CN111595605B - 一种压缩机和膨胀机综合实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种压缩机和膨胀机综合实验系统，包括动力单元、被测试验段、充放气单元、换热单元等；所述实验系统具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；所述实验系统具备高效换热系统，能够满足压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动‑传热耦合机理；所述实验系统所用变频器为四象限变频器，膨胀机实验过程中，变频器输入电流是从变频器流向电网，具备回馈电网的能力。

Description

一种压缩机和膨胀机综合实验系统

技术领域

本发明属于压缩空气储能技术领域，涉及一种适用于压缩空气储能压缩和膨胀子系统的实验测试系统，具体是一种压缩机和膨胀机综合实验系统，该综合实验系统具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质的性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；此外，该综合实验系统具备高效换热单元，能够满足被测压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理。

背景技术

随着经济的发展，国家对节能减排日益看重，以风能、太阳能为主的可再生能源得到大力发展。但可再生能源在大规模推广利用过程中存在很多问题，比如间歇性和波动性等。为了解决上述问题，可以采用电力储能技术，其中压缩空气储能具有不受地理条件限制、储能效率高、适用于各种类型电站、对环境友好、可回收废热余热等优点，具有广阔的市场前景。

压缩空气储能系统所用压缩和膨胀子系统，在设计过程中需要考虑多种因素，如气动部件的性能保证、单级/多级变工况特性等，因此有必要开展压缩和膨胀子系统气动、机械性能实验与检测，了解其内部流动与传热耦合规律，从而满足压缩空气储能系统高效宽工况的需求，解决空气储能压缩系统中的关键科学问题。目前，传统的实验与检测平台仅仅针对压缩机或膨胀机，需要搭建两套实验系统才能满足压缩空气储能系统对压缩机和膨胀机的实验需求，经济性较差。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和不足，本发明的目的在于提供一种压缩机和膨胀机综合实验系统，该综合实验系统具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质的性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；此外，该综合实验系统具备高效换热单元，能够满足被测压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压缩机和膨胀机综合实验系统，至少包括一动力单元、一被测试验段、一充放气单元和一换热单元，其中所述被测试验段为一被测压缩机或一被测膨胀机，且所述被测试验段与所述动力单元传动连接，其特征在于，

所述被测试验段，包括第一通气口和第二通气口，当所述被测试验段为一被测压缩机时，所述第一通气口为被测压缩机的进气口，所述第二通气口为被测压缩机的排气口；当所述被测试验段为一被测膨胀机时，所述第一通气口为被测膨胀机的排气口，所述第二通气口为被测压缩机的进气口；

所述换热单元，至少包括一换热器、一供给泵、一储热罐、一储冷罐和一流量调节阀，其中，

所述换热器包括第一换热侧和第二换热侧，所述第一换热侧中的气体与第二换热侧中的换热介质之间进行热交换，

所述第二换热侧的第一端口通过管路依次经所述供给泵、储热罐、储冷罐、流量调节阀与所述第二换热侧的第二端口连通，

所述储热罐内设置一用于加热换热流体的电加热器，所述储热罐、储冷罐之间还通过管路形成一循环回路，所述循环回路上至少设置一循环泵和一循环开关阀；

所述充放气单元，至少包括一放气稳压罐和一充气稳压罐，其中，

所述被测试验段的第一通气口通过管路至少依次经一整流装置、一流量计、一第一节流阀组与所述放气稳压罐的第一通气口连通，

所述被测试验段的第二通气口通过管路至少依次经所述换热器的第一换热侧、一第二节流阀组与所述充气稳压罐的第一通气口连通，

所述充气稳压罐的第二通气口通过一连通管路与所述放气稳压罐的第二通气口连通，且所述连通管路上至少设置一回路开关阀和一第一止回阀，所述第一止回阀允许所述充气稳压罐中的高压气体单方向地流入所述放气稳压罐；

所述放气稳压罐上还设置一带有放气调节阀的放气管路，所述放气管路的末端与大气连通；

所述充气稳压罐上还设置一带有充气调节阀的充气管路，所述充气管路与一高压气源连通。

本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统，具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；所述实验系统能够满足压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理；当所述实验系统开展压缩机实验时，动力单元切换为电动机状态，利用高速齿轮箱达到压缩机试验段所需转速，通过充放气单元和换热单元调节试验段进出口压力和温度，利用节流装置调节试验段排气压力和流量，实现试验段实验测试；当所述实验系统开展膨胀机实验时，动力单元切换为发电机状态，利用高速齿轮箱由膨胀机转速减速到发电机所需转速，通过节流装置调节膨胀机试验段进出口压力和流量，利用换热单元调节试验段进气温度，实现试验段实验测试。

作为本发明的一种优选方案，所述动力单元至少包括一变频器、一电动发电机和一高速齿轮箱，其中，所述变频器优选为四象限变频器，所述变频器一侧与电网连接、另一侧与电动发电机连接，所述电动发电机通过所述高速齿轮箱与所述被测试验段传动连接，且所述高速齿轮箱的动力输入轴和动力输出轴上均设置有测扭器，各所述测扭器均为非接触式测扭器并集成有转速传感器，利用所述测扭器测量所述被测试验段的输入功率或输出功率。

进一步地，当所述被测试验段为一被测压缩机时，所述电动发电机切换为电动机模式，电网通过所述变频器向所述电动发电机供电，所述电动发电机通过所述高速齿轮箱驱动所述被测试验段；当所述被测试验段为一被测膨胀机时，所述电动发电机切换为发电机模式，所述被测试验段通过所述高速齿轮箱驱动所述电动发电机通过所述变频器向电网供电。

作为本发明的一种优选方案，所述整流装置包括扩压段、稳压段和收敛段，并设置有整流栅以减少气流的涡动，从而提升所述被测试验段进出口的流场品质。

作为本发明的一种优选方案，所述充放气单元中，所述放气管路上还设置有消音器，所述充气管路上还设置一第二止回阀，所述第二止回阀允许气体单方向地由所述高压气源通过所述充气管路通向所述充气稳压罐；所述充气调节阀用于压缩机实验过程中补气，膨胀机实验过程中供气；所述放气调节阀用于压缩机实验过程中放气和退喘，膨胀机实验过程中放气。

作为本发明的一种优选方案，所述换热单元中，所述储热罐和储冷罐内的换热流体为导热油等储热介质。

作为本发明的一种优选方案，所述系统还设置有滑油单元，所述滑油单元至少包括一滑油站，所述滑油站通过管路与所述动力单元、被测试验段中的各轴承部件连通，用以向各轴承部件供应滑油，保证各旋转部件的稳定运行。

作为本发明的一种优选方案，当所述系统切换为压缩机实验测试模式时，所述被测试验段设置为一被测压缩机，此时，开启所述回路开关阀，所述被测试验段的第一通气口形成为被测压缩机的进气口、第二通气口形成为被测压缩机的排气口，被测压缩机的排气口通过管路依次经所述换热器的第一换热侧、第二节流阀组、充气稳压罐、回路开关阀、第一止回阀、放气稳压罐、第一节流阀组、流量计、整流装置与被测压缩机的进气口连通，形成一闭式气体循环；压缩机实验过程中，通过调节所述第一节流阀组、第二节流阀组的开度，实现被测压缩机不同压力和流量工况下的实验需求；当被测压缩机的进口压力偏低时，通过减小所述放气调节阀的开度，增大所述充气调节阀的开度，以提高被测压缩机的进口压力；当被测压缩机的进口压力偏高时，通过减小所述充气调节阀的开度，增大所述放气调节阀的开度，以降低被测压缩机的进口压力；当被测压缩机进入喘振状态时，开启所述退喘阀。

进一步地，压缩机实验过程中，关闭所述换热单元中的循环开关阀、循环泵及所述储热罐内的电加热器，打开所述流量调节阀，此时，所述储热罐中的换热流体处于低温状态，所述储热罐中的低温换热流体在所述供给泵的作用下，经所述换热器的第二换热侧通入所述储冷罐；当被测压缩机的进口温度偏低时，减小所述流量调节阀的开度；当被测压缩机的进口温度偏高时，增大所述流量调节阀的开度；压缩机实验结束后，关闭所述流量调节阀，打开所述循环开关阀，启动所述循环泵，从而降低换热流体温度。

作为本发明的一种优选方案，当所述系统切换为膨胀机实验测试模式时，所述被测试验段设置为一被测膨胀机，此时，关闭所述回路开关阀，所述被测试验段的第一通气口形成为被测膨胀机的排气口，所述第二通气口形成为被测压缩机的进气口，被测膨胀机的进气口通过管路经所述换热器的第一换热侧、第二节流阀组与所述充气稳压罐连通，被测膨胀机的排气口通过管路经所述整流装置、流量计、第一节流阀组与所述放气稳压罐连通；膨胀机实验过程中，通过调节所述第一节流阀组、第二节流阀组的开度，实现被测膨胀机不同压力和流量工况下的实验需求。

进一步地，膨胀机实验过程中，关闭所述换热单元中的循环开关阀、循环泵，打开所述储热罐内的电加热器，此时换热流体处于高温状态，所述储热罐内的高温换热流体通过所述供给泵从储热罐来到换热器，经过换热器加热空气降温后进入储冷罐；当被测膨胀机进口温度偏低时，增大流量调节阀开度；当被测膨胀机进口温度偏高时，减小流量调节阀开度；膨胀机实验结束后，关闭流量调节阀，打开循环开关阀，启动循环泵，从而降低换热流体温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的压缩机和膨胀机综合实验系统，具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；本发明提出的压缩机和膨胀机综合实验系统，具备高效换热系统，能够满足压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理；本发明提出的压缩机和膨胀机综合实验系统，所用变频器为四象限变频器，膨胀机实验过程中，变频器输入电流是从变频器流向电网，具备回馈电网的能力。

附图说明

图1为本发明的压缩机和膨胀机综合实验系统示意图。

图2为本发明的压缩机和膨胀机综合实验系统中压缩机实验测试示意图。

图3为本发明的压缩机和膨胀机综合实验系统中膨胀机实验测试示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-四象限变频器、2-电动发电机、3/5-测扭器、4-高速齿轮箱、6-被测试验段、7-整流装置、8-流量计、9/10-节流阀组A、11-放气稳压罐、12-放气调节阀、13-消音器、14/17-止回阀、15-回路开关阀、16-充气稳压罐、18-充气调节阀、19-高压气源或空压机、20/21-节流阀组B、22-换热器、23-供给泵、24-储热罐、25-循环泵、26-储冷罐、27-流量调节阀、28-循环开关阀、29-退喘阀、30-滑油站。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的结构、技术方案作进一步的具体描述，给出本发明的一个实施例。

如图1所示，本发明的压缩机和膨胀机综合实验系统，由四象限变频器1、电动发电机2、测扭器3/5、高速齿轮箱4、被测试验段6、整流装置7、流量计8、第一节流阀组9/10、放气稳压罐11、放气调节阀12、消音器13、止回阀14/17、回路开关阀15、充气稳压罐16、充气调节阀18、高压气源或空压机19、第二节流阀组20/21、换热器22、供给泵23、储热罐24、循环泵25、储冷罐26、流量调节阀27、循环开关阀28、退喘阀29、滑油站30等部件和管路组成，其中，被测试验段6为被测压缩机或一被测膨胀机。更加具体地，本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统中，可划分为动力单元、被测试验段、充放气单元和换热单元等模块。

如图1所示，本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统中，动力单元包括四象限变频器1、电动发电机2、测扭器3/5、高速齿轮箱4等部件，四象限变频器1一侧与电网连接、另一侧与电动发电机2连接，电动发电机2通过高速齿轮箱4与被测试验段6传动连接，且高速齿轮箱4的动力输入轴和动力输出轴上均设置有测扭器3、5，利用测扭器3、5测量被测试验段6的输入功率或输出功率。当被测试验段6为一被测压缩机时，电动发电机2切换为电动机模式，电网通过四象限变频器1向电动发电机2供电，电动发电机2通过高速齿轮箱4驱动被测试验段6；当被测试验段6为一被测膨胀机时，电动发电机2切换为发电机模式，被测试验段6通过高速齿轮箱4驱动电动发电机2通过四象限变频器1向电网供电，各测扭器3、5均为非接触式测扭器并集成有转速传感器。本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统还设置有滑油单元，滑油单元至少包括一滑油站30，滑油站30通过管路与动力单元、被测试验段中的各轴承部件连通，用以向各轴承部件供应滑油，保证各旋转部件的稳定运行。

如图1所示，本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统中，被测试验段6，包括第一通气口和第二通气口，当被测试验段6为一被测压缩机时，第一通气口为被测压缩机的进气口，第二通气口为被测压缩机的排气口；当被测试验段6为一被测膨胀机时，第一通气口为被测膨胀机的排气口，第二通气口为被测压缩机的进气口；

如图1所示，本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统中，所述换热单元，至少包括一换热器22、一供给泵23、一储热罐24、一储冷罐26和一流量调节阀27，其中，换热器22包括第一换热侧和第二换热侧，第一换热侧中的气体与第二换热侧中的换热介质之间进行热交换；第二换热侧的第一端口通过管路依次经供给泵23、储热罐24、储冷罐26、流量调节阀27与第二换热侧的第二端口连通，储热罐24、储冷罐26之间还通过管路形成一循环回路，循环回路上至少设置一循环泵25和一循环开关阀28。

如图1所示，本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统中，充放气单元，至少包括一放气稳压罐11和一充气稳压罐16，其中，被测试验段6的第一通气口通过管路至少依次经一整流装置7、一流量计8、一第一节流阀组9/10与放气稳压罐11的第一通气口连通，被测试验段6的第二通气口通过管路至少依次经换热器22的第一换热侧、一第二节流阀组20/21与充气稳压罐16的第一通气口连通，充气稳压罐16的第二通气口通过一连通管路与放气稳压罐11的第二通气口连通，且连通管路上至少设置一回路开关阀15和一第一止回阀14，第一止回阀14允许充气稳压罐中的高压气体单方向地流入放气稳压罐；放气稳压罐11上还设置一带有放气调节阀和消音器13的放气管路，放气管路的末端与大气连通；充气稳压罐16上还设置一带有充气调节阀18和第二止回阀17的充气管路，充气管路与一高压气源或空压机19连通。被测试验段6的第二通气口处还连通设置一带有退喘阀29的退喘管路。

本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统中，整流装置包括扩压段、稳压段和收敛段，选用整流栅减少气流的涡动，能够提升压缩机试验段进口流场和膨胀机试验段出口流场品质。

本发明的上述压缩机和膨胀机综合实验系统，具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；实验系统能够满足压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理。

当实验系统开展压缩机实验时，动力单元切换为电动机状态，利用高速齿轮箱4达到压缩机试验段所需转速，通过充放气单元和换热单元调节试验段进口压力和温度，利用节流装置调节试验段进出口压力和流量，实现试验段实验测试；当实验系统开展膨胀机实验时，动力单元切换为发电机状态，利用高速齿轮箱4由膨胀机转速减速到发电机所需转速，通过节流装置调节膨胀机试验段进出口压力和流量，利用换热单元调节试验段进气温度，实现试验段实验测试。

实施例1

如图2所示，当需要进行压缩机实验测试时，被测试验段6设置为一被测压缩机，本发明的压缩机和膨胀机综合实验系统切换为压缩机实验测试模式，此时，需要开启回路开关阀15，被测压缩机6进口管路设有整流装置7、流量计8和第一节流阀组9/10，出口管路设有换热器22和第二节流阀组20/21。气体通过流量计8和整流装置7，流入被测压缩机6中进行加压，之后通过换热器22降低温度，随后通过第二节流阀组20/21降低压力后流入充气稳压罐16和放气稳压罐11中，最后通过第一节流阀组9/10稳压后重新进入被测压缩机9，完成闭式循环。

具体地，如图2所示，所述实验系统在压缩机实验过程中，通过调节第一节流阀组9/10和第二节流阀组20/21的开度，实现被测压缩机6不同压力和流量工况下的实验需求。

具体地，如图2所示，所述充放气单元包括放气稳压罐11、放气调节阀12、消音器13、充气稳压罐16、充气止回阀17和充气调节阀18。高压空气(来自高压气源或空压机19)通过充气调节阀18，进入充气稳压罐16。当被测压缩机6进口压力偏低时，减小放气调节阀12开度，增大充气调节阀18开度，提高被测压缩机6进口压力；当被测压缩机6进口压力偏高时，减小充气调节阀18开度，增大放气调节阀12的开度。当被测压缩机6进入喘振状态时，开启退喘阀29。

具体地，如图2所示，所述换热单元包括换热器22、供给泵23、储热罐24、循环泵25、储冷罐26、流量调节阀27、循环开关阀28，压缩机实验过程中，循环开关阀28关闭，循环泵25处于停机状态；储热罐24内电加热器并不运行，此时换热流体处于低温状态。低温换热流体通过供给泵23从储热罐24来到换热器22，经过换热器22加热后进入储冷罐26。当被测压缩机6进口温度偏低时，减小流量调节阀27开度；当被测压缩机6进口温度偏高时，增大流量调节阀27开度。压缩机实验结束后，关闭流量调节阀27，打开循环开关阀28，启动循环泵25，从而降低换热流体温度。

实施例2

如图3所示，当需要进行膨胀机实验测试时，被测试验段6设置为一被测膨胀机，本发明的压缩机和膨胀机综合实验系统切换为膨胀机实验测试模式，此时，需要关闭回路开关阀15，被测膨胀机6进口管路设有充气稳压罐16、第二节流阀组20/21和换热器22，出口管路设有整流装置7、流量计8、第一节流阀组9/10和放气稳压罐11。高压空气(来自高压气源或空压机19)通过充气稳压罐16，在第二节流阀组20/21降低压力后流入换热器22升高温度，之后流入被测膨胀机6中降低压力，随后通过整流装置7和流量计8，最后通过第一节流阀组9/10建立背压后进入放气稳压罐11，放气稳压罐11中空气通过放气调节阀12和消音器13排入大气中，完成实验测试。

具体地，如图3所示，所述实验系统在膨胀机实验过程中，通过调节第一节流阀组9/10和第二节流阀组20/21的开度，实现被测膨胀机6不同压力和流量工况下的实验需求。

具体地，如图3所示，所述换热单元包括换热器22、供给泵23、储热罐24、循环泵25、储冷罐26、流量调节阀27、循环开关阀28，膨胀机实验过程中，循环开关阀28关闭，循环泵25处于停机状态；储热罐24内电加热器处于运行状态，此时换热流体处于高温状态。高温换热流体通过供给泵23从储热罐24来到换热器22，经过换热器22加热空气降温后进入储冷罐26。当被测膨胀机6进口温度偏低时，增大流量调节阀27开度；当被测膨胀机6进口温度偏高时，减小流量调节阀27开度。膨胀机实验结束后，关闭流量调节阀27，打开循环开关阀28，启动循环泵25，从而降低换热流体温度。

具体地，如图3所示，所述四象限变频器1在膨胀机实验过程中，具备回馈电网的能力，可以将这部分电能用于储热罐24内电加热器。

综上所述，本发明提出的压缩机和膨胀机综合实验系统，具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；本发明提出的压缩机和膨胀机综合实验系统，具备高效换热系统，能够满足压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理；本发明提出的压缩机和膨胀机综合实验系统，所用变频器为四象限变频器，膨胀机实验过程中，变频器输入电流是从变频器流向电网，具备回馈电网的能力。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用以限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩机和膨胀机综合实验系统，至少包括一动力单元、一被测试验段、一充放气单元和一换热单元，其中所述被测试验段为一被测压缩机或一被测膨胀机，且所述被测试验段与所述动力单元传动连接，其特征在于，

所述被测试验段，包括第一通气口和第二通气口，当所述被测试验段为一被测压缩机时，所述第一通气口为被测压缩机的进气口，所述第二通气口为被测压缩机的排气口；当所述被测试验段为一被测膨胀机时，所述第一通气口为被测膨胀机的排气口，所述第二通气口为被测压缩机的进气口；

所述换热单元，至少包括一换热器、一供给泵、一储热罐、一储冷罐和一流量调节阀，其中，

所述换热器包括第一换热侧和第二换热侧，所述第一换热侧中的气体与第二换热侧中的换热介质之间进行热交换，

所述第二换热侧的第一端口通过管路依次经所述供给泵、储热罐、储冷罐、流量调节阀与所述第二换热侧的第二端口连通，

所述储热罐内设置一用于加热换热流体的电加热器，所述储热罐、储冷罐之间还通过管路形成一循环回路，所述循环回路上至少设置一循环泵和一循环开关阀；

所述充放气单元，至少包括一放气稳压罐和一充气稳压罐，其中，

所述被测试验段的第一通气口通过管路至少依次经一整流装置、一流量计、一第一节流阀组与所述放气稳压罐的第一通气口连通，

所述被测试验段的第二通气口通过管路至少依次经所述换热器的第一换热侧、一第二节流阀组与所述充气稳压罐的第一通气口连通，

所述充气稳压罐的第二通气口通过一连通管路与所述放气稳压罐的第二通气口连通，且所述连通管路上至少设置一回路开关阀和一第一止回阀，所述第一止回阀允许所述充气稳压罐中的高压气体单方向地流入所述放气稳压罐；

所述被测试验段的第二通气口处还设置一带有退喘阀的退喘管路，所述退喘管路的末端与大气连通；

所述放气稳压罐上还设置一带有放气调节阀的放气管路，所述放气管路的末端与大气连通；

所述充气稳压罐上还设置一带有充气调节阀的充气管路，所述充气管路与一高压气源连通；

当所述系统切换为压缩机实验测试模式时，所述被测试验段设置为一被测压缩机，此时，开启所述回路开关阀，所述被测试验段的第一通气口形成为被测压缩机的进气口、第二通气口形成为被测压缩机的排气口，被测压缩机的排气口通过管路依次经所述换热器的第一换热侧、第二节流阀组、充气稳压罐、回路开关阀、第一止回阀、放气稳压罐、第一节流阀组、流量计、整流装置与被测压缩机的进气口连通，形成一闭式气体循环；

当所述系统切换为膨胀机实验测试模式时，所述被测试验段设置为一被测膨胀机，此时，关闭所述回路开关阀，所述被测试验段的第一通气口形成为被测膨胀机的排气口，所述第二通气口形成为被测压缩机的进气口，被测膨胀机的进气口通过管路经所述换热器的第一换热侧、第二节流阀组与所述充气稳压罐连通，被测膨胀机的排气口通过管路经所述整流装置、流量计、第一节流阀组与所述放气稳压罐连通。

2.根据权利要求1所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，所述动力单元至少包括一变频器、一电动发电机和一高速齿轮箱，其中，所述变频器为四象限变频器，所述变频器一侧与电网连接、另一侧与电动发电机连接，所述电动发电机通过所述高速齿轮箱与所述被测试验段传动连接，且所述高速齿轮箱的动力输入轴和动力输出轴上均设置有测扭器，各所述测扭器均为非接触式测扭器并集成有转速传感器，利用所述测扭器测量所述被测试验段的输入功率或输出功率。

3.根据权利要求2所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，当所述被测试验段为一被测压缩机时，所述电动发电机切换为电动机模式，电网通过所述变频器向所述电动发电机供电，所述电动发电机通过所述高速齿轮箱驱动所述被测试验段；当所述被测试验段为一被测膨胀机时，所述电动发电机切换为发电机模式，所述被测试验段通过所述高速齿轮箱驱动所述电动发电机通过所述变频器向电网供电。

4.根据权利要求1所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，所述整流装置包括扩压段、稳压段和收敛段，并设置有整流栅以减少气流的涡动，从而提升所述被测试验段进出口的流场品质。

5.根据权利要求1所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，所述充放气单元中，所述放气管路上还设置有消音器，所述充气管路上还设置一第二止回阀，所述第二止回阀允许气体单方向地由所述高压气源通过所述充气管路通向所述充气稳压罐；所述充气调节阀用于压缩机实验过程中补气，膨胀机实验过程中供气；所述放气调节阀用于压缩机实验过程中放气和退喘，膨胀机实验过程中放气。

6.根据权利要求1所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，所述系统还设置有滑油单元，所述滑油单元至少包括一滑油站，所述滑油站通过管路与所述动力单元、被测试验段中的各轴承部件连通，用以向各轴承部件供应滑油，保证各旋转部件的稳定运行。

7.根据权利要求1所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，压缩机实验过程中，通过调节所述第一节流阀组、第二节流阀组的开度，实现被测压缩机不同压力和流量工况下的实验需求；当被测压缩机的进口压力偏低时，通过减小所述放气调节阀的开度，增大所述充气调节阀的开度，以提高被测压缩机的进口压力；当被测压缩机的进口压力偏高时，通过减小所述充气调节阀的开度，增大所述放气调节阀的开度，以降低被测压缩机的进口压力；当被测压缩机进入喘振状态时，开启所述退喘阀。

8.根据权利要求7所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，压缩机实验过程中，关闭所述换热单元中的循环开关阀、循环泵及所述储热罐内的电加热器，打开所述流量调节阀，此时，所述储热罐中的换热流体处于低温状态，所述储热罐中的低温换热流体在所述供给泵的作用下，经所述换热器的第二换热侧通入所述储冷罐；当被测压缩机的进口温度偏低时，减小所述流量调节阀的开度；当被测压缩机的进口温度偏高时，增大所述流量调节阀的开度；压缩机实验结束后，关闭所述流量调节阀，打开所述循环开关阀，启动所述循环泵，从而降低换热流体温度。

9.根据权利要求1所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，膨胀机实验过程中，通过调节所述第一节流阀组、第二节流阀组的开度，实现被测膨胀机不同压力和流量工况下的实验需求。

10.根据权利要求9所述的压缩机和膨胀机综合实验系统，其特征在于，膨胀机实验过程中，关闭所述换热单元中的循环开关阀、循环泵，打开所述储热罐内的电加热器，此时换热流体处于高温状态，所述储热罐内的高温换热流体通过所述供给泵从储热罐来到换热器，经过换热器加热空气降温后进入储冷罐；当被测膨胀机进口温度偏低时，增大流量调节阀开度；当被测膨胀机进口温度偏高时，减小流量调节阀开度；膨胀机实验结束后，关闭流量调节阀，打开循环开关阀，启动循环泵，从而降低换热流体温度。

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