CN104819143A - 空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统及实现方法，空气进入进气空调内加热加湿，而后进入空压机被压缩成高温高压气体，再经过第一调节阀、加热冷却器、被测后冷却器和第二调节阀排入大气；通过第一调节阀控制被测后冷却器热空气侧入口流量；通过第二调节阀控制热空气侧的进气压力，通过加热冷却器控制热空气侧入口的进气温度；通过进气空调控制空压机的进气静压、进气温度和相对湿度，同时通过空压机的进气温度和相对湿度来控制被测后冷却器热空气侧入口的进口湿度。本发明采用间接控制方式，利用进气空调控制空压机的进口参数，进而调整被测后冷却器热空气侧的参数，简化了后冷却器热空气侧的高压加湿工艺，降低了测试设备的复杂性。

Description

空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统及实现方法

技术领域

本发明涉及冷却器的性能测试领域，具体属于空压机后冷却器性能试验中控制后冷却器进口湿度的方法及装置。

背景技术

空压机的后冷却器是安装在空压机出口的冷却器，其主要作用是冷却高温的压缩空气，同时后冷却器的出口通常连接一个水气分离器，可以使冷却后的压缩空气中的冷凝水排出，从而得到常温低湿的压缩空气。后冷却器的性能试验是指在规定的工况下测试换热器的能力，其中规定的工况通常包括以下参数：1)后冷却器热空气侧的流量；2)后冷却器热空气侧的进口温度；3)后冷却器热空气侧的进口压力；4)后冷却器热空气侧的进口湿度；5)后冷却器冷空气侧的进口温度；6)后冷却器冷空气侧的流量。

后冷却器的热空气侧进口压力较高，一般要达到4～8Bar，为了满足试验中的规定工况条件，目前实现热空气侧的进口压力及进口湿度的高压加湿方法通常有两种，一种是锅炉蒸汽加湿，另一种是高压喷淋加湿。

在锅炉蒸汽加湿方法中，锅炉是特种设备，需要持有上岗证的专职人员操作，而且由于安全问题，锅炉蒸汽加湿装置的设计需要特殊考虑，所以，对于锅炉蒸汽加湿方法来说，出于安全考虑，其设计、使用和维护都具有一定的复杂性。

在高压喷淋加湿方法中，加湿效率较低，会产生大量的冷凝水，因此需要设计排水。同时，为了提高加湿效率，加湿前端需要设置加热器来提高温度，故整套装置设计复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统及实现方法，可以简化空压机后冷却器性能测试中的热空气侧高压加湿工艺，降低设备复杂性。

为解决上述技术问题，本发明提供的空压机后冷却器性能试验的出口湿度控制系统，包括进气空调、空压机、第一调节阀、加热冷却器、第二调节阀，其中：

进气空调，其进气口与大气相通，出气口与空压机的进气口相连，用于控制空压机进气口的静压、进气温度和相对湿度；

空压机，其进气口与进气空调的出气口相连，出气口与第一调节阀的进气口相连，用于提供稳定流量的压缩空气；

第一调节阀，其进气口与空压机的出气口相连，出气口与加热冷却器的进气口相连，用于控制被测后冷却器的热空气侧入口的流量；

加热冷却器，其进气口与第一调节阀的出气口相连，出气口与被测后冷却器的热空气侧入口相连，用于控制被测后冷却器的热空气侧入口的进气温度；

第二调节阀，其进气口与被测后冷却器的出气口相连，出气口与大气相通，用于控制被测后冷却器的热空气侧入口的进气压力；

所述进气空调的出气口与空压机的进气口之间设有监控空压机进气静压、进气温度和相对湿度的压力传感器、温度传感器和湿度传感器，所述加热冷却器的出气口与被测后冷却器的热空气侧入口之间设有监控被测后冷却器热空气侧入口的进气压力、进气温度和相对湿度的压力传感器、温度传感器和湿度传感器。

在上述结构中，所述第一调节阀出气口与被测后冷却器的热空气侧入口之间设有一流量计。

在上述结构中，所述空压机的出气口与第一调节阀的进气口之间设有储气罐，用于稳定空压机的出气口压力。进一步地，所述空压机的出气口与储气罐之间还设有排气阀。

此外，本发明还提供空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统的实现方法，其中，

进气空调、空压机、第一调节阀、加热冷却器、被测后冷却器以及第二调节阀构成被测后冷却器的开式气体测试流道，其中环境空气进入进气空调内并进行加热加湿处理，加热加湿后的空气进入空压机并被压缩成高温高压气体，高温高压气体经过第一调节阀、加热冷却器、被测后冷却器和第二调节阀排入大气；

通过第一调节阀与加热冷却器之间的流量计监测空压机排出的高温高压气体的流量，并通过第一调节阀控制被测后冷却器的热空气侧入口的流量；

通过加热冷却器和被测后冷却器之间的压力传感器和温度传感器监测被测后冷却器热空气侧入口的进气压力、进气温度和相对湿度，并通过第二调节阀控制热空气侧入口的进气压力，以及通过加热冷却器控制热空气侧入口的进气温度；

通过进气空调与空压机之间的压力传感器、温度传感器及湿度传感器监测空压机的进气静压、进气温度和相对湿度，并通过进气空调控制空压机的进气静压、进气温度和相对湿度，同时通过改变空压机的进气温度和相对湿度的目标值来间接控制被测后冷却器热空气侧入口的进口湿度。

其中，所述空压机为变频式，其进气静压由进气空调的风量控制，进气温度由进气空调的电加热器控制，进气相对湿度由进气空调的电加湿器控制。

进一步地，所述空压机运行于最低频率提供的气体流量大于被测后冷却器热空气侧入口处所需的气体流量，通过设于空压机与第一调节阀之间的排气阀排出多余气体。

本发明采用间接控制的方式，通过空压机进口的温度和相对湿度间接控制后冷却器热空气侧的进口湿度，同时通过进气空调控制空压机的进口温度、相对湿度和压力，这样简化了后冷却器热空气侧的高压加湿工艺，降低了测试设备的复杂性。

附图说明

图1为本发明的控制系统的示意图。

其中附图标记说明如下：

1为进气空调；2为空压机；3为第一调节阀；4为加热冷却器；5为被测后冷却器；6为第二调节阀；7为储气罐；8为排气阀；9为流量计；10为空压机进口传感器；11为热空气侧入口传感器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的空压机后冷却器性能试验的出口湿度控制系统，如图1所示，包括进气空调1、空压机2、第一调节阀3、加热冷却器4、第二调节阀6，其中：

进气空调1，其进气口与大气相通，出气口与空压机2的进气口相连，用于控制空压机2进气口的静压、进气温度和相对湿度；

空压机2，其进气口与进气空调1的出气口相连，出气口与第一调节阀3的进气口相连，用于提供稳定流量的压缩空气；

第一调节阀3，其进气口与空压机2的出气口相连，出气口与加热冷却器4的进气口相连，用于控制被测后冷却器5的热空气侧入口的流量；

加热冷却器4，其进气口与第一调节阀3的出气口相连，出气口与被测后冷却器5的热空气侧入口相连，用于控制被测后冷却器5的热空气侧入口的进气温度；

第二调节阀6，其进气口与被测后冷却器5的出气口相连，出气口与大气相通，用于控制被测后冷却器5的热空气侧入口的进气压力；

所述进气空调1的出气口与空压机2的进气口之间设有监控空压机2进气静压、进气温度和相对湿度的压力传感器、温度传感器和湿度传感器，所述第一调节阀3的出气口和被测后冷却器5的热空气侧入口之间设有监控热空气侧流量的流量计9，所述加热冷却器4的出气口与被测后冷却器5的热空气侧入口之间设有监控被测后冷却器5热空气侧入口的进气压力、进气温度和相对湿度的压力传感器、温度传感器和湿度传感器。

所述空压机2的出气口与第一调节阀3的进气口之间设有储气罐7，用于稳定空压机2的出气口压力。所述空压机2的出气口与储气罐7之间还设有排气阀8。

上述空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统的实现方法，其中：

进气空调1、空压机2、第一调节阀3、加热冷却器4、被测后冷却器5以及第二调节阀6构成被测后冷却器5的开式气体测试流道，其中环境空气进入进气空调1内并进行加热加湿处理，加热加湿后的空气进入空压机2并被压缩成高温高压气体，高温高压气体经过第一调节阀3、加热冷却器4、被测后冷却器5和第二调节阀6排入大气；

通过第一调节阀3与加热冷却器4之间的流量计9监测空压机2排出的高温高压气体的流量，并通过第一调节阀3控制被测后冷却器5的热空气侧入口的流量；

通过加热冷却器4和被测后冷却器5之间的进空气侧入口传感器11监测被测后冷却器热5空气侧入口的进气压力、进气温度和相对湿度，其中传感器包括压力传感器和温度传感器，并通过第二调节阀6控制热空气侧入口的进气压力，以及通过加热冷却器4控制热空气侧入口的进气温度；

通过进气空调1与空压机2之间的空压机进口传感器10监测空压机2的进气静压、进气温度和相对湿度，其中传感器包括压力传感器、温度传感器及湿度传感器，并通过进气空调1控制空压机2的进气静压、进气温度和相对湿度，同时通过改变空压机2的进气温度和相对湿度的目标值来间接控制被测后冷却器5热空气侧入口的进口湿度。

其中，空压机2为变频式，其进气静压由进气空调1的风量控制，进气温度由进气空调1的电加热器控制，进气相对湿度由进气空调1的电加湿器控制。

所述空压机2运行于最低频率提供的气体流量大于被测后冷却器5热空气侧入口处所需的气体流量，通过设于空压机2与第一调节阀3之间的排气阀8排出多余气体。

后冷却器在进行性能测试时，其热空气侧需要满足一定的工况，其中包括热空气侧的流量、进口温度、进口压力、进口湿度等参数，本发明通过进气空调调节空压机的进气压力、温度及相对湿度，进而控制被测后冷却器热空气侧入口的湿度，其中第一调节阀和第二调节阀的动作均会对整个气体测试流道的压力产生影响，通过调整进气空调以及第一调节阀和第二调节阀使得被测后冷却器热空气侧入口的流量、进口温度、进口压力、进口湿度达到规定工况的要求。

本发明采用间接控制的方式，通过空压机进口的温度和相对湿度间接控制后冷却器热空气侧的进口湿度，同时通过进气空调控制空压机的进口温度、相对湿度和压力，这样简化了后冷却器热空气侧的高压加湿工艺，降低了测试设备的复杂性。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (7)

1.一种空压机后冷却器性能试验的出口湿度控制系统，其特征在于，包括进气空调、空压机、第一调节阀、加热冷却器、第二调节阀，其中：

进气空调，其进气口与大气相通，出气口与空压机的进气口相连，用于控制空压机进气口的静压、进气温度和相对湿度；

空压机，其进气口与进气空调的出气口相连，出气口与第一调节阀的进气口相连，用于提供稳定流量的压缩空气；

第一调节阀，其进气口与空压机的出气口相连，出气口与加热冷却器的进气口相连，用于控制被测后冷却器的热空气侧入口的流量；

加热冷却器，其进气口与第一调节阀的出气口相连，出气口与被测后冷却器的热空气侧入口相连，用于控制被测后冷却器的热空气侧入口的进气温度；

第二调节阀，其进气口与被测后冷却器的出气口相连，出气口与大气相通，用于控制被测后冷却器的热空气侧入口的进气压力；

所述进气空调的出气口与空压机的进气口之间设有监控空压机进气静压、进气温度和相对湿度的压力传感器、温度传感器和湿度传感器，所述加热冷却器的出气口与被测后冷却器的热空气侧入口之间设有监控被测后冷却器热空气侧入口的进气压力、进气温度和相对湿度的压力传感器、温度传感器和湿度传感器。

2.根据权利要求1所述的空压机后冷却器性能试验的出口湿度控制系统，其特征在于，所述第一调节阀出气口与被测后冷却器的热空气侧入口之间设有一流量计。

3.根据权利要求1所述的空压机后冷却器性能试验的出口湿度控制系统，其特征在于，所述空压机的出气口与第一调节阀的进气口之间设有储气罐，用于稳定空压机的出气口压力。

4.根据权利要求3所述的空压机后冷却器性能试验的出口湿度控制系统，其特征在于，所述空压机的出气口与储气罐之间还设有排气阀。

5.一种空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统的实现方法，其特征在于，

进气空调、空压机、第一调节阀、加热冷却器、被测后冷却器以及第二调节阀构成被测后冷却器的开式气体测试流道，其中环境空气进入进气空调内并进行加热加湿处理，加热加湿后的空气进入空压机并被压缩成高温高压气体，高温高压气体经过第一调节阀、加热冷却器、被测后冷却器和第二调节阀排入大气；

通过第一调节阀与加热冷却器之间的流量计监测空压机排出的高温高压气体的流量，并通过第一调节阀控制被测后冷却器的热空气侧入口的流量；

通过加热冷却器和被测后冷却器之间的压力传感器和温度传感器监测被测后冷却器热空气侧入口的进气压力、进气温度和相对湿度，并通过第二调节阀控制热空气侧入口的进气压力，以及通过加热冷却器控制热空气侧入口的进气温度；

通过进气空调与空压机之间的压力传感器、温度传感器及湿度传感器监测空压机的进气静压、进气温度和相对湿度，并通过进气空调控制空压机的进气静压、进气温度和相对湿度，同时通过改变空压机的进气温度和相对湿度的目标值来间接控制被测后冷却器热空气侧入口的进口湿度。

6.根据权利要求5所述的空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统的实现方法，其特征在于，所述空压机为变频式，其进气静压由进气空调的风量控制，进气温度由进气空调的电加热器控制，进气相对湿度由进气空调的电加湿器控制。

7.根据权利要求6所述的空压机后冷却器性能试验的进口湿度控制系统的实现方法，其特征在于，所述空压机运行于最低频率提供的气体流量大于被测后冷却器热空气侧入口处所需的气体流量，通过设于空压机与第一调节阀之间的排气阀排出多余气体。