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1 設(shè)計目的意義
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，空調(diào)設(shè)備的應用幾乎遍及生產(chǎn)、生活等各個方面，環(huán)境污染問題、能源緊張問題越來越引起世界各國人民的關(guān)注。制冷空調(diào)行業(yè)發(fā)展的趨勢是節(jié)能、環(huán)保，制冷空調(diào)充分發(fā)揮制冷效果至關(guān)重要。然而在我們生產(chǎn)生活中，制冷空調(diào)維護和管理專業(yè)和制冷高級技術(shù)人才的需求量也愈來愈大，但是能夠懂得制冷系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及外界各大參數(shù)改變對制冷效果影響的人員卻為之少數(shù)。家用空調(diào)能耗檢測儀是集合制冷系統(tǒng)優(yōu)化、冷熱風循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化；制冷量的測試及計算；改變制冷工況而得到不同的能效比；電腦板的工作狀態(tài)及檢修；影響小型空調(diào)器的各種因素等為一體的檢測儀。通過檢測儀模擬長時間運行中的制冷空調(diào)器，在運行過程中改變相關(guān)的變量，對制冷量、電能耗電量的影響。同時讓大多數(shù)人了解在空調(diào)器運行維護過程中，通過定時檢查空調(diào)器運行狀況的重要性，可大大降低制冷空調(diào)器在運行中造成不必要的電能損失，又可以得到我們想要的制冷效果。
2.應用前景
它具有構(gòu)思科學、新穎、實用、集多種功能于一體，兼顧制冷空調(diào)器的各個系統(tǒng)。該測試儀作成本低而簡明，可適宜中職、高職院校制冷專業(yè)及小型空調(diào)器制造廠員工的制冷、電氣、空氣循環(huán)系統(tǒng)培訓；既以可用于教學又能用于小型空調(diào)工廠的實際測試，是理想性能測試和技術(shù)數(shù)據(jù)測試設(shè)備。為制冷專業(yè)提供了專業(yè)性的空調(diào)技術(shù)綜合性能測試的實用裝置，將有效的提高實訓教學水平以及人才培養(yǎng)質(zhì)量。此外，該項技術(shù)還可用于制冷設(shè)備維修中級工和高級工的培訓和考級，也可用于企業(yè)員工的技術(shù)培訓和小型制冷空調(diào)廠的空調(diào)綜合性能測試。本裝置的制作理念與實際應用已經(jīng)初步成熟，產(chǎn)品設(shè)計實行標準化，可以直接體現(xiàn)在生活過程中，空調(diào)器在運行使用中所遇到的問題，通過更加詳細的測試，來體現(xiàn)空調(diào)在各種狀況下使用中的能耗損失。推出這套空調(diào)技術(shù)綜合性測試裝置迎合了市場和教學的需要，同時由于其價格低廉、功能齊全而且簡明實用，必將受到廣大用戶的歡迎，如果與相關(guān)公司企業(yè)合作提高空調(diào)性能，達到更好的制冷效果且節(jié)能、環(huán)保，并由公司企業(yè)進行宣傳推廣，使得使用者都能通過對空調(diào)器的運行狀況的了解，從而在運行過程中節(jié)省能耗損失，使我們國家也能走綠色環(huán)保、節(jié)能新型社會。該測試裝置的研發(fā)成功，將填補目前市面的空白，其技術(shù)由企業(yè)的支持；測試和應用由教具公司的推廣，它的應用前景是十分可觀的。

設(shè)計思路與技術(shù)方案
2.1設(shè)計思路
根據(jù)空調(diào)器普及率的提高，空調(diào)已是創(chuàng)造室內(nèi)舒適環(huán)境、保證生產(chǎn)工藝、提高工作效率和發(fā)展生產(chǎn)力的重要保證。但是空調(diào)在營造舒適環(huán)境的同時，也消耗了大量的能源，其發(fā)展方向直接影響到國民經(jīng)濟的發(fā)展，能源的利用以及環(huán)境保護。為了國內(nèi)空調(diào)能耗現(xiàn)狀的同時，結(jié)合現(xiàn)在國內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)水平和出現(xiàn)的節(jié)能新技術(shù)，培養(yǎng)掌握空調(diào)與制冷專業(yè)理論知識和專業(yè)實踐技能，從事空調(diào)、制冷設(shè)備及系統(tǒng)的技術(shù)升級、改造設(shè)計、安裝、調(diào)試維護、技術(shù)管理等方面的技能應用型人才。家用空調(diào)能耗檢測儀是集合制冷系統(tǒng)優(yōu)化、冷熱風循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化；制冷量的測試及計算；改變制冷工況而得到不同的能效比；電腦板的工作狀態(tài)及檢修；影響小型空調(diào)器的各種因素等為一體的制冷性能測試的裝置。本著 “求是、篤實、創(chuàng)新、立業(yè)”的校訓為原則，以空調(diào)技術(shù)綜合性能測試為對象，進行了深入的研究和創(chuàng)造性的開發(fā)。對制冷系統(tǒng)的優(yōu)化，冷熱風循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化，毛細管、制冷劑充注量、電容器等各參數(shù)的最佳選擇，從制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、故障檢修與排除及制冷性能、能效比的影響等方面入手，設(shè)計出這一套空調(diào)技術(shù)綜合性能測試裝置并將之實現(xiàn)。
2.2 設(shè)計的依據(jù)
在設(shè)計與開發(fā)的過程中，力求做到下列幾方面：
1) 代表性強：采用目前最具有代表性空調(diào)性能的測試裝置作為研發(fā)對象；
2) 直觀性強：可直接觀測到制冷系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等各個點工作時的參數(shù)，通過分析參數(shù),可以了解空調(diào)的實時工作狀態(tài),提高學生對制冷系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和外界環(huán)境參數(shù)的改變，對空調(diào)綜合性能的測試和分析能力；
3) 實用性好：由于是應用真實的空調(diào)，不但可以進行空調(diào)的性能測試、系統(tǒng)的調(diào)試、課題研究和開發(fā)，實際移動式空調(diào)、雪種的充排、毛細管長度分析，電容量對電機的轉(zhuǎn)數(shù)影響，電機電壓對整個綜合性能的影響，以及制冷效果的影響等全各方面基本實訓。還能學習掌握制冷系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)、工作原理、測試原理、實驗數(shù)據(jù)分析及組成元件；
4) 安全可靠：設(shè)有漏電壓、漏電流保護器，對地漏電電流超過一定值，即跳閘切斷電源；并有熱保護器件，對壓縮機進行過熱、過載保護，符合國家標準；
5) 通用性廣：適宜中職、高職院校制冷專業(yè)及小型空調(diào)器制造廠員工的制冷、電氣、空氣循環(huán)系統(tǒng)培訓；既以可用于高等職業(yè)教育制冷工程專業(yè)實訓教學又能用于小型空調(diào)工廠的實際測試，是理想測試和實驗設(shè)備。以及企業(yè)員工的技術(shù)培訓和產(chǎn)品的測試；
6) 內(nèi)容豐富：提供主要器件參數(shù)，以及該類產(chǎn)品的工作原理、制冷系統(tǒng)圖，電氣系統(tǒng)圖等，可對測試的主要技術(shù)參數(shù)有多個型號選擇，測試的范圍廣，測試主要性能參數(shù)精確，效果明顯，并列出整機工作的條件和影響因素；
通俗易懂：通過計算機輔助設(shè)計、數(shù)碼圖片、示意圖、系統(tǒng)圖及電路圖等將整個設(shè)計過程中難以用文字表達的知識內(nèi)容、設(shè)備構(gòu)架及實際操作方法，生動形象的表達出來。
2.2.1裝置的組成
家用空調(diào)能耗檢測儀根據(jù)指導老師多年自行研發(fā)特色實訓設(shè)備的經(jīng)驗，以及本專業(yè)學生的實際知識水平，結(jié)合學院制冷專業(yè)的開設(shè)情況，由指導老師組織、指導動手能力較強的同學完成開發(fā)制作。本檢測儀由控制面板、空調(diào)室外機組、空調(diào)室內(nèi)機組、測試儀表、變壓器組、測試風口、選擇開關(guān)、電能表等數(shù)字顯示儀表，調(diào)節(jié)裝置、工具箱等組成。
1) 電源控制屏：采用單相三線220V交流電源供電，經(jīng)由漏電保護器，漏電電流30mA，測試裝置提供交流電壓表，量程0～250V，精度0.5級；交流電流表，量程0～10A，精度0.5級；
2) 測試臺：鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方。帶有四個帶鎖抽屜，用于放置電源線、工具及資料等。背面有兩個柜子,用于存放冷凝水與檢
查管路。正面面板有多種控制器、儀表等,用于進行制冷系統(tǒng)的性能測試。此外，還有該測試裝置的制冷系統(tǒng)圖。測試裝置底部帶有四個方向移動輪子，便于移動或固定；
3) 空調(diào)整機單元1套：包括單冷型分體空調(diào)所必需的一些部件，如蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機、毛細管、電磁閥、視液鏡、膨脹閥等，管路中還設(shè)有控制二通閥和三通閥等所必需的部件；
4) 交流電源控制單元：單相三線220V交流電源供電，交流電壓表4只， 測量范圍0～500V,用于監(jiān)測電源電壓與各主要測試部件的電壓；交流電流表4只,測量范圍0～20A，用于監(jiān)測電源電流及觀測系統(tǒng)啟動電流、監(jiān)測系統(tǒng)正常工作電流和測試對象的運行電流等，電能表1只，輸入電壓為220V，電流為5（20）A，頻率50Hz，轉(zhuǎn)速3200imp/kW?h。漏電保護器控制控制屏總電源，此外還裝設(shè)了可調(diào)電容器組，可調(diào)變壓器組、選擇開關(guān)組，帶燈開關(guān)、數(shù)顯溫度計、功率表等電路測試零部件。
5) 制冷系統(tǒng)壓力檢測單元：提供4只真空壓力表，測量范圍分別為-0.1～1.8MPa、-0.1～3.8MPa,可實時顯示系統(tǒng)工作時低壓側(cè)和高壓側(cè)的壓力。
6) 溫度檢測單元：提供7只檢測系統(tǒng)的溫度表，分別測量冷凝溫度，冷凝器出口溫度，蒸發(fā)溫度，蒸發(fā)器出口溫度，吸氣溫度，排氣溫度，壓縮機機殼溫度，此外，另有12只檢測室外機進出風口溫度（2只），室內(nèi)機進出口溫度（8只），室內(nèi)外環(huán)境溫度（2只），采用數(shù)顯溫度計，水銀溫度計，酒精溫度計。
7) 測試模擬單元：毛細管長度對制冷性能的影響；制冷劑充注量對制冷性能的影響；室內(nèi)機的電壓對制冷性能的影響，室外機電壓對制冷性能的影響 ；壓縮機電壓對制冷性能的影響；室外機出風口與擋物的距離對制冷性能的影響；室外機回風口面積對制冷性能的影響,壓縮機電容器容量對制冷性能的影響；室內(nèi)外風機電容器容量對制冷性能的影響；室內(nèi)機回風面積對制冷性能的影響。
8) 專用工具：風速儀，量尺，加熱絲，風扇，焊機，割管刀，脹管擴口器，組合修理閥，真空泵，R22制冷劑一瓶等。
技術(shù)創(chuàng)新
家用空調(diào)能耗測試儀以單冷型空調(diào)器研究性能測試技術(shù)為研究對象，通過創(chuàng)新的構(gòu)思，應用多種技術(shù)和手段，在同一套測試裝置上實現(xiàn)了空調(diào)器制冷與電氣控制兩大系統(tǒng)的展示、毛細管的節(jié)流量的調(diào)整、室內(nèi)外機風量調(diào)節(jié)、制冷劑充注量、電容量的調(diào)整等各技術(shù)參數(shù)測試、空調(diào)綜合性能測試裝置集合制冷系統(tǒng)優(yōu)化、冷熱風循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化，制冷量的測試及計算，改變制冷工況而得到不同的能效比；通過空調(diào)器在日常生活所遇到的問題，共設(shè)置了9個性能測試項目，在該項目的設(shè)計與實現(xiàn)過程中，具有以下創(chuàng)新性手段和成果：
1. 整套檢測儀集中制冷系統(tǒng)、電氣控制、性能測試裝置于一體，系統(tǒng)真實完整與實際空調(diào)制冷統(tǒng)系、電氣系統(tǒng)一致，為制冷專業(yè)的長遠發(fā)展，提供專業(yè)性的性能測試平臺，滿足對空調(diào)器各大性能測試的要求；
2. 檢測儀的系統(tǒng)采用真實空調(diào)整機，通過單冷型分體空調(diào)器的整體結(jié)構(gòu)進行實地安裝、性能測試參數(shù)的改變，能很好的完成空調(diào)器的性能測試，但也具有原來單冷型空調(diào)器性能。具有制冷、通風、保濕、定時、自動等功能。使得整個測試裝置的測試范圍更加廣闊。
3. 套檢測儀直觀展示單冷型空調(diào)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理，可清楚的看到系統(tǒng)內(nèi)部各實物，系統(tǒng)還配置有交流電壓表、交流電流表、電能表、功率表、溫度表、真空壓力表、電源指示信號燈展示空調(diào)器實時工作狀態(tài)；將控制項目集中裝設(shè)在實訓裝置的面板上，清楚地展示性能測試參數(shù)的變化狀況，并記錄測試數(shù)據(jù)進行分析。同時使系統(tǒng)圖和主電路圖與控制面板的相連對應，并設(shè)有相應的性能測試點；便于迅速對該裝置基本操作的理解掌握；
4. 檢測儀設(shè)有空調(diào)部件毛細管節(jié)流量的調(diào)節(jié)選擇模塊，可通過毛細管節(jié)流量的調(diào)節(jié)很明顯的可以清楚地監(jiān)測系統(tǒng)的壓力變化過程；在該裝置上，我們還設(shè)有一個外平衡膨脹閥，也可以作為冷庫的膨脹閥的學習，進行膨脹閥節(jié)流流量的調(diào)節(jié)，可以在很小的空調(diào)系統(tǒng)中體會調(diào)節(jié)膨脹閥的學習和調(diào)節(jié)機能。通過毛細管組的設(shè)置，可以很好地展示在我們制冷專業(yè)學習中，毛細管作為節(jié)流裝置的理解，并通過每根毛細管用獨立的電磁閥控制，使得系統(tǒng)中運行中，僅只有一個節(jié)流裝置來對空調(diào)綜合性能進行節(jié)流，這樣就不會在控制過程中有多根毛細管進行節(jié)流，而是在測試中有選擇的控制毛細管的節(jié)流。
5. 在制冷系統(tǒng)管道中，我們在冷凝器出口處加設(shè)視液鏡可觀察制冷劑狀態(tài)，并設(shè)有二通閥和三通閥為在測試過程中，或者試驗中遇到的問題可以通過將制冷劑回收到室外機，從而減少制冷劑的浪費，除了在毛細管節(jié)流后沒有加設(shè)保溫，其他管段的供液管道都進行了保溫，并系統(tǒng)中不同的壓力段采用不同的顏色標示；
6. 在室內(nèi)機的測試中，我們采用自制的送風管作為我們測試點的對象，分別在測試風管上進行采點測試，通過對室內(nèi)機的回風面積等測試點進行測試時，分別在風管上不同的測試點位置上加上溫度計等測試工具，并采取求平均值的方法進行測量，在室內(nèi)機回風面積的測試過程中，我們將用戶遮擋物模擬將室內(nèi)機的過濾完遮住模擬測試。通過風速儀對整個室內(nèi)機出口進行風量測量。在室外機的送回風風量的測試分析過程中，通過采用自制的遮擋物，模擬測試實驗的性能分析，已經(jīng)達到了一個很好的性能測試效果。
7. 本檢測儀全過程都是有我們學生進行設(shè)計，制作，裝配，安裝，檢測、調(diào)試、測試、數(shù)據(jù)測試、性能分析、總結(jié)、寫指導書等，該裝置的制作，為我們同學提供了一個很好的鍛煉的平臺。

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