功能/作用介绍：
清华高能效比多功能热泵空调教学实验台综合了清华大学多年的热工教学经验，并融入了奥运村污水源热泵科研成果，从2008年到2014年，进行了多次的设计、改进设计，经过3代教学实验台的研制过程，目前实现了制冷循环、制热循环、换热器换热测试、压缩机性能测试、废热水回收等教学实验。
实验装置主要包括制冷系统、水循环系统和数据采集控制系统。制冷系统由变频压缩机、冷凝器、蒸发器、散热器、电子膨胀阀、观察视镜、截至阀及铜管路等组成;水循环系统由变水温指示灯、恒温水箱、水泵、板式换热器、板翅式换热器及管路等组成;数据采集控制系统由温度传感器、压力表、压力传感器、涡旋流量传感器、压缩机功率仪表、液位控制开关、巡检仪、触摸屏及数采后处理软件组成。所选用的制冷工质分别为R410A和R22(2个实验台，所用工质不同，可进行对比实验)。
进行教学实验时，恒温水箱中的水通过水泵进入回热换热器，与“废热水”实现第一次换热，再通过冷凝换热器实现第二次换热，得到高温水;高温水经过散热器使用后成为“废热水”，废热在回热换热器中被一次回收，后进入蒸发换热器废热被二次回收，降温后的废水回到恒温水箱。
不同的水温度对应有不同颜色的指示灯(3~4种颜色)显示，让学生对水温度有更为直观感受，可通过颜色灯的变化感受到废热水热量回收过程的水温变化。实验流程在不同的操作下进行动态闪烁，显示出管路的流动方向和流动回路状态。
1.实验装置的仪表设备：
1)压力表——测量制冷剂侧蒸发和冷凝进口和出口压力，精度±0.1MPa;
2)压力传感器——测量制冷剂侧蒸发和冷凝进口和出口压力，准确度±0.001MPa;
2)温度显示——测量制冷剂侧蒸发和冷凝进口和出口温度，精度±0.1℃;
3)功率仪——测量压缩机功率大小，精度±0.1W;
4)温度显示——测量水循环进口和出口温度，精度±0.1℃;
5)电子膨胀阀——绝热降压并调节制冷剂流量;
6)涡流流量传感器——测量水的流量，精度±1%。
7)触摸屏——实时显示系统各个测点的温度、流量、功率等数据，计算系统能效比和制热量、制冷量等参数。
为安全起见，压缩机装置设有高压继电器，冷凝压力超过40bar时，自动关闭装置。
2.实验装置的技术参数：
蒸发温度：-10 ℃～+10 ℃
冷凝温度：最高不超过60℃，制热水温度30 ℃～60 ℃
变频压缩机最大功率：1500 W，转速880 rev/min
制热量：2000 W~18000W
制冷量：2000W~16000 W
制热系数(能效比)：5~12
实验台重量：150 kg
3.《工程热力学》、《制冷技术原理》实验内容
1)制冷工质的蒸发、冷凝过程及节流后的二相流型和流动状态的可视化研究;
2)不同蒸汽压缩式制热循环工质状态的变化及循环全过程的热力学特性，绘制压焓图;
3)不同工况下的变频涡旋压缩机转速、功率、制热量特性曲线;
4)回收废热工况下，根据制热和制冷循环热力学状态，绘制T-s图。
4.《传热学》、《热工基础》实验内容
1)进行制热循环的换热计算;
2)回收废热工况下，制热循环系统能效比和系统制热量情况;
3)实验测定板式换热器换热性能和流动阻力;
4)实验测定板翅式换热器换热性能和流动阻力;
5)实验测定管壳式换热器换热性能和流动阻力;
6)理论联系实际，加深学生了解制热循环系统的组成。
本教学实验台主要特点：
(1)一个实验台能够完成多种实验内容，适用于多课程实验教学任务，而且采用了计算机触摸屏数据采集系统，快速、准确、直观、方便，数据能够即时存储，学生可进行分析处理;
(2)首次将节能减排、废热利用引入教学的高能效比(COP大于10)热泵空调实验台，目的在于让同学们感受到利用废热和不利用废热两种工况下，热泵系统的热水温度和制热系数/能效比的不同，不但学习了蒸气压缩式循环各个部分的作用和热力学状态，也感受到“节能减排”就在我们身边;
(3)制冷温度调节范围大(-10~10℃)，可以观测制冷剂流型变化及气液两相变化，学生可自己动手调节蒸发器和冷凝器多工况参数，绘制多工况压焓图和换热系数曲线。
作品名称：高能效比多功能热泵空调教学实验台
完成单位：清华大学热能工程系
