CN103645207B - 换热管换热性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及换热器的测试装置，具体的说，公开了一种换热管换热性能测试装置，包括冷源回路、冷却水回路、PID数据采集及控制器，以及能量微调回路和/或冷却水辅助回路，可对蒸发器和冷凝器分别进行测试，且蒸发器和冷凝器内设置多个换热管，可避免测试一个换热管不具代表性的缺陷，测试结果精度高；板式换热器、变频水泵和冷源水箱的设置可以确保回路中的冷冻水和冷却水温度恒定，且管路外包裹保温棉，稳定性好，测试误差小。
Description
技术领域
本发明涉及换热器的测试装置，具体的说，涉及一种换热管换热性能测试装置。
背景技术
随着社会的发展，科技的进步，换热管越来越多应用到生活的各方面，如中央空调行业用的蒸发管、冷凝管等，换热管换热性能也越来越受到人们的关注，高效换热管不但节约能源，而且经济实惠。
换热管热性能测试装置一般包括冷介质回路、热介质回路，冷介质回路和热介质回路构成换热系统的管程和壳程，热介质储罐及加热系统、冷介质储罐及冷却系统、循环动力系统。
如2012年1月4日公开的中国专利，公告号为CN201120199041.X，其公开了一种单管换热管测试装置，换热管、壳体、输送泵、储液罐及进、出口阀，存在以下缺点：只能针对单根换热管进行性能研究，单根换热管不具有代表性；测试时，不能提供恒定温度的冷冻水和冷却水；测试过程中，稳定性差，测试精度低；测试花费时间长。
如2010年2月17日公开的中国专利，公告号为CN200920093613.9，其公开了一种多功能换热器测试系统，可检测板式、管式、螺旋式换热器的热性能，其中，加热器、降温器、过冷却器连接构成热源回路，加热器和被测定换热器构成热循环回路，被测定换热器和冷却器连接构成冷循环回路，冷却器和冷却塔连接构成冷源回路，多套流量测试管路并行设置在热循环和冷循环回路上，交叉变向管路装置设置在热循环回路和冷循环回路之间，其存在以下问题：测试过程中，管路与环境换热散失热量，回路中的液体难以保持恒温。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种换热管换热性能测试装置，其可同时对多根换热管进行整体测试、冷冻水和冷却水温度恒定、稳定性好。
本发明所述的换热管换热性能测试装置，包括冷源回路、冷却水回路、PID数据采集及控制器，以及能量微调回路和/或冷却水辅助回路，
所述的冷源回路为依次通过管路连接的制冷机、第一冷源水箱、第一板式换热器、第一变频泵、第二冷源水箱、第二变频泵构成的回路，其中，第一冷源水箱和第二冷源水箱通过管路相连，第一冷源水箱和第一板式换热器之间设有调节阀；
所述的冷却水回路为从第一板式换热器开始依次通过管路连接的冷凝器、冷却水水箱、第三变频泵构成的回路，冷凝器入口端、冷凝器出口端和冷却水水箱上设有温度传感器，冷凝器上设有安全泄压装置、压力传感器和温度传感器，第一板式换热器与冷凝器入口端的温度传感器之间设有流量计，冷却水水箱出口端设有调节阀；
所述的能量微调回路包括冷冻水回路和供热回路：
冷冻水回路为依次通过管路连接的蒸发器、冷冻水水箱、第四变频泵、第二板式换热器构成的回路，蒸发器与冷凝器之间设有顶部相通的管路和底部相通的管路，两条连通管路上各设有一个调节阀，蒸发器上设有安全泄压装置、压力传感器和温度传感器，蒸发器出口端和冷冻水箱上均设有温度传感器，蒸发器入口端设有温度传感器和流量计，冷冻水水箱入口端设有调节阀；
供热回路为从第二板式换热器开始依次通过管路连接的恒温水箱，和第六变频泵构成的回路，第六变频泵入口端设有调节阀，恒温水箱通过管路与蒸发器入口端连接，且管路上设有调节阀；
冷却水辅助回路为由蒸发器、第五变频泵和恒温水箱顺次连接构成的回路，第五变频泵的出口端和入口端均设有调节阀。
所述的温度传感器、压力传感器、变频泵均与PID数据采集机控制器连接。
为最大限度的减少因换热器与空气换热产生的误差，所有管路及筒体外围均包裹保温棉，保温棉包裹厚度为10～30mm。
冷源回路中的第一冷源水箱和第二冷源水箱内装有防冻液，防冻液可以选乙二醇溶液，可将冷却水温度降低至接近零度，再加上保温棉的作用，可实现冷冻水的温度恒定。
所述的恒温水箱内设有加热器，以便保持恒温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可对蒸发器和冷凝器分别进行测试，且蒸发器和冷凝器内设置多个换热管，可避免测试一个换热管不具代表性的缺陷，测试结果精度高；板式换热器、变频泵和冷源水箱的设置可以确保回路中的冷冻水和冷却水温度恒定，且管路外包裹保温棉，稳定性好，测试误差小。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图中：1-制冷机；2-第一冷源水箱；3-第一板式换热器；4-第一变频泵；5-第二冷源水箱；6-第二变频泵；7-冷凝器；8-冷却水水箱；9-第三变频泵；10-蒸发器；11-冷冻水水箱；12-第四变频泵；13-第二板式换热器；14-恒温水箱；15-第六变频泵；16-第五变频泵；17-调节阀；18-流量计；19-温度传感器；20-压力传感器；21-安全泄压装置。
具体实施方式
下面结合实施例和附图进一步解释本发明：
实施例1
本发明所述的换热管换热性能测试装置，包括冷源回路、冷却水回路、PID数据采集及控制器和能量微调回路。
冷源回路为依次通过管路连接的制冷机1、第一冷源水箱2、第一板式换热器3、第一变频泵4、第二冷源水箱5、第二变频泵6构成的回路，其中，第一冷源水箱2和第二冷源水箱5通过管路相连，第一冷源水箱2和第一板式换热器3之间设有调节阀17，第一冷源水箱2和第二冷源水箱5内装有乙二醇溶液，可将冷却水温度降低至接近零度。
冷却水回路为从第一板式换热器3开始依次通过管路连接的冷凝器7、冷却水水箱8、第三变频泵9构成的回路，冷凝器7入口端、冷凝器7出口端和冷却水水箱8上设有温度传感器19，冷凝器7上设有安全泄压装置21、压力传感器20和温度传感器19，第一板式换热器3与冷凝器7入口端温度传感器19之间设有流量计18，冷却水水箱8出口端设有调节阀17，冷凝器7中支撑板和管板上管孔数目为9个。
能量微调回路包括冷冻水回路和供热回路：
冷冻水回路为依次通过管路连接的蒸发器10、冷冻水水箱11、第四变频泵12、第二板式换热器13构成的回路，蒸发器10的顶部与冷凝器7的顶部通过管路连接，管路上设有调节阀17，蒸发器10的底部和冷凝器7的底部通过管路连接，管路上设有调节阀17，蒸发器10上设有安全泄压装置21、压力传感器20和温度传感器19，蒸发器10出口端和冷冻水箱上均设有温度传感器19，蒸发器10入口端设有温度传感器19和流量计18，冷冻水水箱11入口端设有调节阀17，蒸发器10中支撑板和管板上管孔数目为9个；
供热回路为从第二板式换热器13开始依次通过管路连接的恒温水箱14，和第六变频泵15构成的回路，变频泵入口端设有调节阀17，恒温水箱14通过管路与蒸发器10入口端连接，且管路上设有调节阀17，恒温水箱14上设有温度传感器19。
所述的温度传感器19、压力传感器20、变频泵均通过数据线与PID数据采集及控制器连接。为了最大限度的减少因换热器与空气换热产生的误差，所有管路外均包裹保温棉，保温棉包裹厚度为10mm。
工作原理是：供热回路通过第二板式换热器13为冷冻水回路提供热量，冷冻水回路为蒸发器10提供恒温冷冻水，蒸发器10内冷媒吸收热量蒸发为气态冷媒；冷源回路通过第一板式换热器3，源源不断地将制冷机1产生的冷量提供给冷却水回路，冷却水回路为冷凝器7提供恒温冷却水，同时气态冷媒冷凝；PID数据采集及控制器接受到来自温度传感器19、压力传感器20及变频泵的数据后，根据数据可设置变频泵的频率，进而调节流量。测试时，冷媒在蒸发器10内进行蒸发，蒸发后的气态冷媒通过蒸发器10筒体顶部管路进入冷凝器7，在冷凝器7内冷凝，冷凝后的液态冷媒通过冷凝器7底部的管路进入蒸发器10底部，再次蒸发进行循环，通过PID数据采集及控制器记录蒸发器10和冷凝器7的相关的数据，可得到换热管的换热性能参数。
实施例2
本发明所述的换热管换热性能测试装置，包括冷源回路、冷却水回路、PID数据采集及控制器和冷却水辅助回路。
冷源回路为依次通过管路连接的制冷机1、第一冷源水箱2、第一板式换热器3、第一变频泵4、第二冷源水箱5、第二变频泵6构成的回路，其中，第一冷源水箱2和第二冷源水箱5通过管路相连，第一冷源水箱2和第一板式换热器3之间设有调节阀17，冷源水箱内装有乙二醇溶液，可将冷却水温度降低至接近零度。
冷却水回路为从第一板式换热器3开始依次通过管路连接的冷凝器7、冷却水水箱8、第三变频泵9构成的回路，冷凝器7入口端、冷凝器7出口端和冷却水水箱8上设有温度传感器19，冷凝器7上设有安全泄压装置21、压力传感器20和温度传感器19，第一板式换热器3与冷凝器7入口端温度传感器19之间设有流量计18，冷却水水箱8出口端设有调节阀17，冷凝器7中支撑板和管板上管孔数目为12个。
冷却水辅助回路由在蒸发器10与恒温水箱14间设置的第五变频泵16和蒸发器10、恒温水箱14构成的回路，第五变频泵16的出口端和入口端均设有调节阀17。
所述的温度传感器19、压力传感器20、变频泵均通过数据线与PID数据采集及控制器连接。为了最大限度的减少因换热器与空气换热产生的误差，所有管路外均包裹保温棉，保温棉包裹厚度为15mm。
工作原理是：冷源回路通过第一板式换热器3，源源不断地将制冷机1产生的冷量提供给冷却水回路，冷却水回路为冷凝器7提供冷却水，同时将气态冷媒冷凝；冷却水辅助回路通过连通恒温水箱14直接为蒸发器10提供能量，将液态冷媒蒸发为气态冷媒；PID数据采集及控制器接受到来自温度传感器19、压力传感器20和变频泵的数据后，可设置变频泵的频率，进而调节流量。测试时，冷媒在蒸发器10内进行蒸发，蒸发后的气态冷媒通过蒸发器10筒体顶部管路进入冷凝器7，在冷凝器7内冷凝，冷凝后的液态冷媒通过冷凝器7底部的管路进入蒸发器10底部，再次蒸发进行循环，通过PID记录蒸发器10和冷凝器7的相关的数据，可得到换热管的换热性能参数。
实施例3
本发明所述的换热管换热性能测试装置，包括冷源回路、冷却水回路、PID数据采集及控制器、能量微调回路和冷却水辅助回路。
冷源回路为依次通过管路连接的制冷机1、第一冷源水箱2、第一板式换热器3、第一变频泵4、第二冷源水箱5、第二变频泵6构成的回路，其中，第一冷源水箱2和第二冷源水箱5通过管路相连，第一冷源水箱2和第一板式换热器3之间设有调节阀17，冷源水箱内装有乙二醇，可将冷却水温度降低至接近零度。
冷却水回路为从第一板式换热器3开始依次通过管路连接的冷凝器7、冷却水水箱8、第三变频泵9构成的回路，冷凝器7入口端、冷凝器7出口端和冷却水水箱8上设有温度传感器19，冷凝器7上设有安全泄压装置21、压力传感器20和温度传感器19，第一板式换热器3与冷凝器7入口端温度传感器19之间设有流量计18，冷却水水箱8出口端设有调节阀17，冷凝器7中支撑板和管板上管孔数目为3个。
能量微调回路包括冷冻水回路和供热回路：
冷冻水回路为依次通过管路连接的蒸发器10、冷冻水水箱11、第四变频泵12、第二板式换热器13构成的回路，蒸发器10的顶部与冷凝器7的顶部通过管路连接，管路上设有调节阀17，蒸发器10的底部和冷凝器7的底部通过管路连接，管路上设有调节阀17，蒸发器10上设有安全泄压装置21、压力传感器20和温度传感器19，蒸发器10出口端和冷冻水箱上均设有温度传感器19，蒸发器10入口端设有温度传感器19和流量计18，冷冻水水箱11入口端设有调节阀17，蒸发器10中支撑板和管板上管孔数目为3个；
供热回路为从第二板式换热器13开始依次通过管路连接的恒温水箱14，和第六变频泵15构成的回路，变频泵入口端设有调节阀17，恒温水箱14通过管路与蒸发器10入口端连接，且管路上设有调节阀17，恒温水箱14上设有温度传感器19。
冷却水辅助回路由在蒸发器10与恒温水箱14间设置的第五变频泵16和蒸发器10、恒温水箱14构成的回路，第五变频泵16的出口端和入口端均设有调节阀17。
所述的温度传感器19、压力传感器20、变频泵均通过数据线与PID数据采集及控制器连接。为了最大限度的减少因换热器与空气换热产生的误差，所有管路外均包裹保温棉，保温棉包裹厚度为30mm。
工作时，冷却水辅助回路和能量微调回路不能同时开启。
Claims (6)
1.一种换热管换热性能测试装置，包括冷源回路、冷却水回路、以及能量微调回路和/或冷却水辅助回路，所述能量微调回路包括冷冻水回路和供热回路，其特征在于，所述换热管换热性能测试装置还包括PID数据采集及控制器，
所述的冷源回路为依次通过管路连接的制冷机(1)、第一冷源水箱(2)、第一板式换热器(3)、第一变频泵(4)、第二冷源水箱(5)、第二变频泵(6)构成的回路，其中，第一冷源水箱(2)和第二冷源水箱(5)通过管路相连，第一冷源水箱(2)和第一板式换热器(3)之间设有调节阀(17)；
所述的冷却水回路为从第一板式换热器(3)开始依次通过管路连接的冷凝器(7)、冷却水水箱(8)、第三变频泵(9)构成的回路，冷凝器(7)入口端、冷凝器(7)出口端和冷却水水箱(8)上设有温度传感器(19)，冷凝器(7)上设有安全泄压装置(21)、压力传感器(20)和温度传感器(19)，第一板式换热器(3)与冷凝器(7)入口端的温度传感器之间设有流量计(18)，冷却水水箱(8)出口端设有调节阀(17)；
冷冻水回路为依次通过管路连接的蒸发器(10)、冷冻水水箱(11)、第四变频泵(12)、第二板式换热器(13)构成的回路，蒸发器(10)与冷凝器(7)之间设有顶部相通的管路和底部相通的管路，两条连通管路上各设有一个调节阀(17)，蒸发器(10)上设有安全泄压装置(21)、压力传感器(20)和温度传感器(19)，蒸发器(10)出口端和冷冻水箱(11)上均设有温度传感器(19)，蒸发器(10)入口端设有温度传感器(19)和流量计(18)，冷冻水水箱(11)入口端设有调节阀(17)；
供热回路为从第二板式换热器(13)开始依次通过管路连接的恒温水箱(14)，和第六变频泵(15)构成的回路，第六变频泵(15)入口端设有调节阀(17)，恒温水箱(14)通过管路与蒸发器(10)入口端连接，且管路上设有调节阀(17)；
冷却水辅助回路为由蒸发器(10)、第五变频泵(16)和恒温水箱(14)顺次连接构成的回路，第五变频泵(16)的出口端和入口端均设有调节阀(17)；
所述的温度传感器(19)、压力传感器(20)、第一变频泵(4)、第二变频泵(6)、第三变频泵(9)、第四变频泵(12)、第五变频泵(16)、第六变频泵(15)均与PID数据采集机控制器连接。
2.根据权利要求1所述的换热管换热性能测试装置，其特征在于，所述的管路外围皆包裹保温棉。
3.根据权利要求2所述的换热管换热性能测试装置，其特征在于，保温棉包裹厚度为10-30mm。
4.根据权利要求1所述的换热管换热性能测试装置，其特征在于，冷源回路中的第一冷源水箱(2)和第二冷源水箱(5)内装有防冻液。
5.根据权利要求4所述的换热管换热性能测试装置，其特征在于，所述防冻液为乙二醇溶液。
6.根据权利要求1所述的换热管换热性能测试装置，其特征碍于，所述的恒温水箱(14)内设有加热器。
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