，载冷剂经两边水泵（24）分别与冷却塔（26）和风机盘管（23）交换，所述的压缩机（1）三个端口为截止阀（11）可以方便拆卸更换，压缩机底部的设置多种减振器，包括：阻尼弹簧减振器、橡胶隔振器和隔离振动器，试验多种防噪音方法。

本实用新型速学易用的实物教学制冷机是一种完整的制冷系统实施例，能实实在在地让学生亲自动手设计、快速掌握各种制冷技术，针对压缩机不启动、电机过负荷、冷凝压力过高、蒸发压力过低过高、压缩机排气温度过低（高）、制冷剂量不足、干燥过滤器堵塞、膨胀阀堵塞、压缩机进气阀堵塞、冷却水流量、冷却水进水温度对制冷机循环的作用，制冷剂注入、控制、制造、维修、结果、分析、原因、外界条件影响、故障、设计的结论和实用操作技术，本制冷系统电路配有通信接口，实现与计算机联接，检测到的制冷系统每小时各项参数、运行制冷温度和压力变化的曲线图状态及异常记录进行分析和处理，激发学生发明创造的兴趣，能够对实物的基本原理有一个更直观的认识，提高教学质量，节省了时间、有效精简了授课学时。

Claims (2)

1.一种速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：压缩机（1）注液口与截止阀（11）分别至快速接头（7）连接真空泵（14）和冷媒罐（150），高压端连接截止阀（110）通过换向阀（13）经三通阀(27)连接风冷冷凝器（3），低压端连接截止阀（111）经换向阀（13）通过低压继电器（21）与截止阀(112)至风冷蒸发器（5），风冷冷凝器（3）通过三通阀（27）和电磁阀（18）到过滤器（6）与膨胀阀（4）经流速器（9）至风冷蒸发器（5）相连接形成回路。

2.根据权利要求1所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的制冷系统中的风冷冷凝器（3）、风冷蒸发器（5）、压缩机（1）、过滤器（6），均设钢化玻璃视液窗（10），其中，风冷冷凝器（3）、风冷蒸发器（5）、水箱式冷凝器（25）、水箱式蒸发器（22）首尾两端设两个玻璃视液窗（10），压缩机、过滤器为一个玻璃视液窗（10），玻璃视液窗由密封圈和不锈钢压边螺丝锁紧。

3.根据权利要求1所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的制冷系统中的压力表（16）和温度传感器（12）与压缩机（1）、风冷冷凝器（3）和风冷蒸发器（5），膨胀阀（4）相连， 电流表（18）和复位过载保护器（20）串联、电压表（17）并联与压缩机（1）接线端口连接。

4.根据权利要求1所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的实物教学制冷机设为水冷和风冷两个制冷系统，系统风冷冷凝器（3）的两端管道中的三通阀分别与水箱式冷凝器（25）的两端并联连接，在风冷蒸发器（5）两端管道中的三通阀分别与水箱蒸发器（22）两端并联连接，水箱式冷凝器（25）经管道通过循环水泵（24）与冷却塔（26）连接，水箱蒸发器（22）经管道通过循环水泵（24）与风机盘管（23）连接。

5.根据权利要求4所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的水箱式冷凝器和水箱式蒸发器外壳为不锈钢与透明玻璃制成前后可视的封闭保温箱，保温箱底部设有放水开关，风机盘管（23）管道中的电磁阀（281）设有温度传感器。

6.根据权利要求1所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的压缩机注液口、高压端，低压端接头分别相连截止阀为活动可拆卸式，压缩机底部的设置的减振器，包括：阻尼弹簧减振器、橡胶隔振器和隔离振动器。

7.根据权利要求3所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的风冷冷凝器、风冷蒸发器、风机盘管的交换风扇为调速风扇，设有档位开关，制冷系统电路配有通信接口，能够实现与计算机联接。

8.根据权利要求4或5所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的毛细管与膨胀阀并联通过三通阀转换，所述的水箱式冷凝器与风冷冷凝器并联通过三通阀转换，水箱式蒸发器与风冷蒸发器并联通过三通阀转换。

9.根据权利要求1或8所述的速学易用的实物教学制冷机，其特征在于：所述的制冷系统中三通阀分支为膨胀阀节流和毛细管节流两种，膨胀阀两端与三通阀并联连接，毛细管两端经快速接头与三通阀并联连接。

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