CN101750230A - 水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置 - Google Patents

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本发明涉及一种适用于水冷式制冷压缩冷凝机组的性能检测装置，装置中，被测机组液态制冷剂经快速接头(22)、过滤器5、过冷器(6)、质量流量计(7)、背压调节阀(8)、逆流式蒸发器(9)、气体电动调节阀(10)、快速接头(23)返回被测机组，形成一个闭循环；冷媒水由水泵(3)的输出端经逆流式蒸发器(9)、过冷器(6)后，一路进入水泵(3)的输入端；冷却水经水泵(2)提升压力后经快速接头(21)送入被测机组冷凝器入口，在第一快速接头(20)、第二快速接头(21)两端跨接一安装电动调节阀(13)的旁通管路，电动调节阀(13)的出水与冷凝器的出水汇合流入板式换热器(14)，出板式换热器(14)的冷却水分两路。

Description

水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置
技术领域
本发明涉及一种适用于水冷容积式制冷压缩冷凝机组用水做冷媒的低能耗测试装置。
背景技术
水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能试验是在规定的工况下测量机组的制冷剂流量、消耗功率及相关参数后计算得出该机组制冷量等性能参数。通常是通过模拟国家标准所规定的机组运行工况，控制制冷剂和冷却水进出被测机组的状态，来测量压缩机的制冷剂流量及消耗功率。依据国家标准(GB/T21363-2008)，制冷压缩冷凝机组制冷量的获取主要是采取第二制冷剂量热器法、二次流体量热器法、干式制冷剂量热器法、水冷冷凝器法和制冷剂液体流量计法。第二制冷剂量热器法易于控制调节，但耗电量比较可观，运行费用高，与现在节能的大环境不协调；二次流体量热器法，在中低温工况下，要采用低于零度使用的载冷剂(如盐水等)，对管路有腐蚀，并且温度过低时，载冷剂粘度过大，对测试造成很多不利的影响；干式制冷剂量热器法、水冷冷凝器法和制冷剂液体流量计法虽然可以满足测试的要求，但必须给系统提供平衡产冷量的热源，导致测试系统装置运行能耗居高不下。
发明内容
技术问题：本发明提出了一种能够测试整套水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能、且结构简单、充分利用系统内部冷热源和使用水作为冷媒适用于国家标准(GB/T21363-2008)所规定的各种工况的测试装置。
技术方案：本发明的水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置，包括冷却塔、第一水泵、第二水泵、被测机组、过滤器、过冷器、质量流量计、背压调节阀、逆流式蒸发器、气体电动调节阀、第一电动调节阀、第二电动调节阀、第三电动调节阀、板式换热器、膨胀水箱、压力变送器、第一铂电阻、第二铂电阻、第三铂电阻、第一快速接头、第二快速接头、第三快速接头、第四快速接头；
被测机组液态制冷剂经快速接头、过滤器5、过冷器、质量流量计、背压调节阀、逆流式蒸发器、气体电动调节阀、快速接头返回被测机组，形成一个闭循环；
冷媒水由水泵的输出端经逆流式蒸发器、过冷器后分两路，一路经板式换热器进入膨胀水箱后与另一路经电动调节阀的冷媒水汇合进入水泵的输入端；
冷却水经水泵提升压力后经快速接头送入被测机组冷凝器入口，在第一快速接头、第二快速接头两端跨接一安装电动调节阀的旁通管路，电动调节阀的出水与冷凝器的出水汇合流入板式换热器，出板式换热器的冷却水分两路，一路进入冷却水塔，另一路经电动调节阀与水泵入口相接。
将冷媒水回路与冷却水回路用板式换热器进行耦合，使被测机组冷凝器的放热量传递给冷媒水，使测试系统内部冷却与加热得以相互补偿，从而综合利用了测试系统的内部热量，降低了测试系统运行能耗，并利用板式换热器旁通回路中的电动调节阀调节冷媒水的旁通量来调节逆流式蒸发器出口制冷剂蒸气温度。
所述的背压控制阀控制制冷剂在逆流式蒸发器中的蒸发压力，使制冷剂在逆流式蒸发器中高于零度蒸发，从而保证了制冷压缩冷凝机组的高、中、低温工况测试，都采用水来进行热量传递，简化了系统配置。压缩机的吸气压力由电动调节阀依据压力变送器所测压力来调节控制，吸气温度由电动调节阀依据铂电阻所测温度来调整进入逆流式蒸发器冷媒水的温度，从而调整制冷剂在逆流式蒸发器出口的过热温度，进而调控被测机组吸气温度。
制冷剂流出压缩机进入冷凝器中冷凝放热使冷却水升温，继续进入过滤器(，过滤油污等杂质，为了保证质量流量计的测量准确，由过滤器出来的制冷剂经过冷器过冷后再经质量流量计测得其流量。利用背压调节阀控制制冷剂在逆流式蒸发器中的蒸发压力，使制冷剂在逆流式蒸发器中高于零度蒸发。根据压力变送器所测的压力，调节气体电动调节阀的开度以调整制冷剂的流量；根据铂电阻测得的被测机组吸气温度，调节电动阀的开度以调整进入逆流式蒸发器冷媒水的温度，从而使吸入被测机组的吸气压力和温度满足标准规的工况要求。
冷媒水经泵泵入逆流式蒸发器，为制冷剂提供热量降温后进入过冷器，再经板式换热器进入膨胀水箱在板式换热器的冷媒水进口端与水泵入口处，跨接一安装了电动调节阀的旁通管路，调节电动调节阀的冷媒水旁通量即可调节逆流式蒸发器冷媒水的入口温度，从而改变逆流式蒸发器出口制冷剂的温度，进而改变被测机组吸气温度。
有益效果(1)本发明中水冷容积式制冷压缩冷凝机组的高中低温工况测试，都采用水来进行热量传递。与盐水等其他载冷剂相比，减少了对系统管路的腐蚀，保证了冷却水泵、换热器的正常工作，简化了系统配置，减少了整个测试装置的投资。(2)本发明综合利用测试系统逆流式蒸发器与被测机组冷凝器的内部热量，减少了冷却塔的冷却负荷，不仅提高了节能效果，而且也降低了系统测试运行成本。
附图说明
图1为水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置流程示意图，
图2为制冷剂在测试装置内循环压-焓示意图。
以上的图中包括：冷却塔1、第一水泵2、第二水泵3、被测机组4、过滤器5、过冷器6、质量流量计7、背压调节阀8、逆流式蒸发器9、气体电动调节阀10、第一电动调节阀11、第二电动调节阀12、第三电动调节阀13、板式换热器14、膨胀水箱15、压力变送器16、第一铂电阻17、第二铂电阻18、第三铂电阻19、第一快速接头20、第二快速接头21、第三快速接头22、第四快速接头23；压缩机①、水冷冷凝器②。
具体实施方式
水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置分为测试本体和被测机组两部分，见图1，通过快速接头实现被测机组与测试本体快速连接。整套系统分为三个回路，即制冷剂回路、冷媒水回路、冷却水回路。
在制冷剂回路中，制冷剂在压缩机①中由状态6压缩至状态1(见图2压-焓示意图)，其压力为Pk，进入水冷冷凝器②冷凝，冷凝后的液态制冷剂(2状态)经出液阀③、快速接头22过滤器5、过冷器6、质量流量计7后成为状态3，过冷制冷剂液体经背压调节阀后成为状态4进入逆流式蒸发器9，在逆流式蒸发器中吸收冷媒水的热量而气化至状态5，气化压力由背压调节阀控制在被测机组所使用制冷剂在零度以上气化时所对应的饱和压力Po，以保证冷媒水出逆流式蒸发器的温度在零度以上。出逆流式蒸发器的制冷剂气体(5状态)的温度T5的高低直接影响到被测机组的吸气温度，根据标准所规定的机组吸气压力P6及吸气温度T6要求，吸气压力由气体电动调节阀10依据压力变送器16所测压力来调节控制为P6，吸气温度由电动调节阀12依据铂电阻17所测温度来调整进入逆流式蒸发器9冷媒水的温度，从而调整制冷剂在逆流式蒸发器出口的过热温度T5，进而调整被测机组吸气温度T6，
冷媒水在整个测试部分中起着传递冷量的作用，在冷媒水回路中，在板式换热器14的冷媒水入口端与水泵3入口处，跨接一安装了电动调节阀12的旁通管路，使出膨胀水箱15的冷媒水与出水过冷器6的低温冷媒水通过电动调节阀12进行混合。混合比依据标准规定机组吸气温度的要求，调整电动调节阀12的开度进行。出蒸发器9的冷媒水经过冷器6后分两路，一路进入板式换热器，与冷却水进行热交换后进入膨胀水箱15；一路进入旁通管路，经电动调节阀12与出膨胀水箱的冷媒水混合后进入水泵3。
在冷却水回路中，在冷凝器快速接头两端跨接一安装电动调节阀13的旁通管路，冷却水经水泵2提升压力后分两路，一路经快速接头21送入被测机组冷凝器入口，在冷凝器中吸收热量后由快速接头20流出；另一路进入电动调节阀13，由电动调节阀13流出的冷却水与冷凝器的出水汇合流入板式换热器14，出板式换热器14的冷却水分两路，一路进入冷却水塔1，一路经电动调节阀11与水泵2入口相接。冷凝器的入水温度由铂电阻19测得，并依据此温度调节电动调节阀11，铂电阻19温度升高，增大电动调节阀11开度，反之减小其开度，冷凝器的冷却水出口温度由调节旁通电动调节阀13来实现，冷凝器冷却水出口温度升高，关小电动调节阀13的开度，反之减小其开度。
测试系统的温度控制：(一)由铂电阻17来测量制冷剂出蒸发器9的温度t5，利用电动调节阀12来控制t5，当t5过低时，则关小电动调节阀12，减少低温回水，提高进入蒸发器9的冷媒水的温度；相反，当t5过高时，则开大电动调节阀12，增加回水。(二)由铂电阻19测得冷却水进冷凝器②的温度，若低于30℃，则关小电动调节阀11减少板式换热器的低温回水；若过高，则开大电动调节阀11。(三)电动调节阀13起到了旁通的作用，根据铂电阻18的测温结果，控制开度，调节旁通水流量。(四)气体电动调节阀10调节气体流量，为了使压缩机的吸气压力P6满足标准的规定要求，将出蒸发器9的制冷剂气体继续进行节流，它的开度是由压力变送器16所测得的压力决定的。

Claims (3)

1.一种水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置，其特征在于被测机组液态制冷剂经快速接头(22)、过滤器5、过冷器(6)、质量流量计(7)、背压调节阀(8)、逆流式蒸发器(9)、气体电动调节阀(10)、快速接头(23)返回被测机组，形成一个闭循环；
冷媒水由水泵(3)的输出端经逆流式蒸发器(9)、过冷器(6)后分两路，一路经板式换热器(14)进入膨胀水箱(15)后与另一路经电动调节阀(12)的冷媒水汇合进入水泵(3)的输入端；
冷却水经水泵(2)提升压力后经快速接头(21)送入被测机组冷凝器入口，在第一快速接头(20)、第二快速接头(21)两端跨接一安装电动调节阀(13)的旁通管路，电动调节阀(13)的出水与冷凝器的出水汇合流入板式换热器(14)，出板式换热器(14)的冷却水分两路，一路进入冷却水塔(1)，另一路经电动调节阀(11)与水泵(2)入口相接。
2.根据权利要求1所述的水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置，其特征在于将冷媒水回路与冷却水回路用板式换热器(14)进行耦合，使被测机组冷凝器的放热量传递给冷媒水，使测试系统内部冷却与加热得以相互补偿，从而综合利用了测试系统的内部热量，降低了测试系统运行能耗，并利用板式换热器旁通回路中的电动调节阀(12)调节冷媒水的旁通量来调节逆流式蒸发器(9)出口制冷剂蒸气温度。
3.根据权利要求1所述的水冷容积式制冷压缩冷凝机组性能测试装置，其特征在于所述的背压控制阀(8)控制制冷剂在逆流式蒸发器(9)中的蒸发压力，使制冷剂在逆流式蒸发器中高于零度蒸发，从而保证了制冷压缩冷凝机组的高、中、低温工况测试，都采用水来进行热量传递，简化了系统配置。压缩机的吸气压力由电动调节阀(10)依据压力变送器(16)所测压力来调节控制，吸气温度由电动调节阀(12)依据铂电阻(17)所测温度来调整进入逆流式蒸发器(9)冷媒水的温度，从而调整制冷剂在逆流式蒸发器出口的过热温度，进而调控被测机组吸气温度。
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