CN109826781B - 具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及二氧化碳压缩机性能试验领域，尤其涉及具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，包括与被测二氧化碳压缩机形成主管路上的测试回路，所述测试回路包括依次设置的第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀、第四切换阀，第一切换阀和第二切换阀之间设置有并联连接的跨临界循环气体冷却段和亚临界循环冷凝段，所述第三切换阀和第四切换阀之间设置有并联连接的跨临界循环蒸发段和亚临界循环蒸发段，所述主管路上还设置有调节测量组件。该发明的优点在于：本发明涵盖了二氧化碳压缩机在跨/亚临界循环的大范围工况，减少了试验装置所用设备，降低了成本，同一台机器进行不同循环试验时，不需要进行拆卸及装机，操作更加简单便利。

Description

具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统

技术领域

本发明涉及二氧化碳压缩机性能试验领域，尤其涉及具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统。

背景技术

二氧化碳作为一种不破坏大气臭氧层(ODP＝0)和全球气候变暖指数很小(GWP＝1)的天然环保制冷剂，具有良好的热力性能，是近年来替代制冷剂研究的主要方向之一。二氧化碳压缩机具有工作压力高、压差大、压比小等特点，系统内的工质压力是传统工质压力的5～10倍。国标GB/T 5773规定，容积式制冷剂压缩机的性能试验方法应包括测试原理及测量的量不相同的两种方法，两种方法同时测量，试验结果间的偏差应在±4％以内。

鉴于二氧化碳作为制冷剂的特殊性，传统工质压缩机的性能测试试验系统不再适合用于二氧化碳压缩机的测试。以常见的主侧采用第二制冷剂量热器法、辅侧采用制冷剂液体流量计法为例，由于二氧化碳制冷剂系统的工质压力高，若要在一个试验系统中同时满足跨临界循环和亚临界循环的测试，整个系统的耐压能力需要大幅提高，试验设备成本也随之显著升高。同时，由于二氧化碳的临界温度较低(约31℃)，当环境温度较高、储液器内温度高于临界温度时，储液器内的二氧化碳无法维持液体状态，储液器内部压力大幅增大，容易引起安全阀的起跳并具有爆炸的风险。另一方面，在二氧化碳的亚临界循环中，其冷凝侧温度通常在0℃以下，常规的水冷冷凝器不适用于二氧化碳压缩机的测试系统。而在二氧化碳的跨临界循环中，冷却过程为气体冷却，工质的压力和温度是相对独立的变量，无法用冷却介质温度进行排气压力的调节，需要对试验系统进行改造。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种涉及具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统。本发明采用以下技术方案：

具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，包括与被测二氧化碳压缩机形成主管路上的测试回路，所述测试回路包括依次设置的第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀、第四切换阀，第一切换阀和第二切换阀之间设置有并联连接的跨临界循环气体冷却段和亚临界循环冷凝段，所述第三切换阀和第四切换阀之间设置有并联连接的跨临界循环蒸发段和亚临界循环蒸发段，所述主管路上还设置有调节测量组件。

对跨临界循环气体冷却段的限定，所述跨临界循环气体冷却段包括气体冷却器，所述跨临界循环蒸发段包括串联连接的跨临界量热器和跨临界过热器。

对亚临界循环冷凝段的限定，所述亚临界循环冷凝段包括依次设置的第一冷凝器、第一储液器、第一干燥过滤器、第一过冷器，还包括与第一冷凝器和第一过冷器的两个调节端分别连接的低温冷凝组件、用于调节第一储液器压力且与第一储液器的两调节端形成环路的维持组件；所述亚临界循环蒸发段包括亚临界量热器。

对低温冷凝组件的限定，所述低温冷凝组件包括氟利昂压缩冷凝组件或卤水组件，所述低温冷凝组件还包括与第一冷凝器和第一过冷器连通的第一端口和第二端口，所述第一端口依次通过第一供液阀、第一供液调节阀与第一过冷器的第一调节端连接，且依次通过第一供液阀、第二供液调节阀与第一冷凝器的第一调节端连接，所述第二端口通过第一回流阀分别与第一冷凝器和第一过冷器的第二调节端连接。

当低温冷凝组件包括氟利昂压缩冷凝组件时，氟利昂压缩冷凝组件包括与第一端口和第二端口形成环路的第一氟利昂压缩机、第二油分离器、第二冷凝器、第二储液器、第二过冷器、第二干燥过滤器，所述第一氟利昂压缩机的吸气口与第二端口连接；低温冷凝组件还包括与第一端口和第二端口并联且依次设置的第二供液阀、氟利昂调节阀、氟利昂量热器、第二回气阀。

当低温冷凝组件包括卤水组件时，卤水组件包括与第一端口和第二端口形成环路的载冷剂回水阀、载冷剂水箱、载冷剂供水阀、载冷剂三通调节阀、载冷剂过滤器、载冷剂水泵，还包括与载冷剂水箱另外两个端口形成回路的冷媒水回水阀、卤水机组、冷媒水水泵、冷媒水过滤器、冷媒水供水阀，载冷剂三通调节阀的第一进口端与载冷剂供水阀的输出端连接，第二进口端与载冷剂回水阀的输入端连接，出口端与载冷剂过滤器的输入端连接。

对维持组件的限定，所述维持组件与第一储液器的两个调节端形成环路，在两个调节端出口管路上分别设置有维持回路进口阀、维持回路出口阀，且在该环路上设置有压力开关；维持组件包括蒸发器、膨胀阀、第三冷凝器、第二氟利昂压缩机，所述蒸发器的另外两个端口分别与维持回路进口阀和维持回路出口阀连接。

对调节测量组件的限定，所述调节测量组件包括设置在主路上且位于被测二氧化碳压缩机的输出端的排气阀，位于被测二氧化碳压缩机的输入端的吸气阀。

对调节测量组件的进一步限定，主管路上还设置有与排气阀串联的第一油分离器；第二切换阀和第三切换阀之间的主管路上设置有用于将高压降成低压的第一气液调节阀和用于测量流量的流量计。

优化的，系统还包括冷却水组件，为气体冷却器、氟利昂压缩冷凝组件中的第二冷凝器、第二过冷器提供冷源。冷却水组件包括冷源回水管路和冷源进水管路，在冷源回水管路上设置冷却水调节阀，在冷源进水管路上从冷源输出口依次设置有冷却水过滤器、冷却水三通调节阀、冷却水水泵。冷却水三通调节阀的第一输入端与冷却水过滤器输出端连接，第二输入端与冷源回水管路连接，输出端与冷却水水泵的输入端连接。气体冷却器、第二过冷器、第二冷凝器的回水端分别通过气体冷却器回水阀、第二过冷器回水阀、第二冷凝器回水阀与冷源回水管路连接，供水端分别通过气体冷却器供水阀、第二过冷器供水阀、第二冷凝器供水阀与冷源进水管路连接。

本发明的优点在于：

(1)针对二氧化碳压力高的问题，本发明根据循环的种类进行试验系统的耐压设计，其中跨临界冷凝段设计承压15MPa，蒸发段设计承压5MPa；亚临界循环冷凝段设计承压6MPa，蒸发段设计承压2.5MPa，涵盖了二氧化碳压缩机在跨/亚临界循环的大范围工况，减少了试验装置所用设备，降低了成本，同一台机器进行不同循环试验时，不需要进行拆卸及装机，操作更加简单便利。

(2)针对第一储液器内温度高于临界温度时压力过高的问题，本发明通过在第一储液器并联维持组件，在该方案中，维持组件为一套由第一储液器内部压力控制启停的维持组件，维持组件的设置，可以有效控制第一储液器的内部压力不超过安全阀的起跳压力，降低了容器及关联设备承压要求，降低成本。

(3)针对亚临界冷凝侧温度低，水冷冷凝器不适用的问题，本发明在亚临界循环中提供了两种冷凝方案：第一种方案是采用氟利昂压缩冷凝组件，通过氟利昂压缩冷凝组件为第一冷凝器及第一过冷器提供冷源，通过第二供液调节阀调节进入第一冷凝器冷源侧的氟利昂制冷剂流量来实现冷凝温度的调节。第二种方案是利用外部卤水机组提供低温载冷剂(乙二醇溶液、冰河冷媒等)进行冷凝，通过载冷剂水泵的变频或第二供液调节阀实现供水流量的调节，实现冷凝温度或排气压力的调节。而被测二氧化碳压缩机的吸气压力通过第一气液调节阀调节，吸气温度通过亚临界量热器调节。

(4)针对跨临界循环冷却过程中工质排气压力无法通过冷凝温度控制的问题，在该方案中，气体冷却器为水冷气体冷却器，通过冷却水调节阀调节冷却水流量来控制第一气液调节阀的阀前温度，通过第一气液调节阀进行排气压力的调节，通过跨临界量热器进行吸气压力调节，系统还通过设置跨临界过热器，利用跨临界过热器进行吸气温度的调节。有效地解决了跨临界循环时气体冷却过程中压力与温度相对独立，无法利用冷却介质温度控制排气压力的问题。

(5)该系统中排气阀、吸气阀、第一油分离器、流量计、第一气液调节阀为跨临界循环和亚临界循环共用，这样可以节省整个系统的设备的数量，并且排气阀和吸气阀的设置可以方便被测二氧化碳压缩机的更换。

(6)当本发明使用氟利昂压缩冷凝组件时，利用氟利昂调节阀调节氟利昂压缩冷凝组件的吸气压力，利用氟利昂量热器的吸气温度，利用冷却水调节阀调节冷却水流量来控制氟利昂压缩冷凝组件的排气压力，从而实现氟利昂压缩冷凝组件供冷量的调节，使其匹配第一冷凝器及第一过冷器的热负荷。

(7)本发明通过在第一储液器并联维持组件，当第一储液器内部压力高于压力开关高压设定值时，维持组件开启，为第一储液器内降压，直至第一储液器内部压力低于压力开关低压设定值时，维持组件关闭。解决了环境温度升高时，第一储液器内二氧化碳压力升高的安全问题。

附图说明

图1为本发明的系统原理图。

图2为实施例1中的氟利昂压缩冷凝组件的原理图。

图3为实施例2中的卤水组件的原理图。

图4为维持组件的原理图。

图5为冷却水组件的原理图。

图中标注符号的含义如下：

1-被测二氧化碳压缩机 2-排气阀 3-第一油分离器

4-第一切换阀 5-第一冷凝器 6-第一储液器

7-维持回路进口阀 8-气体冷却器

9-维持组件

91-蒸发器 92-膨胀阀 93-第三冷凝器 94-第二氟利昂压缩机

10-维持回路出口阀 11-第一干燥过滤器 12-第一过冷器

13-压力开关 14-第一视液镜 15-第二切换阀

16-氟利昂压缩冷凝组件

161-第一氟利昂压缩机 162-第二油分离器 163-第二冷凝器

164-第二储液器 165-第二过冷器 166-第二干燥过滤器

167-第二视液镜 168-第二供液阀

169-氟利昂调节阀 1610-氟利昂量热器 1611-第二回气阀

17-卤水组件

171-载冷剂水箱 172-冷媒水供水阀 173-冷媒水回水阀

174-载冷剂回水阀 175-冷媒水过滤器 176-冷媒水水泵

177-卤水机组 178-载冷剂水泵 179-载冷剂过滤器

1710-载冷剂三通调节阀 1711-载冷剂供水阀

18-第一供液阀 19-第一回流阀 20-流量计

21-第一供液调节阀 22-第一气液调节阀 23-第二供液调节阀

24-第三切换阀 25-跨临界量热器 26-跨临界过热器

27-亚临界量热器 28-第四切换阀 29-吸气阀

30-冷却水组件

301-气体冷却器回水阀 302-冷却水调节阀 303-冷却水水泵

304-冷却水三通调节阀 305-冷却水过滤器

306-第二冷凝器供水阀 307-第二冷凝器回水阀

308-第二过冷器供水阀 309-第二过冷器回水阀

3010-气体冷却器供水阀

具体实施方式

实施例1

如图1所示，具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，包括与被测二氧化碳压缩机1形成主管路上的测试回路，所述测试回路包括依次设置的第一切换阀4、第二切换阀15、第三切换阀24、第四切换阀28，第一切换阀4和第二切换阀15之间设置有并联连接的跨临界循环气体冷却段和亚临界循环冷凝段，所述第三切换阀24和第四切换阀28之间设置有并联连接的跨临界循环蒸发段和亚临界循环蒸发段，所述主管路上还设置有调节测量组件。第一切换阀4、第二切换阀15、第三切换阀24、第四切换阀28均为三通阀。

其中跨临界循环回路包括被测二氧化碳压缩机1、调节测量组件、第一切换阀4、跨临界循环气体冷却段、第二切换阀15、第三切换阀24、跨临界循环蒸发段、第四切换阀28。

其中亚临界循环回路包括被测二氧化碳压缩机1、调节测量组件、第一切换阀4、亚临界循环冷凝段、第二切换阀15、第三切换阀24、亚临界循环蒸发段、第四切换阀28。

所述跨临界循环气体冷却段包括气体冷却器8，所述跨临界循环蒸发段包括串联连接的跨临界量热器25和跨临界过热器26。

所述亚临界循环冷凝段包括依次设置的第一冷凝器5、第一储液器6、第一干燥过滤器11、第一过冷器12、第一视液镜14，还包括与第一冷凝器5和第一过冷器12的两个调节端分别连接的低温冷凝组件、用于调节第一储液器6压力且与第一储液器6的两调节端形成环路的维持组件9；所述亚临界循环蒸发段包括亚临界量热器27。第一视液镜14设置在第一过冷器12和第二切换阀15之间。

如图2所示，所述低温冷凝组件包括氟利昂压缩冷凝组件16、与第一冷凝器5和第一过冷器12连通的第一端口和第二端口，所述第一端口依次通过第一供液阀18、第一供液调节阀21与第一过冷器12的第一调节端连接，且依次通过第一供液阀18、第二供液调节阀23与第一冷凝器5的第一调节端连接，所述第二端口通过第一回流阀19分别与第一冷凝器5和第一过冷器12的第二调节端连接。

氟利昂压缩冷凝组件16包括与第一端口和第二端口形成环路的第一氟利昂压缩机161、第二油分离器、第二冷凝器163、第二储液器164、第二过冷器165、第二干燥过滤器166、第二视液镜167，所述第一氟利昂压缩机161的吸气口与第二端口连接；低温冷凝组件还包括与第一端口和第二端口并联且依次设置的第二供液阀168、氟利昂调节阀169、氟利昂量热器1610、第二回气阀1611。第二视液镜167设置在第一端口与第二干燥过滤器166之间。

如图4所示，所述维持组件9与第一储液器6的两个调节端形成环路，在两个调节端出口管路上分别设置有维持回路进口阀7、维持回路出口阀10，且在该环路上设置有压力开关13；维持组件9包括蒸发器91、膨胀阀92、第三冷凝器93、第二压缩机94，所述蒸发器91的另外两个端口分别与维持回路进口阀7和维持回路出口阀10连接。

所述调节测量组件包括设置在主路上且位于被测二氧化碳压缩机1的输出端的排气阀2，位于被测二氧化碳压缩机1的输入端的吸气阀29。

主管路上还设置有与排气阀2串联的第一油分离器3；第二切换阀15和第三切换阀24之间的主管路上设置有用于将高压降成低压的第一气液调节阀22和用于测量流量的流量计20。

综上，当需要进行二氧化碳压缩机的跨临界循环测试时，第一切换阀4、第二切换阀15、第三切换阀24、第四切换阀28切换至跨临界状态，跨临界循环回路形成通路。被测二氧化碳压缩机1排出的高温高压二氧化碳制冷剂经过第一油分离器3分离出携带的润滑油后，进入气体冷却器8进行冷却降温，冷却后的高压二氧化碳气体经过流量计20进行流量测量，再经过第一气液调节阀22节流降压，依次进入跨临界量热器25及跨临界过热器26蒸发吸热，达到规定的吸气温度后返回被测二氧化碳压缩机1的吸气口。

当需要进行二氧化碳压缩机的亚临界循环测试时，将第一切换阀4、第二切换阀15、第三切换阀24、第四切换阀28切换至亚临界状态，亚临界循环回路形成通路。被测二氧化碳压缩机1排出的高温高压二氧化碳制冷剂经过第一油分离器3分离出携带的润滑油后，进入第一冷凝器5冷却降温至饱和液体，经过第一储液器6、第一干燥过滤器11后进入第一过冷器12继续冷却至过冷液体，进入流量计20进行流量测量，再经过第一气液调节阀22节流降压，进入亚临界量热器27蒸发吸热，达到规定的吸气温度后返回被测二氧化碳压缩机1的吸气口。

在亚临界循环中的第一储液器6上并联了一套控制其内部压力的回路。在试验系统停用期间，若第一储液器6内二氧化碳制冷剂压力高于压力开关13的高压设定压力时，维持组件9自动开启，第一储液器6内的二氧化碳制冷剂气体经过维持回路进口阀7进入维持组件9，通过维持组件9中的蒸发器91内的氟利昂蒸发吸热进行二氧化碳制冷剂的冷却，冷却后的二氧化碳饱和液体经过维持回路出口阀10回到第一储液器6中，降低第一储液器6内部压力。当第一储液器6内二氧化碳制冷剂压力低于压力开关13的低压设定压力时，维持组件9自动关闭。

当进行亚临界循环测试时，第一冷凝器5、第一过冷器12利用氟利昂压缩冷凝组件16供液蒸发冷却。第一氟利昂压缩机161排出的氟利昂制冷剂经第二油分离器162分离出携带的润滑油后，进入第二冷凝器163冷却降温至饱和液体，经过第二储液器164后进入第二过冷器165冷却至过冷液体，依次经过第二干燥过滤器166、第二视液镜167后，分为两路：一路进入第一供液阀18后，再分为两路分别通过第二供液调节阀23和第一供液调节阀21节流降压后进入第一冷凝器5和第一过冷器12中吸热蒸发，再汇合进入第一回流阀19；另一路进入第二供液阀168后，经过氟利昂调节阀169节流降压后进入氟利昂量热器1610中吸热蒸发，再进入第二回气阀1611。第一回流阀19和第二回气阀1611出口的氟利昂气体制冷剂汇合后回到第一氟利昂压缩机161的吸气口。

如图5所示，在该系统中，还包括冷却水组件30，为气体冷却器8、氟利昂压缩冷凝组件16中的第二冷凝器163、第二过冷器165提供冷源。冷却水组件30包括冷源回水管路和冷源进水管路，在冷源回水管路上设置冷却水调节阀302，在冷源进水管路上从冷源输出口依次设置有冷却水过滤器305、冷却水三通调节阀304、冷却水水泵303。冷却水三通调节阀304的第一输入端与冷却水过滤器305输出端连接，第二输入端与冷源回水管路连接，输出端与冷却水水泵303的输入端连接。气体冷却器8、第二过冷器165、第二冷凝器163的回水端分别通过气体冷却器回水阀301、第二过冷器回水阀309、第二冷凝器回水阀307与冷源回水管路连接，供水端分别通过气体冷却器供水阀3010、第二过冷器供水阀308、第二冷凝器供水阀306与冷源进水管路连接。

系统还包括控制模块，在被测二氧化碳压缩机1进气口管路上设置有用于测量吸气压力的第一压力传感器P1和用于测量吸气温度的第一温度传感器T1，出气口管路上设置有用于测量排气压力的第二压力传感器P2，第一气液调节阀前设置有用于测量阀前温度的第二温度传感器T2。在第一氟利昂压缩机161进气口管路上设置有用于测量氟利昂压缩冷凝组件吸气压力的第三压力传感器P3和用于测量氟利昂压缩冷凝组件吸气温度的第三温度传感器T3，出气口管路上设置有用于测量氟利昂压缩冷凝组件排气压力的第四压力传感器P4。在冷却水水泵303出水管路上设置有用于测量气体冷却器/氟利昂压缩冷凝组件冷却水供水温度的第四温度传感器T4。控制模块与所有的温度传感器和压力传感器连接，然后在跨临界或亚临界状态下根据相应的压力传感器或温度传感器的数据，控制不同的部件工作，具体如表1所示。

表1

实施例2

如图1所示，具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，包括与被测二氧化碳压缩机1形成主管路上的测试回路，所述测试回路包括依次设置的第一切换阀4、第二切换阀15、第三切换阀24、第四切换阀28，第一切换阀4和第二切换阀15之间设置有并联连接的跨临界循环气体冷却段和亚临界循环冷凝段，所述第三切换阀24和第四切换阀28之间设置有并联连接的跨临界循环蒸发段和亚临界循环蒸发段，所述主管路上还设置有调节测量组件。

其中跨临界循环回路包括被测二氧化碳压缩机1、调节测量组件、第一切换阀4、跨临界循环气体冷却段、第二切换阀15、第三切换阀24、跨临界循环蒸发段、第四切换阀28。

其中亚临界循环回路包括被测二氧化碳压缩机1、调节测量组件、第一切换阀4、亚临界循环冷凝段、第二切换阀15、第三切换阀24、亚临界循环蒸发段、第四切换阀28。

所述跨临界循环气体冷却段包括气体冷却器8，所述跨临界循环蒸发段包括串联连接的跨临界量热器25和跨临界过热器26。

所述亚临界循环冷凝段包括依次设置的第一冷凝器5、第一储液器6、第一干燥过滤器11、第一过冷器12、第一视液镜14，还包括与第一冷凝器5和第一过冷器12的两个调节端分别连接的低温冷凝组件、用于调节第一储液器6压力且与第一储液器6的两调节端形成环路的维持组件9；所述亚临界循环蒸发段包括亚临界量热器27。

如图3所示，所述低温冷凝组件包括卤水组件17、与第一冷凝器5和第一过冷器12连通的第一端口和第二端口，所述第一端口依次通过第一供液阀18、第一供液调节阀21与第一过冷器12的第一调节端连接，且依次通过第一供液阀18、第二供液调节阀23与第一冷凝器5的第一调节端连接，所述第二端口通过第一回流阀19分别与第一冷凝器5和第一过冷器12的第二调节端连接。

卤水组件17包括与第一端口和第二端口形成环路的载冷剂回水阀174、载冷剂水箱171、载冷剂供水阀1711、载冷剂三通调节阀1710、载冷剂过滤器179、载冷剂水泵178，还包括与载冷剂水箱171另外两个端口形成回路的冷媒水回水阀173、卤水机组177、冷媒水水泵176、冷媒水过滤器175、冷媒水供水阀172，载冷剂三通调节阀1710的第一进口端与载冷剂供水阀1711的输出端连接，第二进口端与载冷剂回水阀174的输入端连接，出口端与载冷剂过滤器179的输入端连接。

如图4所示，所述维持组件9与第一储液器6的两个调节端形成环路，在两个调节端出口管路上分别设置有维持回路进口阀7、维持回路出口阀10，且在该环路上设置有压力开关13；维持组件9包括蒸发器91、膨胀阀92、第三冷凝器93、第二压缩机94，所述蒸发器91的另外两个端口分别与维持回路进口阀7和维持回路出口阀10连接。

所述调节测量组件包括设置在主路上且位于被测二氧化碳压缩机1的输出端的排气阀2，位于被测二氧化碳压缩机1的输入端的吸气阀29。

主管路上还设置有与排气阀2串联的第一油分离器3；第二切换阀15和第三切换阀24之间的主管路上设置有用于将高压降成低压的第一气液调节阀22和用于测量流量的流量计20。

综上，当需要进行二氧化碳压缩机的跨临界循环测试时，第一切换阀4、第二切换阀15、第三切换阀24、第四切换阀28切换至跨临界状态，跨临界循环回路形成通路。被测二氧化碳压缩机1排出的高温高压二氧化碳制冷剂经过第一油分离器3分离出携带的润滑油后，进入气体冷却器8进行冷却降温，冷却后的高压二氧化碳气体经过流量计20进行流量测量，再经过第一气液调节阀22节流降压，依次进入跨临界量热器25及跨临界过热器26蒸发吸热，达到规定的吸气温度后返回被测二氧化碳压缩机1的吸气口。

当需要进行二氧化碳压缩机的亚临界循环测试时，将第一切换阀4、第二切换阀15、第三切换阀24、第四切换阀28切换至亚临界状态，亚临界循环回路形成通路。被测二氧化碳压缩机1排出的高温高压二氧化碳制冷剂经过第一油分离器3分离出携带的润滑油后，进入第一冷凝器5冷却降温至饱和液体，经过第一储液器6、第一干燥过滤器11后进入第一过冷器12继续冷却至过冷液体，进入流量计20进行流量测量，再经过第一气液调节阀22节流降压，进入亚临界量热器27蒸发吸热，达到规定的吸气温度后返回被测二氧化碳压缩机1的吸气口。

在亚临界循环中的第一储液器6上并联了一套控制其内部压力的回路。在试验系统停用期间，若第一储液器6内二氧化碳制冷剂压力高于压力开关13的高压设定压力时，维持组件9自动开启，第一储液器6内的二氧化碳制冷剂气体经过维持回路进口阀7进入维持组件9，通过维持组件9中的蒸发器91内的氟利昂蒸发吸热进行二氧化碳制冷剂的冷却，冷却后的二氧化碳饱和液体经过维持回路出口阀10回到第一储液器6中，降低第一储液器6内部压力。当第一储液器6内二氧化碳制冷剂压力低于压力开关13的低压设定压力时，维持组件9自动关闭。

当进行亚临界循环测试时，第一冷凝器5、第一过冷器12利用卤水组件17提供的载冷剂冷却。载冷剂水箱171中的载冷剂经过冷媒水供水阀172、冷媒水过滤器175后，通过冷媒水水泵176输送至卤水机组177中降温冷却，经冷媒水回水阀173回到载冷剂水箱171中，完成载冷剂水箱171内载冷剂的冷却。载冷剂水箱171内被冷却的载冷剂经过载冷剂供水阀1711、载冷剂三通调节阀1710、载冷剂过滤器179后，通过载冷剂水泵178输送至第一供液阀18，再分为两路分别通过第二供液调节阀23和第一供液调节阀21进入第一冷凝器5和第一过冷器12换热后，汇合进入第一回流阀19，再分为两路，一路进入载冷剂三通调节阀1710与载冷剂水箱171供水混合实现供水温度调节，一路经过载冷剂回水阀174回到载冷剂水箱171中。

在该系统中，还包括冷却水组件30，为气体冷却器8提供冷源。冷却水组件30包括冷源回水管路和冷源进水管路，在冷源回水管路上设置冷却水调节阀302，在冷源进水管路上从冷源输出口依次设置有冷却水过滤器305、冷却水三通调节阀304、冷却水水泵303。冷却水三通调节阀304的第一输入端与冷却水过滤器305输出端连接，第二输入端与冷源回水管路连接，输出端与冷却水水泵303的输入端连接。气体冷却器8的回水端通过气体冷却器回水阀301与冷源回水管路连接，供水端分别通过气体冷却器供水阀3010与冷源进水管路连接。

系统还包括控制模块，在被测二氧化碳压缩机1进气口管路上设置有用于测量吸气压力的第一压力传感器P1和用于测量吸气温度的第一温度传感器T1，出气口管路上设置有用于测量排气压力的第二压力传感器P2，在第一气液调节阀22前设置有用于测量阀前温度的第二温度传感器T2。冷却水水泵303的出水管路上设置有测量气体冷却器/氟利昂压缩冷凝组件供水温度的第四温度传感器T4。在载冷剂水泵178的出水管路上设置有测量载冷剂供水温度的第五温度传感器T5。控制模块与所有的温度传感器和压力传感器连接，然后在跨临界或亚临界状态下根据相应的压力传感器或温度传感器的数据，控制不同的部件工作，具体如表2所示。

表2

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，包括与被测二氧化碳压缩机(1)形成主管路上的测试回路，所述测试回路包括依次设置的第一切换阀(4)、第二切换阀(15)、第三切换阀(24)、第四切换阀(28)，第一切换阀(4)和第二切换阀(15)之间设置有并联连接的跨临界循环气体冷却段和亚临界循环冷凝段，所述第三切换阀(24)和第四切换阀(28)之间设置有并联连接的跨临界循环蒸发段和亚临界循环蒸发段，所述主管路上还设置有调节测量组件。

2.根据权利要求1所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，所述跨临界循环气体冷却段包括气体冷却器(8)，所述跨临界循环蒸发段包括串联连接的跨临界量热器(25)和跨临界过热器(26)。

3.根据权利要求2所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，所述亚临界循环冷凝段包括依次设置的第一冷凝器(5)、第一储液器(6)、第一干燥过滤器(11)、第一过冷器(12)，还包括与第一冷凝器(5)和第一过冷器(12)的两个调节端分别连接的低温冷凝组件、用于调节第一储液器(6)压力且与第一储液器(6)的两调节端形成环路的维持组件(9)；所述亚临界循环蒸发段包括亚临界量热器(27)。

4.根据权利要求3所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，所述低温冷凝组件包括氟利昂压缩冷凝组件(16)或卤水组件(17)，所述低温冷凝组件还包括与第一冷凝器(5)和第一过冷器(12)连通的第一端口和第二端口，所述第一端口依次通过第一供液阀(18)、第一供液调节阀(21)与第一过冷器(12)的第一调节端连接，且依次通过第一供液阀(18)、第二供液调节阀(23)与第一冷凝器(5)的第一调节端连接，所述第二端口通过第一回流阀(19)分别与第一冷凝器(5)和第一过冷器(12)的第二调节端连接。

5.根据权利要求4所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，当低温冷凝组件包括氟利昂压缩冷凝组件(16)时，氟利昂压缩冷凝组件(16)包括与第一端口和第二端口形成环路的第一氟利昂压缩机(161)、第二油分离器(162)、第二冷凝器(163)、第二储液器(164)、第二过冷器(165)、第二干燥过滤器(166)，所述第一氟利昂压缩机(161)的吸气口与第二端口连接；低温冷凝组件还包括与第一端口和第二端口并联且依次设置的第二供液阀(168)、氟利昂调节阀(169)、氟利昂量热器(1610)、第二回气阀(1611)。

6.根据权利要求4所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，当低温冷凝组件包括卤水组件(17)时，卤水组件(17)包括与第一端口和第二端口形成环路的载冷剂回水阀(174)、载冷剂水箱(171)、载冷剂供水阀(1711)、载冷剂三通调节阀(1710)、载冷剂过滤器(179)、载冷剂水泵(178)，还包括与载冷剂水箱(171)另外两个端口形成回路的冷媒水回水阀(173)、卤水机组(177)、冷媒水水泵(176)、冷媒水过滤器(175)、冷媒水供水阀(172)，载冷剂三通调节阀(1710)的第一进口端与载冷剂供水阀(1711)的输出端连接，第二进口端与载冷剂回水阀(174)的输入端连接，出口端与载冷剂过滤器(179)的输入端连接。

7.根据权利要求3所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，所述维持组件(9)与第一储液器(6)的两个调节端形成环路，在第一储液器(6)的两个调节端出口管路上分别设置有维持回路进口阀(7)、维持回路出口阀(10)，且在该环路上设置有压力开关(13)；维持组件(9)包括蒸发器(91)、膨胀阀(92)、第三冷凝器(93)、第二氟利昂压缩机(94)，所述蒸发器(91)的另外两个端口分别与维持回路进口阀(7)和维持回路出口阀(10)连接。

8.根据权利要求1所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，所述调节测量组件包括设置在主路上且位于被测二氧化碳压缩机(1)的输出端的排气阀(2)，位于被测二氧化碳压缩机(1)的输入端的吸气阀(29)。

9.根据权利要求8所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，主管路上还设置有与排气阀(2)串联的第一油分离器(3)；第二切换阀(15)和第三切换阀(24)之间的主管路上设置有用于将高压降成低压的第一气液调节阀(22)和用于测量流量的流量计(20)。

10.根据权利要求5所述的具备跨/亚临界测试功能的二氧化碳压缩机性能试验系统，其特征在于，系统还包括冷却水组件(30)，冷却水组件(30)包括冷源回水管路和冷源进水管路，在冷源回水管路上设置冷却水调节阀(302)，在冷源进水管路上从冷源输出口依次设置有冷却水过滤器(305)、冷却水三通调节阀(304)、冷却水水泵(303)；冷却水三通调节阀(304)的第一输入端与冷却水过滤器(305)输出端连接，第二输入端与冷源回水管路连接，输出端与冷却水水泵(303)的输入端连接；气体冷却器(8)、第二过冷器(165)、第二冷凝器(163)的回水端分别通过气体冷却器回水阀(301)、第二过冷器回水阀(309)、第二冷凝器回水阀(307)与冷源回水管路连接，供水端分别通过气体冷却器供水阀(3010)、第二过冷器供水阀(308)、第二冷凝器供水阀(306)与冷源进水管路连接。

Images