CN114660114A - 氯化锂溶液换热特性测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氯化锂溶液换热特性测试平台，包括：二氧化碳机组，包括压缩机、带有气凝换热管的气凝器、膨胀阀以及带有蒸发换热管的蒸发器；气凝侧机组，包括气凝侧溶液箱、水冷机以及气凝泵；蒸发侧机组，包括蒸发泵、能够容纳氯化锂溶液的蒸发侧溶液箱以及布置于蒸发侧溶液箱内的蒸发侧电热器；控制器，同时信号连接二氧化碳机组、气凝侧机组以及蒸发侧机组各可控设备；其中，二氧化碳机组还布置有压缩机出口温度计、气凝器出口温度计以及蒸发器出口温度计，气凝侧机组还布置第一进水温度计以及第一回水温度计,蒸发侧机组还布置有第二进水温度计以及第二回水温度计。

Description

氯化锂溶液换热特性测试平台

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其是一种氯化锂溶液换热特性测试平台。

背景技术

氯化锂(LiCl)溶液具有很好的吸湿性，一定浓度的氯化锂溶液,在一定温度下与湿空气充分接触,可使湿空气的含湿量大幅度降低并且保持平衡稳定。因此，氯化锂开始广泛地应用于空调行业中。然而，现今国内还缺少专门的氯化锂溶液换热特性测试平台，不利于氯化锂的广泛应用。

发明内容

为了解决上述的现今国内还缺少专门的氯化锂溶液换热特性测试平台，本发明的目的是提供一种氯化锂溶液换热特性测试平台。

为了达到上述的目的，本发明提供以下技术方案：一种氯化锂溶液换热特性测试平台，包括：二氧化碳机组，包括压缩机、带有气凝换热管的气凝器、膨胀阀以及带有蒸发换热管的蒸发器，所述的压缩机、所述的气凝器、所述的膨胀阀以及所述的蒸发器依次流体连通并构成供二氧化碳流体循环流动的回路；气凝侧机组，包括能够容纳氯化锂溶液的气凝侧溶液箱、能够冷却氯化锂溶液的水冷机以及提供流动动力的气凝泵,所述的气凝侧溶液箱、所述的气凝泵以及所述的气凝换热管依次流体连通并构成氯化锂溶液循环流动的回路；蒸发侧机组，包括蒸发泵、能够容纳氯化锂溶液的蒸发侧溶液箱以及布置于所述蒸发侧溶液箱内的蒸发侧电热器，所述的蒸发侧溶液箱、所述的蒸发泵以及所述的蒸发换热管依次流体连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路，；控制器，同时信号连接所述二氧化碳机组、所述气凝侧机组以及所述蒸发侧机组各可控设备，以控制所述的氯化锂溶液换热特性测试平台工作；其中，所述的二氧化碳机组还布置有位于所述压缩机与所述气凝器之间的压缩机出口温度计、位于所述气凝器与所述膨胀阀之间的气凝器出口温度计以及位于所述蒸发器与所述压缩机之间的蒸发器出口温度计，所述的气凝侧机组还布置有位于所述气凝泵与所述气凝换热管之间的第一进水温度计以及位于所述气凝换热管与所述气凝侧溶液箱之间的第一回水温度计,所述的蒸发侧机组还布置有位于所述蒸发泵与所述蒸发器之间的第二进水温度计以及位于所述蒸发器与所述蒸发侧溶液箱之间的第二回水温度计，所述的压缩机出口温度计、所述的气凝器出口温度计、所述的第一进水温度计、所述的第一回水温度计、所述的第二进水温度计以及所述的二回水温度计均信号连接所述的控制器。

在上述的技术方案中，优选地，所述的气凝侧机组还包括表冷器与调温泵，所述的表冷器、所述的冷水机、所述的调温泵以及所述的气凝侧溶液箱依次流体连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路。

在上述的优选方案中，进一步优选地，所述的气凝侧溶液箱内布置有可加热氯化锂溶液的气凝侧电热器。

在上述的优选方案中，进一步优选地，所述的气凝侧机组还布置有位于所述气凝侧溶液箱与所述表冷器之间的调温进口温度计以及位于所述调温泵与所述气凝侧溶液箱之间的调温出口温度计，所述的调温进口温度计与所述的调温出口温度计均信号连接所述的控制器。

在上述的技术方案中，优选地，所述的二氧化碳机组还包括位于所述气凝器与所述膨胀阀之间的过冷器，所述的蒸发侧机组还布置有过冷泵，所述的过冷器内布置有过冷换热管，所述的蒸发侧溶液箱、所述的过冷泵以及所述的过冷换热管依次流体连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路。还可以进一步优选地，所述的过冷器与所述的膨胀阀之间设置有过冷器出口温度计，所述的过冷器出口温度计与所述的控制器信号连接。

在上述的技术方案中，优选地，所述的气凝泵与所述的蒸发泵均为变频泵。还可以进一步优选地，所述的气凝侧机组还布置有位于所述气凝换热管与所述气凝侧溶液箱之间的第一流量计，所述的蒸发侧机组还布置有位于所述蒸发器与所述蒸发侧溶液箱之间的第二流量计，所述的第一流量计与所述的第二流量计均信号连接所述的控制器。

在上述的技术方案中，优选地，所述的二氧化碳机组还布置有位于所述压缩机与所述的气凝器之间的压缩机出口压力计以及位于所述蒸发器与所述的压缩机之间的蒸发器出口压力计，所述的压缩机出口压力计与所述的蒸发器出口压力计均信号连接所述的控制器。

本发明技术方案所提供的氯化锂溶液换热特性测试平台设置氯化锂溶液与二氧化碳流体热交换，并通过各个传感器采集热交换的物理参数，再汇集至控制器内，便可由控制器测算出氯化锂溶液的换热特性。

附图说明

图1示出了本发明所提供的氯化锂溶液换热特性测试平台的原理示意图；

图2示出了本发明所提供的控制器的信号连接示意图。

图中标记：

100、氯化锂换热特性测试平台；

11、压缩机；12、气凝器；13、过冷器；14、膨胀阀；15、蒸发器；

21、气凝侧溶液箱；22、调温阀；23、表冷器；24、冷水机；25、调温泵；26、气凝泵；27、气凝侧电热器；

31、蒸发侧溶液箱；32、过冷泵；33、蒸发泵；34、蒸发侧电热器；

4、控制器；

41、压缩机出口温度计；42、压缩机出口压力计；；43、气凝器出口温度计；44、过冷器出口温度计；45、蒸发器出口温度计；46、蒸发器出口压力计；47、调温入口温度计；48、调温出口温度计；49、第一进水温度计；410、第一回水温度计；411、第一流量计；412、第二进水温度计；413、第二回水温度计；414、第二流量计。

具体实施方式

为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的详细说明。然而，各种示例性实施例也可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。此外，各种示例性实施例可以不同，但不必是排他的。例如，在不脱离发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或实现示例性实施例的具体形状、构造和特性。

图1示出了本发明所提供的氯化锂换热特性测试平台100（以下简称测试平台100），该测试平台100能够基于二氧化碳流体与氯化锂溶液的热交换测试出氯化锂溶液的换热特性。结合图2，测试平台100包括采用二氧化碳流体作为换热介质的二氧化碳机组、采用氯化锂溶液作为换热介质的气凝侧机组与蒸发侧机组以及作为测试平台100控制中枢的控制器4。其中，控制器4同时信号连接二氧化碳机组、气凝侧机组以及蒸发机组内的各个可控设备，以控制测试平台100自动运行。

如图1所示，二氧化碳机组包括对二氧化碳流体进行压缩的压缩机11、布置有气凝换热管（图中未标示出）的气凝器12、布置有过冷换热管（图中未标示出）的过冷器13、对二氧化碳流体进行扩压的膨胀阀14以及布置有蒸发换热管（图中未标示出）的蒸发器15。压缩机11、气凝器12、过冷器13、膨胀阀14以及蒸发器15依次流体连通并构成供二氧化碳流体流动的循环回路。其中，气凝换热管、过冷换热管以及蒸发换热管均供二氧化碳机组外侧的氯化锂溶液流动并与相应处的二氧化碳流体进行热交换。

结合图2，二氧化碳机组还包括布置于压缩机11与气凝器12之间的压缩机出口温度计41与压缩机出口压力计42、布置于气凝器12与过冷器13之间的气凝器出口温度计43、布置于过冷器13与膨胀阀14之间的过冷器出口温度计44以及布置于蒸发器15与压缩机11之间的蒸发器出口温度计45与蒸发器出口压力计46。压缩机出口温度计41、压缩机出口压力计42、气凝器出口温度计43、过冷器出口温度计44、蒸发器出口温度计45以及蒸发器出口压力计46分别能够监测相应位置二氧化碳流体的各类物理参数（如温度与压力）并且均同控制器4信号连接，以向控制器4发送所监测到的各物理参数。在具体工作时，控制器4还可通过各传感器所发送的物理参数判断二氧化碳机组内的各设备是否正常运行并及时向工作人员发出报警，如气凝器出口温度计43所发送的温度数据过低时，则可能是气凝器12发生的泄露，又如蒸发器出口压力计46发送的压力数据过低时，则可能是蒸发器15或相应管道发生堵塞。

继续参阅图1，气凝侧机组包括容纳氯化锂溶液的气凝侧溶液箱21、为氯化锂溶液提供流动动力的调温泵25与气凝泵26以及对氯化锂溶液进行冷却的表冷器23与冷水机24。

气凝侧溶液箱21、表冷器23、冷水机24以及调温泵25依次流体连通并构供氯化锂溶液循环流动的回路。表冷器23与冷水机24均可独立运行，以适应不同的实际调温需求。如气凝侧溶液箱21内氯化锂的温度高于或低于环境温度时，分别采用表冷器23或冷水机24对其进行冷却；在冷却负荷较大时，同时启动表冷器23与冷水机24对其进行冷却。气凝侧溶液箱21内还布置有气凝侧电热器27，该气凝侧电热器27可对氯化锂溶液进行加热，进一步控制氯化锂溶液的温度。

气凝侧机组还包括布置于气凝侧溶液箱21与表冷器23之间的调温阀22、布置于气凝溶液箱21与调温阀22之间的调温入口温度计47以及布置于调温泵25与气凝侧溶液箱21之间的调温出口温度计48，调温阀22用于调节进入表冷器23或/和冷水机24内的氯化锂溶液的流量，调温入口温度计47与调温出口温度计48分别能够监测相应位置氯化锂溶液的温度。

结合图2，调温入口温度计47以及调温出口温度计48均与控制器4信号连接，该设置可实现由控制器4对气凝侧溶液箱21内的氯化锂溶液进行自动调温，同理地，控制器4也可通过调温入口温度计47与调温出口温度计48监控表冷器23与冷水机24的设备状态并及时向工作人员发出报警。

气凝侧溶液箱21、气凝泵26以及气凝换热管依次流体连通并构成氯化锂溶液循环流动的回路，该回路上还布置有第一流量计411、邻近于气凝换热管入口处的第一进水温度计49、布置于气凝换热管出口处的第一回水温度计410以及用于调节该回路上氯化锂溶液流量的若干气凝侧调节阀（图中未标示出）。第一进水温度计49、第一回水温度计410以及第一流量计411分别能够监测相应位置氯化锂溶液的物理参数并且均与控制器4信号连接，以将所监测的物理参数发送至控制器4。同理地，控制器4也可通过上述的若干传感器监测气凝泵26与气凝换热管是否出现故障。其中，气凝泵26为可调节出力的变频泵。

继续参阅图1，蒸发侧机组包括容纳氯化锂溶液的蒸发侧溶液箱31、为氯化锂溶液提供流动动力的过冷泵32与蒸发泵33以及设置于蒸发侧溶液箱31内的蒸发侧电热器34。蒸发侧溶液箱31、过冷泵32以及过冷换热管依次流动连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路，该回路上还布置有若干调节阀（图中未标示出），以调整回路内氯化锂溶液的流量。

蒸发侧溶液箱31、蒸发泵32以及蒸发换热管依次流体连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路，该回路上还布置有第二进水温度计412、第二出水温度计413、第二流量计414以及若干调节阀，调节阀用于调节该回路上的氯化锂溶液流量。第二进水温度计412、第二出水温度计413以及第二流量计414分别能顾监测相应位置氯化锂溶液的物理参数并信号连接控制器4，已将监测的物理参数发送至控制器4。同理地，控制器4也可通过上述的若干传感器监测蒸发泵32与蒸发话热管是否出现故障。其中，蒸发泵32为出力可调节的变频泵，蒸发侧电热器34用于加热蒸发侧溶液箱31内的氯化锂溶液。

以下说明测试平台100的工作原理：在测试平台100工作时，压缩机11启动，对二氧化碳气体进行加压并将其向前推动，二氧化碳气体进入气凝器12后与气凝换热管内的氯化锂溶液进行热交换，对外发出热量并冷凝成液体。吸收热量后的氯化锂溶液回到气凝侧溶液箱21内并通过表冷器23或/和冷水机24冷却。

其后，二氧化碳流体进入过冷器13进一步冷却，过冷器13使得将二氧化碳流体具有一定的过冷度，以确保进入膨胀阀14内的二氧化碳流体均为液体，保证测试数据的准确性。液态的二氧化碳进入膨胀阀14扩压以及降温后到达蒸发器15，在蒸发器15内与蒸发换热管内的氯化锂溶液进行热交换并且吸热气化。蒸发换热管的氯化锂溶液放出热量后进入蒸发侧溶液箱31，并吸收蒸发侧电热器34的热量。

自蒸发器15流出的二氧化碳气体到达压缩机11的入口，完成整个二氧化碳的循环。在此过程中，与控制器4信号连接的各个传感器记录现有位置的物理参数并将其发送至控制器4，控制器4基于这些物理参数计算处氯化锂溶液的换热特性并绘制特性曲线。可以理解地，该测试平台100可供不同浓度、不同温度等氯化锂溶液测试。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，包括：

二氧化碳机组，包括压缩机（11）、带有气凝换热管的气凝器（12）、膨胀阀（14）以及带有蒸发换热管的蒸发器（15），所述的压缩机（11）、所述的气凝器（12）、所述的膨胀阀（14）以及所述的蒸发器（15）依次流体连通并构成供二氧化碳流体循环流动的回路；

气凝侧机组，包括能够容纳氯化锂溶液的气凝侧溶液箱（21）、能够冷却氯化锂溶液的水冷机（24）以及提供流动动力的气凝泵（26）,所述的气凝侧溶液箱（21）、所述的气凝泵（26）以及所述的气凝换热管依次流体连通并构成氯化锂溶液循环流动的回路；

蒸发侧机组，包括蒸发泵（33）、能够容纳氯化锂溶液的蒸发侧溶液箱（31）以及布置于所述蒸发侧溶液箱（31）内的蒸发侧电热器（34），所述的蒸发侧溶液箱（31）、所述的蒸发泵（33）以及所述的蒸发换热管依次流体连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路；

控制器（4），同时信号连接所述二氧化碳机组、所述气凝侧机组以及所述蒸发侧机组各可控设备，以控制所述的氯化锂溶液换热特性测试平台（100）工作；

其中，所述的二氧化碳机组还布置有位于所述压缩机（11）与所述气凝器（12）之间的压缩机出口温度计（41）、位于所述气凝器（12）与所述膨胀阀（13）之间的气凝器出口温度计（43）以及位于所述蒸发器（15）与所述压缩机（11）之间的蒸发器出口温度计（45），所述的气凝侧机组还布置有位于所述气凝泵（26）与所述气凝换热管之间的第一进水温度计（49）以及位于所述气凝换热管与所述气凝侧溶液箱（21）之间的第一回水温度计（410）,所述的蒸发侧机组还布置有位于所述蒸发泵（33）与所述蒸发器（15）之间的第二进水温度计（412）以及位于所述蒸发器（15）与所述蒸发侧溶液箱（31）之间的第二回水温度计（413），所述的压缩机出口温度计（41）、所述的气凝器出口温度计（43）、所述的第一进水温度计（49）、所述的第一回水温度计（410）、所述的第二进水温度计（412）以及所述的二回水温度计（413）均信号连接所述的控制器（4）。

2.根据权利要求1所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的气凝侧机组还包括表冷器（23）与调温泵（25），所述的表冷器（23）、所述的冷水机（24）、所述的调温泵（25）以及所述的气凝侧溶液箱（31）依次流体连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路。

3.根据权利要求2所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的气凝侧溶液箱（21）内布置有可加热氯化锂溶液的气凝侧电热器（27）。

4.根据权利要求2所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的气凝侧机组还布置有位于所述气凝侧溶液箱（21）与所述表冷器（23）之间的调温进口温度计（47）以及位于所述调温泵（25）与所述气凝侧溶液箱（21）之间的调温出口温度计（48），所述的调温进口温度计（47）与所述的调温出口温度计（48）均信号连接所述的控制器（4）。

5.根据权利要求1所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的二氧化碳机组还包括位于所述气凝器（12）与所述膨胀阀（14）之间的过冷器（13），所述的蒸发侧机组还布置有过冷泵（32），所述的过冷器（13）内布置有过冷换热管，所述的蒸发侧溶液箱（31）、所述的过冷泵（32）以及所述的过冷换热管依次流体连通并构成供氯化锂溶液循环流动的回路。

6.根据权利要求5所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的过冷器（13）与所述的膨胀阀（14）之间设置有过冷器出口温度计（44），所述的过冷器出口温度计（44）与所述的控制器（4）信号连接。

7.根据权利要求1所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的气凝泵（26）与所述的蒸发泵（33）均为变频泵。

8.根据权利要求7所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的气凝侧机组还布置有位于所述气凝换热管与所述气凝侧溶液箱（21）之间的第一流量计（411），所述的蒸发侧机组还布置有位于所述蒸发器（15）与所述蒸发侧溶液箱（31）之间的第二流量计（414），所述的第一流量计（411）与所述的第二流量计（414）均信号连接所述的控制器（4）。

9.根据权利要求1所述的氯化锂溶液换热特性测试平台，其特征在于，所述的二氧化碳机组还布置有位于所述压缩机（11）与所述的气凝器（12）之间的压缩机出口压力计（42）以及位于所述蒸发器（15）与所述的压缩机（11）之间的蒸发器出口压力计（46），所述的压缩机出口压力计（42）与所述的蒸发器出口压力计（46）均信号连接所述的控制器（4）。

Images