CN111161619A

CN111161619A - 空气源热泵冷水机组实训操作实验平台

Info

Publication number: CN111161619A
Application number: CN202010074463.8A
Authority: CN
Inventors: 孙志利; 李佳美; 姚佳敏; 王宏奎; 王易安
Original assignee: Tianjin University of Commerce
Current assignee: Tianjin University of Commerce
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2020-05-15

Abstract

本发明公开了一种空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，可分别模拟空气源热泵冷水机组进行制冷循环和制热循环，增强学生的实践能力，提高处理问题的能力。包括制冷系统和水循环系统。所述制冷系统包括压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外风机、第一节流单元、第二节流单元、第一干燥过滤器、第二干燥过滤器及换热器。压缩机的排气口处安装有高压控制器和高压压力表。水循环系统为由水箱、第四单向阀、水泵及室内风机组成的封闭循环，换热器置于水箱中。该平台提供了三种不同的节流方式可根据实验目的切换学习，利用高低压控制器实现对压缩机进出口压力的控制，同时，可实现对空气源热泵冷水机组的性能测试。

Description

空气源热泵冷水机组实训操作实验平台

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种空气源热泵冷水机组实训操作实验平台。

背景技术

高等工程教育作为培养工程科技人才的重要环节，与国家和产业的发展密切相关。如何培养学生的工程创新能力将成为高等工程教育中最重要的环节。工程创新能力是学生在工程实践活动中综合素质的体现。实验教学是工程创新能力培养的重要环节，是工程教育中不可或缺的组成部分。实验教学是在一定的实验条件和实验环境的支撑下，以实验项目为载体，通过让学生循环往复地学习、模仿和积累，训练学生掌握实验技能进而所学掌握工程知识的过程。在这样的背景下，对实验环境和实验条件的要求较高，现有的实验装置需进行进一步的改进和完善。在制冷学习方面，目前，缺少必要的实验设备，学生只能学习到理论知识，缺少实际工作经验，影响了实际操作过程中处理问题能力的提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，可分别模拟空气源热泵冷水机组进行制冷循环和制热循环，增强学生的实践能力，提高处理问题的能力。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，包括制冷系统和水循环系统；所述制冷系统包括压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外风机、第一节流单元、第二节流单元、第一干燥过滤器、第二干燥过滤器及换热器，所述压缩机的排气口分别与第三针阀和第二视液镜的进口连接，所述第二视液镜的出口与所述四通换向阀的第一接口连接，所述四通换向阀的第三接口与所述第三针阀的出口并联后与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的出口通过第一视液镜与所述压缩机的吸气口连接；所述四通换向阀的第四接口通过第四视液镜与所述室外风机一端连接，所述室外风机的另一端与第五视液镜一端连接，所述视液镜的另一端分别与第一单向阀的进口及所述第一节流单元的出口连接，所述第一单向阀的出口分别与流量计的进口及第二单向阀的出口连接；所述流量计的出口分别与所述第一干燥过滤器和第二干燥过滤器的进口连接，所述第一干燥过滤器的出口与所述第一节流单元的进口连接；所述第二干燥过滤器的出口与所述第二节流单元的进口连接，所述第二节流单元的出口与第六视液镜的进口连接；所述第六视液镜的出口与所述第二单向阀的进口并联后与所述换热器的一端连接，所述换热器的另一端通过第三视液镜与四通换向阀的第二接口连接；所述压缩机的排气口处安装有高压控制器和高压压力表，所述第三针阀与气液分离器之间的管路上安装有低压控制器和低压压力表；所述室外风机与四通换向阀之间的管路上安装有第二高压压力表和第二低压压力表；所述换热器与四通换向阀之间的管路上安装有第三高压压力表和第三低压压力表；所述水循环系统为由水箱、第四单向阀、水泵及室内风机组成的封闭循环，所述换热器置于所述水箱中。

所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，所述第一节流单元由第一热力膨胀阀支路与第一针阀支路并联组成。

所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，所述第二节流单元由第二热力膨胀阀支路、毛细管支路及第二针阀支路并联组成。

所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，所述第一膨胀阀支路由第一膨胀阀与第四手动阀组成，所述第一针阀支路由第一针阀与第三手动阀组成，所述第一热力膨胀阀的感温包置于所述室外风机的回水管路上。

所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，所述第二膨胀阀支路由第二膨胀阀与第七手动阀组成，所述第二针阀支路由第二针阀与第八手动阀组成；所述毛细管支路由毛细管与第九手动阀组成，所述第二热力膨胀阀的感温包置于所述换热器的回水管路上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，可分别模拟空气源热泵冷水机组进行制冷循环和制热循环，通过水作载冷剂，与室内进行热交换，从而实现向室内供冷或供暖，帮助学生加强对理论知识的理解，有助于提高处理问题的能力。

2、本发明的实训操作实验平台装有高压控制器和低压控制器，可模拟压缩机的高低压保护。

3、本发明的实训操作实验平台装有流量计压力表等测量装置，可进行空气源热泵冷水机组的基本参数测量和性能测试。

4、本发明的实训操作实验平台可进行不同节流方式的切换，帮助理解和学习不同节流方式的工作原理和实际性能。

附图说明

图1所示为本发明空气源热泵冷水机组实训操作实验平台的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明空气源热泵冷水机组实训操作实验平台的原理图如图1所示，包括制冷系统和水循环系统。所述制冷系统包括压缩机1、气液分离器4、四通换向阀7、室外风机46、第一节流单元、第二节流单元、第一干燥过滤器21、第二干燥过滤器23及换热器37。所述压缩机1的排气口分别与第三针阀2和第二视液镜8的进口连接，所述第二视液镜8的出口与所述四通换向阀7的第一接口连接，所述四通换向阀7的第三接口与所述第三针阀2的出口并联后与所述气液分离器4的进口连接，所述气液分离器4的出口通过第一视液镜3与所述压缩机1的吸气口连接；所述四通换向阀7的第四接口通过第四视液镜12与所述室外风机46一端连接，所述室外风机46的另一端与第五视液镜15一端连接，所述视液镜15的另一端分别与第一单向阀18的进口及所述第一节流单元的出口连接，所述第一单向阀18的出口分别与流量计20的进口及第二单向阀29的出口连接；所述流量计20的出口分别与所述第一干燥过滤器21和第二干燥过滤器23的进口连接，所述第一干燥过滤器21的出口与所述第一节流单元的进口连接；所述第二干燥过滤器23的出口与所述第二节流单元的进口连接，所述第二节流单元的出口与第六视液镜30的进口连接；所述第六视液镜30的出口与所述第二单向阀29的进口并联后与所述换热器37的一端连接，所述换热器37的另一端通过第三视液镜45与四通换向阀7的第二接口连接；所述压缩机1的排气口处安装有高压控制器6和高压压力表5，所述第三针阀2与气液分离器4之间的管路上安装有低压控制器43和低压压力表42；所述室外风机46与四通换向阀7之间的管路上安装有第二高压压力表13和第二低压压力表11；所述换热器37与四通换向阀7之间的管路上安装有第三高压压力表33和第三低压压力表35。所述水循环系统为由水箱36、第四单向阀38、水泵40、第三单向阀31及室内风机27组成的封闭循环，所述换热器37置于所述水箱36中。

为了便于学习不同节流方式的工作原理和实际性能，所述第一节流单元由第一热力膨胀阀支路与第一针阀支路并联组成。本实施例中，所述第一膨胀阀支路由第一膨胀阀16与第四手动阀19组成，所述第一针阀支路由第一针阀14与第三手动阀17组成，所述第一热力膨胀阀16的感温包置于所述室外风机46的回水管路上。

所述第二节流单元由第二热力膨胀阀支路、毛细管支路与第二针阀支路并联组成。所述第二膨胀阀支路由第二膨胀阀28与第七手动阀24组成，所述第二针阀支路由第二针阀26与第八手动阀25组成；所述毛细管支路由毛细管32与第九手动阀41组成，所述第二热力膨胀阀28的感温包置于所述换热器37的回水管路上。

为了便于控制和调节，在第二高压压力表13进口处安装有第一手动阀10，在第二低压压力表的进口处安装有第二手动阀9，在流量计20与第一干燥过滤器21之间安装有第五手动阀22，在流量计20与第二干燥过滤器23之间安装有第六手动阀44，在第三高压压力表33的进口处安装有第十一手动阀34，在第三低压压力表35的进口处安装有第十二手动阀39，在水循环管路上安装有第十手动阀。

在制冷工况下：四通换向阀7的第一接口与第四接口连接，第二接口与第三接口连接。制冷剂依次通过所述压缩机1、四通换向阀7、所述室外风机46、第二节流单元(第二热力膨胀阀28、第二针阀26或毛细管32)、所述换热器37与水箱中的水换热，吸热蒸发后，经过所述四通换向阀7进入所述气液分离器4进行气液分离，分离后的气体制冷剂进入所述压缩机1，进行往复的循环。水箱中的水通过水泵40送至所述室内风机27，为房间提供冷量。

所述制热工况下：四通换向阀7的第一接口与第三接口连接，第二接口与第四接口连接。制冷剂依次通过所述压缩机1、所述四通换向阀7、所述换热器37与水箱中的水换热，放热液化后，通过第一节流单元(第一热力膨胀阀16或第一针阀14)、所述室外风机46、所述四通换向阀7，进入所述气液分离器4进行气液分离，分离后的气体制冷剂进入所述压缩机1，进行往复的循环。水箱中的水通过水泵40送至所述室内风机27，为房间提供热量。

所述压缩机1的高低压保护由所述高压控制器6和所述低压控制器43实现，当所述压缩机1进出口压力里过低或过高时，所述高压控制器6和所述低压控制器43控制所述压缩机1停机。

本发明的实验平台的基本参数测量和性能测试由所述流量计20、所述第一高压压力表5、第二高压压力表13、第三高压压力表33、第一低压压力表42、第二低压压力表11、第三低压压力表35等测量装置完成。

节流方式的切换通过控制所述第七手动阀24、第八手动阀25、第九手动阀41的开启和截止来选择制冷模式下的节流方式——第二热力膨胀阀28、第二针阀26或毛细管32。

节流方式的切换通过控制所述第三手动阀17、第四手动阀19的开启和截止来选择制热模式下的节流方式——第一热力膨胀阀16或第一针阀14。

本发明的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台可分别模拟空气源热泵冷水机组进行制冷循环和制热循环，通过水作载冷剂，与室内进行热交换，从而实现向室内供冷或供暖。可通过四通换向阀7切换制冷模式和制热模式，实现对空气源热泵冷水机组的更深入学习。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，其特征在于，包括制冷系统和水循环系统；所述制冷系统包括压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外风机、第一节流单元、第二节流单元、第一干燥过滤器、第二干燥过滤器及换热器，所述压缩机的排气口分别与第三针阀和第二视液镜的进口连接，所述第二视液镜的出口与所述四通换向阀的第一接口连接，所述四通换向阀的第三接口与所述第三针阀的出口并联后与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的出口通过第一视液镜与所述压缩机的吸气口连接；所述四通换向阀的第四接口通过第四视液镜与所述室外风机一端连接，所述室外风机的另一端与第五视液镜一端连接，所述视液镜的另一端分别与第一单向阀的进口及所述第一节流单元的出口连接，所述第一单向阀的出口分别与流量计的进口及第二单向阀的出口连接；所述流量计的出口分别与所述第一干燥过滤器和第二干燥过滤器的进口连接，所述第一干燥过滤器的出口与所述第一节流单元的进口连接；所述第二干燥过滤器的出口与所述第二节流单元的进口连接，所述第二节流单元的出口与第六视液镜的进口连接；所述第六视液镜的出口与所述第二单向阀的进口并联后与所述换热器的一端连接，所述换热器的另一端通过第三视液镜与四通换向阀的第二接口连接；所述压缩机的排气口处安装有高压控制器和高压压力表，所述第三针阀与气液分离器之间的管路上安装有低压控制器和低压压力表；所述室外风机与四通换向阀之间的管路上安装有第二高压压力表和第二低压压力表；所述换热器与四通换向阀之间的管路上安装有第三高压压力表和第三低压压力表；所述水循环系统为由水箱、第四单向阀、水泵及室内风机组成的封闭循环，所述换热器置于所述水箱中。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，其特征在于，所述第一节流单元由第一热力膨胀阀支路与第一针阀支路并联组成。

3.根据权利要求1所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，其特征在于，所述第二节流单元由第二热力膨胀阀支路、毛细管支路及第二针阀支路并联组成。

4.根据权利要求2所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，其特征在于，所述第一膨胀阀支路由第一膨胀阀与第四手动阀组成，所述第一针阀支路由第一针阀与第三手动阀组成，所述第一热力膨胀阀的感温包置于所述室外风机的回水管路上。

5.根据权利要求3所述的空气源热泵冷水机组实训操作实验平台，其特征在于，所述第二膨胀阀支路由第二膨胀阀与第七手动阀组成，所述第二针阀支路由第二针阀与第八手动阀组成；所述毛细管支路由毛细管与第九手动阀组成，所述第二热力膨胀阀的感温包置于所述换热器的回水管路上。