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多功能熱泵空調教學實驗臺

多功能熱泵空調教學實驗臺是基于清華大學多功能制冷實驗臺和高能效比熱泵實驗臺基礎上,面向國家精品課程“工程熱力學”、“傳熱學”、主干基礎課“熱工基礎”及“制冷技術原理”,由清華大學熱能工程系研制。實驗臺首次將廢熱水余熱利用引入實驗教學中,并將水路進行自循環,大幅度節約實驗用水,同時也使實驗臺擺放不受外接水限制。實驗臺設計功能豐富,可進行熱力學和傳熱學相關實驗,在以往一種換熱器基礎上,該試驗臺還可以做不同換熱器換熱性能的工程熱力學實驗。實驗臺測試精度進一步提高,在以往教學測試類實驗的基礎上還可做相關研究性實驗。

  主要技術指標

實驗裝置分為制冷系統、水循環系統和數據采集控制系統。由變頻壓縮機、冷凝器、蒸發器、電子膨脹閥、觀察視鏡、截至閥及銅管路等組成制冷系統;由渦輪流量計、水泵及水罐、多種換熱器和管路等組成水循環系統;由溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、壓力表、變頻壓縮機功率儀、巡檢儀、觸摸屏計算機及數采后處理軟件組成的數據采集控制系統。

1制冷工質:R410A

2蒸發溫度:-10 +10 ℃;

3冷凝溫度:最高不超過60,制熱水溫度30 60     

4壓縮機功率:0~1500 W,轉速0~880 rev/min  

5制熱水量:2000 W~6000W

6制熱系數(能效比):5~13

7配備36路循環檢測儀,即時檢測實驗臺各測點溫度及壓力、流量、差壓等;

8配備高精度壓力傳感器,準確度達±0.2%

9. 應用渦輪流量計測量水流量,精度±0.5%

10.19寸高精度觸摸屏一體機,實時顯示系統溫度、壓力、功率等數據,計算系統能效比和制熱量等參數。

11.溫度與光顏色對比變化控制,實驗中水溫的變化,可通過光的顏色(5種,紅、黃、綠、紫、藍,不同溫度區域顏色不同)來觀看。

12.實驗臺外形尺寸:長1100mm×寬750mm×高1800mm

 實驗內容

本實驗臺可完成傳熱學、工程熱力學、熱工基礎、制冷原理等課程的多種實驗,同時學生也可以理論聯系實際,模擬真實的工業環境,做相關科研實驗,也可作為課程設計或畢業設計大大提高了學生的創新實踐能力。

1)工程熱力學、制冷原理實驗內容

1.視鏡觀察制冷工質的蒸發、冷凝過程及節流后的二相流型和流動狀態;

2.實驗測定不同蒸汽壓縮式制熱循環工質狀態的變化及循環全過程的熱力學特性,繪制壓焓圖;

3. 實驗測試不同工況下的變頻渦旋壓縮機轉速、功率、制熱量特性曲線;

4. 利用廢熱水熱量下,繪制制熱和制冷循環熱力學狀態,繪制T-S圖。

2)傳熱學、熱工基礎實驗內容

1.進行制熱循環的熱力計算;

2.利用廢熱水熱量下,制熱循環系統能效比和系統制熱量情況;

3.實驗測定,板式換熱器換熱性能和流動阻力;

4.實驗測定,板翅式換熱器換熱性能和流動阻力;

5.實驗測定,管殼式換熱器換熱性能和流動阻力;

6.理論聯系實際,加深學生了解制熱循環系統的組成。

 

本實驗設備已獲得2010年清華大學實驗技術成果一等獎。

本實驗設備已獲得實用新型專利。專利號:ZL 2009 2 0271495.6


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