YUY-RB2制冷/熱泵循環(huán)演示測(cè)量裝置
一、概述：
1、制冷/熱泵循環(huán)演示測(cè)量裝置是根據(jù)制冷空調(diào)自動(dòng)化及機(jī)電一體化》、《空氣調(diào)節(jié)技術(shù)與運(yùn)用》等課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。從教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求的角度出發(fā)，以工程化的設(shè)計(jì)理念完整的實(shí)現(xiàn)了空調(diào)全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程。
2、綜合性；采用的演示和實(shí)際二種制冷系統(tǒng)在同一臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完整的完成不同制冷系統(tǒng)工況演示和實(shí)驗(yàn)。
3、工程化；整套控制系統(tǒng)大部分采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用部件.
4、開(kāi)放性；裝置采用透明化，開(kāi)放性設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠清晰的了解整個(gè)系統(tǒng)工作原理
5、安全保護(hù)；裝置設(shè)有強(qiáng)電漏電系統(tǒng)裝置
6、帶視窗的換熱器。系統(tǒng)中的蒸發(fā)器/冷凝器上開(kāi)個(gè)一個(gè)小窗口，窗口上安裝有玻璃，玻璃可耐壓2MP的壓力，可直接觀察到制冷劑的蒸發(fā)和冷凝現(xiàn)象，并通過(guò)進(jìn)出水溫的變化可觀測(cè)制冷效果。
7、同時(shí)系統(tǒng)配置了一套真實(shí)的板式熱器?？衫?6個(gè)電磁閥門(mén)自動(dòng)切換水路。汽路，可滿(mǎn)補(bǔ)帶視窗熱器在本裝置中的換熱效果不好的能效對(duì)比.
8、原理圖：
原理圖流程圖
三、技術(shù)性能
1.輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€～220V±10%50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃，相對(duì)濕度＜85%(25℃)，海拔＜4000m
3.裝置容量：3.5kVA
4.制冷劑：134A
5.制熱量：1.5kW(約)
6.重量：200kg(約)
7.主機(jī)外形尺寸（大約）：190cm×800cm×1500cm(約)
1)、主體板采用板工藝金結(jié)構(gòu),4040方鋼焊接成的主支撐架：顏色為：藍(lán)色、兩側(cè)的封板為活動(dòng)結(jié)構(gòu)，顏色為：白色。設(shè)計(jì)有排水口，補(bǔ)水口，通風(fēng)孔。補(bǔ)水口接上自來(lái)水可動(dòng)補(bǔ)水，不用手動(dòng)操作。
2)、設(shè)備正面下方：設(shè)計(jì)有2對(duì)門(mén)，顏色：白色,后面：有4對(duì)門(mén)，顏色：白色，打開(kāi)門(mén)可直觀展現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的原理。
3)、面板上開(kāi)有大小合適的觀察孔，裝有機(jī)玻璃，通過(guò)有機(jī)玻璃可以觀察到系統(tǒng)中的壓縮機(jī)、冷凝器1、蒸發(fā)器1,冷凝器2、蒸發(fā)器2、其結(jié)構(gòu)。
4)、視液鏡、毛細(xì)管、膨脹閥、高壓表、低壓表，壓力保護(hù)器分別布置在面板上，如圖:
5)、整機(jī)裝置安裝有6個(gè)輪子，可移動(dòng)，其中一個(gè)可固定剎車(chē)。
面板開(kāi)孔圖1800*900MM
主機(jī)結(jié)構(gòu)圖1900*800*1500MM
后面結(jié)構(gòu)圖左右結(jié)構(gòu)圖
8、控制柜：700cm×600cm×1600cm(約)采用藍(lán)色框架結(jié)構(gòu)，白色為搭配色，前后開(kāi)門(mén)，方便實(shí)訓(xùn)操作，前門(mén)采用玻璃裝飾，美觀大方
1)、面板上部：鐵質(zhì)面板，彩色噴，嵌入有電流表，電壓表，指示燈，漏電開(kāi)關(guān)，保險(xiǎn)，電氣控制按鈕。
2)、面板下部：下部為網(wǎng)孔板設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)裝置上的所有傳感器的電源、控制信號(hào)、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)，都引到面板的接線端子上，套管上有明確中文標(biāo)識(shí)，電壓、方便二次開(kāi)發(fā)。
9、安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流過(guò)流保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
控制柜面板1550*650MM
四、主要配置與特點(diǎn)：
制冷/熱泵循環(huán)演示測(cè)量裝置由操作臺(tái)主要由：制冷系統(tǒng)、溫度測(cè)試、流量測(cè)量系統(tǒng)、電流電壓檢測(cè)、加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、軟件控制、動(dòng)畫(huà)學(xué)演示等組成。設(shè)備配置三套制冷系統(tǒng)工：一套冷水機(jī)、一套板式換熱制冷系統(tǒng)和一套帶視窗功能蒸發(fā)器/冷凝器的制冷系統(tǒng)。
1、設(shè)備控制臺(tái)：
設(shè)備操作臺(tái)采用4040板金工藝結(jié)構(gòu)，下層安裝循兩個(gè)循環(huán)環(huán)水箱，上層安裝制冷系統(tǒng)，造型新穎，操作臺(tái)右邊為電氣系統(tǒng)控制柜，設(shè)有電源控制及測(cè)量?jī)x表功能板,可直觀展示制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；底部裝有四個(gè)帶剎車(chē)的萬(wàn)向輪，便于移動(dòng)和固定。
2、交流控制單元
單相三線220V交流電源供電，經(jīng)漏電流保護(hù)器控制總電源，動(dòng)作電流30mA
3、制冷系統(tǒng):
由1P空調(diào)壓縮機(jī)、冷凝器、視液鏡、干燥過(guò)濾器、手動(dòng)節(jié)流閥、蒸發(fā)器；制冷劑：134a，
4、冷卻循環(huán)水、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)
1)冷卻循環(huán)水、冷凍循環(huán)水:分別由2套電磁渦輪流量計(jì)、控制閥門(mén)、循環(huán)水泵組成，為制冷提供冷卻、冷媒水的循環(huán)。水泵采用CP-128CM/220V冷水機(jī)用冷熱水循環(huán)增壓離心泵,200W耐高溫水泵流量1噸，揚(yáng)程9米
2)水流量控制：由于制冷系統(tǒng)小，較大的水流量在實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算中誤差較大，和便于在各種流量中計(jì)算和觀察設(shè)備的制冷/熱泵效果，在觸摸屏上可以手動(dòng)給定電動(dòng)比例積分調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，來(lái)調(diào)節(jié)冷卻水，冷凍水的流量(給定范圍10-100)，方便實(shí)驗(yàn)。
5、溫度測(cè)量系統(tǒng)：
由多路數(shù)據(jù)采集模塊和12個(gè)高精PT100傳感器組成，可以測(cè)定、吸氣溫度、排氣溫度、入口溫度、室內(nèi)環(huán)境溫度、蒸發(fā)器溫度，冷凝器冷凝溫度、冷凝器進(jìn)水溫度、冷凝器出水溫度、蒸發(fā)器進(jìn)水溫度、蒸發(fā)出水溫度,
6、采用電流型壓力變送器：
分別壓力測(cè)量制冷系統(tǒng)吸氣壓力、排氣壓力.
7、流量測(cè)量系統(tǒng):
由2個(gè)渦4-20MAI渦輪流量計(jì)組成，分別測(cè)量冷凝水流量，冷卻水流量。
8、低溫冷卻水溫度控制系統(tǒng)：
為了實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)組在低溫下的實(shí)驗(yàn)工況，系統(tǒng)提供獨(dú)立"制冷/熱泵循環(huán)演示測(cè)量裝置"外的一套1P小型冷水機(jī)組,為整機(jī)提供不同的冷凝環(huán)境：制冷量1500W、電壓220V,進(jìn)出口接口：DN15,溫度控制：5-30度。0.5立方/單冷。
9、高溫冷卻水溫度控制系統(tǒng)：
為了實(shí)現(xiàn)"制冷/熱泵循環(huán)演示測(cè)量裝置"在高溫下的實(shí)驗(yàn)工況，系統(tǒng)提供冷卻循環(huán)水箱一個(gè),并在水箱上加裝了一個(gè)功率1500W加熱器，電壓220V。水箱溫度控制：5-50度。溫度可在觸摸屏上自由設(shè)定，由上位機(jī)軟件自動(dòng)控制。
10、蒸發(fā)器水溫度加熱控制系統(tǒng)：
為了實(shí)現(xiàn)"制冷/熱泵循環(huán)演示測(cè)量裝置"的實(shí)驗(yàn)工況，系統(tǒng)提供加熱器一個(gè),功率1500W、電壓220V,溫度控制：5-50度。-50度。溫度可在觸摸屏上自由設(shè)定，由上位機(jī)軟件自動(dòng)控制。
11、不銹鋼保溫水箱2只：
300×250×250cm；
12、外形尺寸：
2000×800×1500mm工作電壓：220V功率：3KW
13、不銹鋼冷凝器：
冷凝器采用直徑100MM厚0.5不銹鋼管和法蘭可拆結(jié)構(gòu)，蛇形換熱器：直徑10MM*6m。不銹鋼管法蘭上開(kāi)個(gè)一個(gè)小窗口，窗口上安裝有玻璃，玻璃可受2MP的壓力，可從玻璃視窗上觀察制冷工質(zhì)在在壓縮機(jī)壓縮下的高溫氣體，冷凝器中的冷凝過(guò)程，系統(tǒng)采用雙循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在外部流量，水載體在內(nèi)管內(nèi)循環(huán)。
14、不銹鋼蒸發(fā)器（同上）：
蒸發(fā)器直徑100MM厚0.5不銹鋼管和法蘭可拆結(jié)構(gòu)，法蘭上開(kāi)個(gè)一個(gè)小窗口，蛇形換熱器：直徑10MM*6m。窗口上安裝有玻璃，玻璃可耐壓2MP的壓力，可從玻璃視窗上觀察制冷工質(zhì)的低溫下蒸發(fā)現(xiàn)象和蒸發(fā)過(guò)程.,制冷劑在外部流量，水載體在內(nèi)管內(nèi)循環(huán)。
15、壓力保護(hù)：
1)壓縮機(jī)高低壓保護(hù)系統(tǒng)：加裝了一套高低壓力保護(hù)裝置，確保壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)安全的壓力環(huán)境下工作以及系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的保護(hù)。
2)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)：由于板式換熱器和帶視窗換熱器屬于兩套不同的換熱器，但兩種換熱器在系統(tǒng)中同一種工質(zhì)情況下，溫度壓力環(huán)境相同，而帶視窗的換熱器內(nèi)壓力不能過(guò)高(怕有危險(xiǎn))，本系統(tǒng)加裝了一套能量調(diào)節(jié)系統(tǒng),可實(shí)時(shí)在帶視窗換熱器演示時(shí)壓力的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。確保安全。
16、模式：系統(tǒng)可實(shí)驗(yàn)制冷和熱泵兩種功能,其中熱泵/制冷切換只在帶視窗演示系統(tǒng)中可轉(zhuǎn)換，
17、制冷系統(tǒng)提供三種節(jié)流方式：
分別是手動(dòng)膨脹閥、內(nèi)平衡膨脹閥的、毛細(xì)管節(jié)流,便于教學(xué)。
18、控制系統(tǒng):
制冷、制熱、手動(dòng)膨脹閥節(jié)流、內(nèi)平衡膨脹閥節(jié)流、毛細(xì)管節(jié)流節(jié)流、全部全自動(dòng)控控制，不需要人為手動(dòng)操作，由軟件自動(dòng)完成
19、12寸嵌入式工控一體機(jī)
1）CPU:Intel1037U1.8GHz22nm雙核處理器TDP17W超低功耗處理器
主板:IntelM11工控固態(tài)節(jié)能主板,內(nèi)存:1GDDR31333超高速內(nèi)存,支持1333/1066MHz內(nèi)存,最大可支持8GB。硬盤(pán):60GSSD固態(tài)硬盤(pán),顯卡:集成IntelHDGraphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨(dú)顯示、雙顯復(fù)制、雙顯擴(kuò)展。聲卡:集成ALC6626聲道高保真音頻控制器,網(wǎng)卡:集成1個(gè)RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡(luò)喚醒、PXE功能。電源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）,顯示屏:12寸LED工控屏分辨率：1024*900,觸摸屏:臺(tái)灣軍工Touchkit4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏,整機(jī)接口:4*USB2.0接口,其中兩個(gè)可支持USB3.0(需定制)，1*HDMI接口:1*VGA接口,1*RJ-45網(wǎng)絡(luò)接
2)、可在線顯示12路溫度、2路冷媒壓力、1路電壓、1路電流、2路水流量等主要數(shù)據(jù)。如：壓縮機(jī)吸氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)排氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)吸氣溫度（℃）、壓縮機(jī)排氣溫度（℃）\冷凝器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、冷凝器制冷劑出口溫度、（℃）蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、蒸發(fā)器制冷劑出口溫度（℃）、冷凝器進(jìn)水溫度（℃）、冷凝器出水溫度（℃）、蒸發(fā)器進(jìn)水溫度、（℃）蒸發(fā)器制出水溫度（℃）。
3)、可顯示各個(gè)溫度的實(shí)時(shí)曲線、記錄，保存。如:2路冷媒壓力、1路電壓、1路電流、2路水流量、壓縮機(jī)吸氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)排氣壓力（Mpa)、壓縮機(jī)吸氣溫度（℃）、壓縮機(jī)排氣溫度（℃）\冷凝器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、冷凝器制冷劑出口溫度、（℃）蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)口溫度（℃）、蒸發(fā)器制冷劑出口溫度（℃）、冷凝器進(jìn)水溫度（℃）、冷凝器出水溫度（℃）、蒸發(fā)器進(jìn)水溫度、（℃）蒸發(fā)器制出水溫度（℃）、屏
20、軟件與電氣系統(tǒng)控制：
實(shí)驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)工況采用手動(dòng)和自動(dòng)相結(jié)合的控制方式.在顯示器上，有多達(dá)7種工作模，實(shí)訓(xùn)時(shí)可任意切換工作模式，每一種模式都有相對(duì)應(yīng)的原理圖，以簡(jiǎn)易的動(dòng)畫(huà)原理，生動(dòng)展現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的工作原理，制冷系統(tǒng)流程，冷卻水循環(huán)流程，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)。如：
1)板式換熱器制冷模式：板式換熱器1-膨脹閥-板式換熱器2
2)板式換熱器制冷模式：板式換熱器1-毛細(xì)管-板式換熱器2
3)板式換熱器制冷模式：板式換熱器1-手動(dòng)膨脹閥-板式換熱器2
4)視窗換熱器制冷模式：視窗換熱器3-膨脹閥-視窗換熱器4
5)視窗換熱器制冷模式：視窗換熱器3-毛細(xì)管-視窗換熱器4
6)視窗換熱器制冷模式：視窗換熱器3-手動(dòng)膨脹閥-v換熱器4
7)板式換熱器熱泵模式：板式換熱器2-毛細(xì)管-板式換熱器1
8)視窗換熱器熱泵模式：視窗換熱器4-毛細(xì)管-視窗換熱器3
21、板式換熱系統(tǒng)：采用真實(shí)的板式換熱器2個(gè)，制冷量2100W，換熱面積0.36平方。
22、電磁閥組:
由19個(gè)電磁組成電磁閥組：能在制冷系劑系統(tǒng)、冷凝水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、帶視窗的換熱器演示、板式換熱器實(shí)驗(yàn)中自由切換。
23、壓縮機(jī)，加熱器電子測(cè)量模塊：
可在線顯示：壓縮機(jī)電流、電壓、功率、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率.
五.實(shí)訓(xùn)功能：
1、進(jìn)行制冷循環(huán)過(guò)程和熱泵演示，可觀察制冷工質(zhì)的蒸發(fā)、冷凝在冷凝器內(nèi)過(guò)程及壓縮機(jī)的工作現(xiàn)象。
2、可演示多種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：熱泵循環(huán)，制冷循環(huán)
3、可演示制冷系統(tǒng)的常見(jiàn)故障
4、可演示空調(diào)水系統(tǒng)的循環(huán)原理
5、可演示對(duì)3種節(jié)流裝置在制系統(tǒng)中的制冷效果；
6、認(rèn)知制冷系統(tǒng)中多節(jié)流閥作用和結(jié)構(gòu)樣式
7、研究制冷系統(tǒng)中的制冷劑回流熱泵原理。
8、手動(dòng)膨脹閥的使用
9、內(nèi)平衡膨脹閥的認(rèn)識(shí)
10、毛細(xì)管節(jié)流使用
11、數(shù)據(jù)和應(yīng)用計(jì)算
12、研究制冷系統(tǒng)中的制冷劑回流熱泵原理在不同式?jīng)r下對(duì)制冷量的影響。
13、利用水冷冷凝器熱平衡法（輔測(cè)法）求制冷壓縮機(jī)制冷量
14、制冷機(jī)組能效比的計(jì)算與分析
六、配置表
|
序號(hào) |
名稱(chēng) |
型號(hào) |
單位 |
數(shù)量 |
說(shuō)明 |
|
1 |
冷水機(jī) |
1P/220V、DN15自動(dòng)控制 |
套 |
1 |
自制 |
|
2 |
壓縮機(jī) |
1P/220法國(guó)泰康 |
個(gè) |
1 |
|
|
3 |
高壓表 |
3.5MP |
個(gè) |
1 |
中性 |
|
4 |
低壓表 |
1.5MP |
個(gè) |
1 |
中性 |
|
5 |
視液器 |
3/8 |
個(gè) |
1 |
|
|
6 |
板式換熱器 |
1P換熱量2100W |
個(gè) |
2 |
不銹鋼 |
|
7 |
過(guò)濾器 |
3/8 |
個(gè) |
1 |
|
|
8 |
手閥 |
3/8 |
個(gè) |
2 |
|
|
9 |
壓力控制器 |
|
套 |
1 |
|
|
10 |
膨脹閥 |
1號(hào)TN2 |
個(gè) |
1 |
|
|
11 |
加液閥 |
1/4 |
個(gè) |
1 |
|
|
12 |
蒸發(fā)器 |
不銹鋼式帶透明帶視窗 |
套 |
1 |
自制 |
|
13 |
冷凝器 |
不銹鋼式帶透明帶視窗 |
套 |
1 |
自制 |
|
14 |
控制電磁閥 |
3/8 |
套 |
8 |
鴻森 |
|
15 |
水箱 |
不銹鋼，帶蓋300×250×250cm |
個(gè) |
2 |
|
|
16 |
架子 |
2000*800*1500MM |
套 |
1 |
|
|
17 |
控制柜 |
700*600*1600 |
套 |
1 |
|
|
18 |
水泵 |
CP-128CM/220V冷水機(jī)用冷熱水循環(huán)離心泵370W |
個(gè) |
2 |
|
|
19 |
渦輪流量計(jì) |
4-20MA輸出帶現(xiàn)場(chǎng)顯示 |
個(gè) |
2 |
|
|
20 |
電力模塊 |
測(cè)量壓縮機(jī)功功率，無(wú)功功率，有功功率，功率因數(shù) |
個(gè) |
1 |
|
|
21 |
繼電器 |
24V |
個(gè) |
12 |
|
|
22 |
工業(yè)控制屏 |
12寸嵌入式/220V |
套 |
1 |
|
|
23 |
壓力傳感器 |
0-3MP,4-20MA |
個(gè) |
2 |
|
|
24 |
控制模塊 |
12路輸出模塊/485通信 |
套 |
1 |
|
|
25 |
加熱管 |
不銹鋼1500W220V長(zhǎng)300MM |
根 |
2 |
|
|
26 |
電磁閥 |
DN15 |
個(gè) |
8 |
|
|
27 |
傳感器 |
3000MM*4MM/PT100 |
根 |
12 |
|
|
28 |
傳感器盲管 |
6MM*50NN |
個(gè) |
4 |
|
|
29 |
手閥 |
DN15 |
只 |
2 |
|
|
30 |
水龍頭 |
DN15 |
只 |
1 |
|
|
31 |
數(shù)據(jù)采集模塊 |
12路輸入PT100/通信485 |
套 |
1 |
|
|
32 |
電壓表 |
450V交流 |
只 |
1 |
指針 |
|
33 |
電流表 |
30A交流 |
只 |
1 |
指針 |
|
34 |
電動(dòng)比例積分調(diào)節(jié)閥 |
24V/輸入4/20MA/輸出4/20MA, |
套 |
2 |
DN15 |
|
35 |
能量調(diào)節(jié)閥 |
|
套 |
1 |
3/8 |
|
36 |
高壓控制器 |
|
個(gè) |
1 |
|
