智能型制冷压缩机性能测试实训装置

智能型制冷压缩机性能测试实训装置

一、产品概述

“智能型制冷压缩机性能测试实训装置” 由天华科教精心打造，以可编程控制器 PLC 为控制核心，严格依据国家标准 GB/T5773-2004《容积式制冷压缩机性能试验方法》，采用第二制冷剂量热器法作为主要测量法，水冷冷凝器法作为辅助测量法。该装置在试验工况调节、试验数据采集及试验数据处理方面，创新性地融入了手动和自动两种方式，为操作者提供了灵活多样的选择。目前，已广泛应用于各院校制冷专业的相关课程教学实训中，成为培养制冷专业人才的得力助手。

二、系统特点

1. 双系统架构 ：该智能型制冷压缩机性能测试实训装置包含二套相互协同的系统。其一为压缩机测试系统，专注于制冷压缩机的核心性能测试；其二为过冷度调节辅助系统，主要功能是为压缩机测试过程提供精准的过冷度调节支持，确保测试条件的稳定性和准确性。

2. 智能控制算法 ：为保证系统工况的稳定，装置采用了先进的 PID 控制算法以及带预测机制的智能控制算法进行综合控制。PID 控制算法能够依据预设参数，对系统进行实时、精准的调节，使系统迅速响应并恢复到目标工况。而带预测机制的智能控制算法则更具前瞻性，它能够根据系统当前的运行状态和趋势，提前预测可能出现的波动，并采取相应的预防措施，进一步增强了系统工况的稳定性。

三、技术性能

1. 输入电源 ：装置所需的输入电源为三相四线制，交流电压 380V±10%，频率 50Hz，可适应一般工业环境的供电条件。

2. 工作环境 ：设计工作环境温度范围为 -10℃至 +40℃，相对湿度在 25℃时小于 85%，且海拔高度不超过 4000 米，确保在常见的地理和气候条件下都能稳定运行。

3. 装置容量 ：其容量小于 5kVA，既能满足实训所需的功率要求，又不会造成能源的过度消耗，具有较高的能源利用效率。

4. 制冷剂与第二制冷剂 ：分别选用了 R22 和 R123 作为制冷剂和第二制冷剂，这两种制冷剂在制冷行业中具有广泛的应用基础，且具备良好的制冷性能和稳定性，能够为实训提供可靠的制冷效果。

5. 制冷量 ：装置的制冷量为 2.3kW，可满足常规制冷压缩机性能测试的需求，为学生提供了接近实际生产环境的测试场景。

6. 安全保护装置 ：配备了完善的电压型漏电保护、电流型漏电保护、过流保护、过载保护以及接地保护等多重安全保护装置，所有安全设计均符合相关国家标准，全方位保障了使用者的人身安全以及设备的运行安全。

四、配置及技术性能

（一）控制台

1. 交流电源 ：为整个实训装置的控制屏提供稳定的三相交流电源，通过电源总开关实现对电源的集中控制。同时，控制台上配置了三只指针式交流电压表，能够直观地指示输入三相电网的电压值，方便操作人员实时监测电源状态。

2. 安全保护体系 ：集成了电压型漏电保护、电流型漏电保护、过流保护、过载保护以及接地保护等多种安全保护功能。这些保护装置能够在设备出现异常情况时迅速响应，自动切断电源或采取相应的保护措施，有效防止事故的发生，确保使用者和设备的安全。

3. 实训桌 ：采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨的高密度板，不仅结构坚固耐用，而且造型美观大方。桌面下方设有两个大抽屉，可用于放置工具、资料等物品，方便教学实训过程中的使用。桌面上方用于安装电源控制屏，并为操作者提供了一个宽敞舒适的工作台面。此外，实训桌底部还安装了四个万向轮，便于装置在实训场地内的移动和固定。

（二）压缩机测试系统

该系统是整个实训装置的核心部分，主要由被测压缩机、卧式壳管式冷凝器、冷却塔、冷凝水循环水泵、视液镜、干燥过滤器、电子膨胀阀、水量调节阀、储液器以及量热器等关键部件组成。通过这些部件的协同工作，能够真实地模拟制冷压缩机的实际运行工况，为压缩机性能测试提供了一个可靠的实验平台。

（三）过冷度调节辅助系统

由过冷器、循环水泵、水量调节阀以及冷却塔等组成。其主要作用是通过对制冷剂过冷度的精确调节，满足压缩机测试系统在不同工况下的需求，提高测试结果的准确性和可靠性。

（四）测量仪表

1. 指针式电压表 ：量程为 0～450V，用于测量系统中的电压参数，操作简便，读数直观。

2. 真空压力表 ：配备了两只真空压力表，量程分别为 -0.1～1.5MPa 和 -0.1～3.5MPa，能够精确测量系统中的压力变化，为压缩机性能测试提供重要的数据支持。

3. 数显温度表 ：采用 PT100 传感器，测量范围广泛，从 -50℃至 +150℃，能够实时监测系统中不同位置的温度变化，为工况分析和故障诊断提供准确的温度数据。

4. 玻璃转子流量计 ：量程为 16～160mL/min，用于测量流体的流量，其结构简单、工作可靠，测量精度较高，可满足实训过程中的流量测量需求。

5. 功率表 ：精度高达 0.5 级，能够单独显示电压、电流以及功率信号，为分析压缩机的能耗性能提供了精确的测量工具。

（五）主机实训模块

配置了性能强大的西门子 CPU224 PLC（AC/DC/RLY）主机，该主机集成了 14 路数字量输入和 10 路数字量输出，能够满足复杂的控制需求。同时，主机还带有一个 RS-485 通信口，并配套了 PC/PPI 编程电缆，方便用户进行编程和通信操作，实现了对实训装置的智能化控制。

（六）温度采集模块

配备了西门子 EM231 模拟量模块（4 路模拟量输入）和 EM232 模拟量模块（2 路模拟量输出），这些模块能够高精度地采集系统中的温度信号，并将其转换为可处理的电信号，为压缩机性能测试提供了准确的温度数据支持，确保了测试结果的可靠性。

（七）检测传感器

系统中还包含了压力变送器及流量传感器等多种检测传感器。这些传感器分布在系统的各个关键部位，能够实时监测系统的运行参数，并将监测数据传输给控制主机进行处理和分析，为实现对制冷压缩机性能的全面测试提供了有力保障。

五、实训项目

1. 国标实训方法学习 ：通过实训装置，学生可以深入了解国标 GB/T5773—2004 的具体内容和实训方法，掌握该国家标准在制冷压缩机性能测试中的应用，为后续的实际操作和性能评估奠定坚实的理论基础。

2. 制冷循环系统原理探究 ：使学生熟悉蒸汽压缩式制冷循环系统的基本结构和工作原理，包括制冷剂在系统中的流动路径、各部件的功能以及相互之间的连接方式等。通过实际观察和操作，学生能够更加直观地理解制冷循环过程中的物理变化和能量转换，加深对制冷技术的专业认知。

3. 压缩机测试系统工况控制 ：学生可以在实训装置上进行压缩机测试系统的试验工况控制操作，学习如何运用智能控制算法和手动调节手段，使系统达到并稳定在设定的工况条件下。这一实训项目有助于培养学生的实际操作能力和对制冷系统运行状态的调控能力，提高他们解决实际问题的技能水平。

4. 制冷量相对误差测量 ：借助实训装置，学生能够开展主、辅测制冷量相对误差的测量实验。通过精确的测量和数据分析，学生可以掌握制冷量测量的方法和技巧，了解影响制冷量测量精度的各种因素，并学会如何减小测量误差，提高测试结果的准确性。这对于评估制冷压缩机的性能和质量具有重要意义。

5. 制冷机组能效比测量 ：能效比是衡量制冷机组经济性和节能性的重要指标。在实训过程中，学生将学习如何测量制冷机组的能效比，包括能耗数据的采集、计算方法以及影响能效比的因素分析等。通过该实训项目，学生能够树立节能意识，掌握优化制冷机组运行效率的方法，为今后从事制冷设备的设计、运行和管理等工作提供有力支持 。