压缩机检测方法和参数—压缩机性能测试一、前言制冷压缩机是制冷装置中最主要的设备,是制冷系统的动力装置和主机,相当于制冷机的心脏。
它使制冷剂在系统的管路中循环,把来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸汽压缩成高温高压的制冷剂蒸汽再排入冷凝器。
压缩机的作用可总结为:1)从蒸发器中吸出蒸汽,以保证蒸发汽内一定的蒸发压力。
2)提高压力(压缩)以创造在较高温度下冷凝的条件。
3) 输送制冷剂,使制冷剂完成制冷循环。
压缩机性能的好坏直接影响到整机的制冷效果。
而且,压缩机与制冷系统的匹配是否合理,不但涉及到整个装置的成本,而且对使用寿命和能耗均有影响,所以对压缩机的性能及有关参数的测试是非常有必要的。
对 压缩机性能的测试主要是测定压缩机运行时相关温度、压力、液位、转速、功率、振动、噪声、制冷剂流量、制冷量,其中制冷剂流量、制冷量及规定工况下的制冷 量是测试的重点。
压缩机测试完后,需要对测试数据参照国家标准进行判断分析,以找出压缩机结构设计中问题,或者判断该压缩机是否运行良好。
本文将先对压缩机的测试原理、方法和相关规定做一个简单介绍,然后对测试过程进行描述,并对测试后数据进行分析、评价。
以此对压缩机检测与分析的全过程进行描述和分析,不到之处,请大家批评指正。
二、压缩机测试的相关规定为保证测试的统一性和结果的可靠性,国家规定了压缩机测试的相关标准,而该标准也即国际标准ISO 917-1974 中的《制冷压缩机的试验标准》。
2.1 一般规定2.1.1 排除试验系统内的不凝性气体.确认没有制冷剂的泄漏.2.1.2 系统内应有足够的符合有关标准规定的制冷剂.压缩机内保持正常运转用润滑油量.2.1.3 循环的制冷剂液体内含油量应不超过2%(以质量计).2.1.4 压缩机吸、排气口的压力一温度在同一部位测量,该测点应在吸、排气截止阀外(不带阀的封闭压缩机为距机壳体)0.3m的直管段处。
2.1.5 排气管道上应设置有效的油分离器.2.1.6试验系统装置的周围不应有异常的空气流动。
2.1.7 试验装置环境温度为30±5℃。
2.1.8 提供测量含油量而抽取制冷剂??—油混合物样品的设备。
2.2 试验规定2.2.1 压缩机性能试验包括主要试验和校核试验,二者应同时进行测量。
2.2.2 校核试验和主要试验的试验结果之间的偏差应在±4% 以内,并以主要试验的测量结果为计算依据。
2.2.3 压 缩机试验时,系统应建立热平衡状态,试验时间一般不少于1.5h。
测量数据的记录应在试验工况稳定半小时后,每隔20min测量一次,直至连续四次的测量 数据符合规定为止。
第一次测量到第四次测量记录的时间称为试验周期,在该周期内允许对压力、温度、流量和液面作微小的调节。
2.2.4 主要试验方法a. 第二制冷剂量热器法b. 满液式制冷剂量热器法c. 干式制冷剂量热器法d. 制冷剂气体流量计法2.2.5 校核试验方法a. 水冷冷凝器量热器法b. 制冷剂液体流量计法c. 压缩机排气管道量热器法2.3 测量仪表和精度的规定2.3.1 一般规定2.3.1.1 试验用仪表的类型,可采用一种或数种进行测量。
2.3.1.2 试验用仪表应在有效使用期内,并应有近期经国家计量部门或有关部门校正的合格证明。
2.3.2 温度测量仪表和精度2.3.2.1 仪表:玻璃水银温度计、热电偶、电阻温度计、半导体温度计和温差计。
2.3.2.2 精度:a. 量热器的加热或冷却介质和制冷剂的进、出口温度:准确度±0.1℃;b. 冷凝器用于校核试验时的冷却水温度:准确度±0.1℃;c. 压缩机吸气温度、流量节流装置前温度:准确度±0.1℃;d. 其它温度:准确度±0.2℃;2.3.2.3 温度测量的规定:a. 温度计套管采用薄壁钢管或不锈钢薄壁管,垂直插入流体.管径较少时可斜插逆流或用测温管,插入深度为1/2管道直径。
套管内注冷冻机油读数时不应拔出温度计;b. 可能时,在用于测量量热器加热或冷却介质和制冷剂进、出口温差时,应在每次读数之后,交换进、出口温度计进行测量,以提高测量准确度;c. 量热器环境温度的测量为距离量热器外表面0.5m,高度为量热器中心位置处四个方向测量的温度平均值。
2.3.3 压为测量仪表和精度2.3.3.1 仪表:弹簧管式压力表、U型管压差计、压力传感器和水银柱大气压力计等。
2.3.3.2 精度:所有压力测量仪表,其绝对压力读数或压差读数的准确度为±1%以内。
2.3.3.3 压力测量的规定:a. 用水银大气压力计测量大气压力时,读数应作温度修正,或向当地气象局询问大地气压力值;b. U型压差计的玻璃管内径不小于6mm.2.3.4 流量测量仪表和精度2.3.4.1 仪表:液体计量容器、流量节流装置和液体流量计等。
2.3.4.2 精度:a. 量热器加热或冷却介质、制冷剂液体的流量:准确度为测定流量的±1%以内。
b. 制冷剂气体流量:准确度为测定流量的±2%。
2.3.4.3 流量测量规定:a. 流量节流装置的设计、制造、安装与计算应按照GB 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》的规定;b. 流量节流装置的压差读数应不小于250mm液柱高度。
2.3.5 电工测量仪表和精度2.3.5.1 仪表:功率表(包括指示式和积算式)、电流表、电压表、功率因数表、频率表和互感器。
2.3.5.2 精度等级:a. 功率表:指示式为0.5级精度、积算式为1级精度;b. 电流表、电压表、功率因数表和频率表:0.5级精度;c. 互感器:0.2级精度。
2.3.5.3 电工测量规定:功率表测量值应在满量程度的1/3以上。
用“两功率表”法成“三功率表”法测量三相交流电动机功率时,指示的电流和电压值应不低于功率表额定电压和电流值的60%。
2.3.6 压缩机功率测量仪表和精度2.3.6.1 仪表:转矩转速仪、天平式测功计、标准电动机和其它测功仪表等。
2.3.6.2 精度:准确度为测定轴功率的±1.5%以内。
2.3.6.3 测量规定:a. 测量三相交流电致力机输入功率采用“两功率表”法或“三功率表”法;b. 有皮带或齿轮伟动时,其传动效率如下:直联传动:1.0;精密齿轮传动(每级):0.985;三角皮带传动:0.965。
2.3.7 转速测量仪表和精度2.3.7.1 仪表:转速计数法、转速表和闪光测频仪等。
2.3.7.2 精度:准确度为测定转速的±1%以内。
2.3.8 时间测量:采用秒表测量。
准确度为测定经过时间的±0.1%.2.3.9 重量(质量)测量:采用各类台秤、天平和磅秤。
准确度为测定重量(质量)的±0.2%。
三、压缩机检测方法和参数3.1 压缩机检测方法压缩机检测方法有多种,包括:第二制冷剂量热器法、满液式制冷剂量热器法、干式制冷剂量热器法等。
本人在测试中使用的方法是第二制冷剂量热器法。
下面就对该测量法进行简单的介绍和分析。
3.1.1测试原理第二制冷剂量热器法测试台如图1所示, 第二制冷剂量热器由一组直接蒸发盘管作蒸发器,该蒸发器被悬置在一个隔热压力容器的上部,电加热器安装在容器底部并被容器中的第二制冷剂浸没着。
制冷剂流量由靠近量热器安装的膨胀阀调节。
测 试时,启动测试系统,气体从压缩机出来经快速接头、测量块、软管、球阀后到油分离器,其中油从油分离器底部流出回到压缩机。
制冷剂气体从油分离器上部流到 冷凝器,再从冷凝器底部流到储液器,经管道流到套管式冷凝器再进行充分冷却,然后流经干燥过滤器到节流阀和毛细管,进入量热器中的蒸发器,在蒸发器中蒸发后回到压缩机。
在冷却水系统中,冷却水流经冷凝器时下部进上部出。
而流经套管式冷凝器时从上部进下部出。
根据冷凝器的设计构造,这样可以提高换热系数。
在量热器内,电加热管安装在量热桶的下部,电加热管被第二制冷剂浸泡着。
当电加热管通电加热时,第二制冷剂吸收热量开始蒸发,而系统制冷剂也在蒸发器中 蒸发,它蒸发所吸收的热量即来自第二制冷剂蒸发时所放出的热量。
第二制冷剂蒸汽遇冷后被液化变成液体回到量热桶低部。
当第二制冷剂所蒸发的量与所液化的量 达到相等时,(我们所说的量热桶内工况达到平衡),系统的制冷量等于电加热管的加热量,此时即认为电加热管所消耗的工等效于压缩机的制冷量,这样通过测定 量热器加热管功耗即可测定制冷量了。
图1 第二制冷剂量热器法压缩机测试系统原理图3.1.2测定的相关规定1. 为了减少外界热量的影响,膨胀阀与量热器之间的管道应隔热。
量热器的漏热量应不超过压缩机制冷量的5%。
2. 应以0.05kgf/cm2分度的压力测量仪表测量第二制冷剂压力。
并应使第二制冷剂压力不超过量热器的安全限度。
3. 关闭量热器制冷剂进、出口截止阀后才能进行漏热量的标定。
4. 调节输入第二制冷剂的电加热量,使第二制冷剂压力所对应的饱和温度比环境温度高15℃左右,并保持其压力不变。
环境温度应在40℃以下,保持其温度波动不超过±1℃。
5. 电加热器输入功率的波动应不超过±1%,每隔1h测量一次制冷剂压力,直至连续四次相对应的饱和温度值的波动不超过0.5℃时。
6. 漏热系数用下式计算:K1= Qh /tp-ta kcal/h.℃3.2 压缩机检测主要参数压缩机性能表征参数主要有:温度、压力、液位、转速、功率、振动、噪声、制冷剂流量、制冷量等。
所以测量压缩机的性能就是要测量这些参数。
这些参数的测量方法和使用仪表如下:3.2.1温度温度是压缩机测量中最常见最基本的工艺参数之一。
在压缩机及其系统中,温度测量的对象只要包括被压缩气体的温度、润滑油油温、冷却水水温,填料函温度、主轴承温度、主电机轴承温度及定子线圈温度等。
测量温度的方法从感受温度的途径来分有两种:一类是接触式的,即通过测温元件与被测物体的接触而感知物体的温度;另一类是非接触式的,即通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度。
常见的接触式测温仪表有:A膨胀式温度计B 压力式温度计C 电阻式温度计D 热电偶温度计3.2.2压力压力是压缩机设计中的重要参数。
不但压力本身是表征流体流动过程的重要参数,而且流速、流量等参数的测量也往往转换为压力测量问题。
在压缩机及其系统中,压力测量的对象主要包括被压缩气体的压力,润滑油油压、冷却水水压等。
根据工作原理,目前所采用的压力指示仪器主要有液柱式、弹性式,活塞式,电气式和电子式等。
3.2.3液位压缩机组中需要测量的液位有主油箱润滑油液位,注油器油箱液位、中间分液罐凝液液位及填料漏气收集罐液位。
3.2.4 转速转速是压缩机的一个重要特征参数。
测定活塞式压缩机的排气量时,若实际转速与设计转速不同,则需按照转速比修正。