CN207832352U - 热量表温度冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热量表温度冲击试验装置，所述热量表温度冲击试验装置包括加热输送单元、制冷输送单元、试验单元和控制单元；其中，加热输送单元和制冷输送单元并联，并通过三通调节阀与试验单元连通，加热输送单元和制冷输送单元均包括介质输送管路和介质自循环管路，两套管路流速相同以保证完成试验用冷热水的无扰动切换；具有远程数据传输端口的控制单元是首次在耐久性装置上通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能。本实用新型提供的试验装置采用双检测双调控系统，由计算机控制阀门自动切换，既节能又保护了检测仪表。

Description

热量表温度冲击试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种热量表耐久性试验装置，具体地说，涉及一种热量表温度冲击试验装置。

背景技术

随着供热改革的不断发展，热计量在全国各地的逐步深入，热量表在供热计量领域的安装、使用逐年增加，随之而来是热量表运行的长期可靠，即耐久性能收到重视和关注。热量表的耐久性试验是通过对热量表的加速磨损来模拟产品的使用寿命，以提升产品质量，确保热量表在安装周期内长期稳定可靠的运行。试验过程中，耐久性试验持续时间、试验温度、水质条件、试验环境等各种具体要求应予以明确，以确保试验结果的科学合理，为热量表在供热计量贸易结算提供保障。

EN1434-2015《热量表》欧洲标准规定了四种热量表耐久性试验方式，其中4000次温度循环冲击试验是通过使高温介质和低温介质依次循环通过热量表，以检测热量表耐温度疲劳的性质。现有热量表冲击试验装置为单流程、手动操作，不仅检测效率低而且系统不稳定，容易产生很大的波动，影响试验效果。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种热量表温度冲击试验装置，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种热量表温度冲击试验装置，所述温度冲击试验装置包括加热输送单元、制冷输送单元、试验单元和控制单元；其中，加热输送单元包括热水箱、加热器、热水输送泵和热水循环水箱；其中，热水箱通过管路与加热器连通，加热器用于加热水到预定高温，所述预定高温为80～85℃，并通过热水输送泵将热水输送至热水循环水箱内，热水循环水箱通过管路与热水箱连通，从而形成热水循环回路，热水循环水箱还通过管路与三通调节阀连通，热水箱的进水管路上设有第一调节阀；制冷输送单元包括冷水箱、制冷机、冷水输送泵和冷水循环水箱；其中，冷水箱通过管路与制冷机连通，制冷机用于降温水到预定低温，所述预定低温为15～20℃，并通过冷水输送泵将冷水输送至冷水循环水箱内，冷水循环水箱通过管路与冷水箱连通，从而形成冷水循环回路，冷水循环水箱还通过管路与三通调节阀连通，冷水箱的进水管路上设有第二调节阀；试验单元包括热量表测试台，热量表测试台的进水管路与三通调节阀连通，通过三通调节阀控制试验单元与加热输送单元和制冷输送单元的连通，所述进水管路上设有第一温度计，热量表测试台的出水管路分别与热水箱和冷水箱连通，所述出水管路上设有第二温度计；第一调节阀、第二调节阀、三通调节阀、加热器和制冷机电连接于控制单元，控制单元还包括远程数据传输端口和计时器。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，热水箱内设有热水箱液位传感器，热水箱液位传感器接收热水箱的液位信号并传输至控制单元；当液位信号为低液位时，控制单元控制第一调节阀打开，给热水箱补水。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，热水箱内设有热水箱温度传感器，热水箱温度传感器接收热水箱的温度信号并传输至控制单元，控制单元接收温度信号并与设定温度值信号比对；当水温低于80℃时，控制单元控制加热器启动加热；当水温达到85℃时，控制单元控制加热器停止加热。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，冷水箱内设有冷水箱液位传感器，冷水箱液位传感器接收冷水箱的液位信号并传输至控制单元；当液位信号为低液位时，控制单元控制第二调节阀打开，给冷水箱补水。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，冷水箱内设有冷水箱温度传感器，冷水箱温度传感器接收冷水箱的温度信号并传输至控制单元，控制单元接收温度信号并与设定温度值信号比对；当水温高于20℃时，控制单元控制制冷机启动制冷；当水温达到15℃时，控制单元控制制冷机停止制冷。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，热水循环水箱与三通调节阀连通的管路上设有热水输送调节阀，热水循环水箱与热水箱连通的回路上设有热水回流截止阀，热水循环水箱上设有第一排气管，用于排出累积的气体。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，所述计时器开始计时，并将周期开始的时间信号传输至控制单元，控制单元接收所述时间信号并控制热水输送调节阀打开、热水回流截止阀关闭，并控制三通调节阀切换至加热输送单元，以进行高温冲击试验。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，冷水循环水箱与三通调节阀连通的管路上设有冷水输送调节阀，冷水循环水箱与冷水箱连通的回路上设有冷水回流截止阀，冷水循环水箱上设有第二排气管，用于排出累积的气体。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，所述计时器计时至半周期，并将半周期时间信号传输至控制单元，控制单元接收所述时间信号并控制冷水输送调节阀打开、冷水回流截止阀关闭，并控制三通调节阀切换至制冷输送单元，以进行低温冲击试验。

作为对本实用新型所述的热量表温度冲击试验装置的进一步说明，优选地，热水输送泵和冷水输送泵均为变频水泵，且热水输送泵和冷水输送泵的转速相同。

本实用新型提供的热量表温度冲击试验装置具有如下优点：

1)所述试验装置采用一水泵工作(热水或冷水)另一水泵通过旁路管路以同样的流速运转待命，达到2.5min工作周期后通过启动球阀切换完成试验用冷热水的无扰动切换，同时具备符合欧洲标准的2400小时和4000次温度冲击和流量冲击试验；

2)所述试验装置首次在耐久性装置上通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能；

3)所述试验装置采用双检测双调控系统，由计算机控制阀门自动切换，既节能又保护了检测仪表。

附图说明

图1为本实用新型温度冲击试验装置结构示意图；

图2为本实用新型温度冲击试验的温度曲线图。

附图标记说明如下：

加热输送单元1、热水箱11、热水箱液位传感器111、热水箱温度传感器112、加热器12、热水输送泵13、热水循环水箱14、热水输送调节阀141、热水回流截止阀142、第一排气管143、第一调节阀15、制冷输送单元2、冷水箱21、冷水箱液位传感器211、冷水箱温度传感器212、制冷机22、冷水输送泵23、冷水循环水箱24、冷水输送调节阀241、冷水回流截止阀242、第二排气管243、第二调节阀25、试验单元3、热量表测试台31、第一温度计32、第二温度计33、控制单元4和三通调节阀5。

具体实施方式

为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

如图1所示，图1为本实用新型温度冲击试验装置结构示意图；所述温度冲击试验装置包括加热输送单元1、制冷输送单元2、试验单元3和控制单元4；其中，加热输送单元1包括热水箱11、加热器12、热水输送泵13和热水循环水箱14；其中，热水箱11通过管路与加热器12连通，热水箱11内设有热水箱液位传感器111、热水箱温度传感器112，加热器12将水加热到80～85℃，并通过热水输送泵13将热水输送至热水循环水箱14内，热水循环水箱14通过管路与热水箱11连通，从而形成热水循环回路，热水循环水箱14还通过管路与三通调节阀5连通，所述管路上设有热水输送调节阀141，所述循环回路上设有热水回流截止阀142，热水循环水箱14上设有第一排气管143，用于排出累积的气体，热水箱11的进水管路上设有第一调节阀15。

制冷输送单元2包括冷水箱21、制冷机22、冷水输送泵23和冷水循环水箱24；其中，冷水箱21通过管路与制冷机22连通，冷水箱21内设有冷水箱液位传感器211、冷水箱温度传感器212，制冷机22将水降温到15～20℃，并通过冷水输送泵23将冷水输送至冷水循环水箱24内，热水输送泵13和冷水输送泵23均为变频水泵，且热水输送泵13和冷水输送泵23的转速相同，冷水循环水箱24通过管路与冷水箱21连通，从而形成冷水循环回路，冷水循环水箱24还通过管路与三通调节阀5连通，所述管路上设有冷水输送调节阀241，所述冷水循环回路上设有冷水回流截止阀242，冷水循环水箱24上设有第二排气管243，用于排出累积的气体，冷水箱21的进水管路上设有第二调节阀25。试验装置中配备2组水泵及水箱自循环管路，当一组水泵将低温(或高温)水箱中的水导入试验管路时，另一组水泵使高温(或低温)水箱中的水处于自循环状态，目的是当两个阶段切换时，避免发生流速的突然变化，这样使切换的过程更加平稳，增强的设备运行的稳定性。

试验单元3包括热量表测试台31，热量表测试台31的进水管路与三通调节阀5连通，通过三通调节阀5控制试验单元3与加热输送单元1和制冷输送单元2的连通，所述进水管路上设有第一温度计32，热量表测试台31的出水管路分别与热水箱11和冷水箱21连通，所述出水管路上设有第二温度计33。用于测量水温的温度计测量范围为(0～100)℃，准确度为0.5℃，显示分辨率为0.1℃。被试验表的安装满足其对前后直管段和管路走向的要求，直管段长度为表前10倍表口径，表后5倍表口径。

第一调节阀15、第二调节阀25、三通调节阀5、加热器12和制冷机22电连接于控制单元4，控制单元4还包括远程数据传输端口和计时器，控制单元4可通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控。

所述温度冲击试验装置的管路外部依次环设有保温层和防潮层，接缝处黏贴牢固，以对管路进行了良好的保温和防潮，或者管路配备辅助加热装置，以满足低温环境下的使用需求；流体加热容器密封完好，无渗漏，并采用密封水箱防止载热液体蒸发；装置的重要部件具有适当强度和高温耐久性，所有的管道、稳压罐、弯头、法兰、盲板等各种浸液部分的部件均采用304不锈钢材料，阀门(气动球阀，电动调节阀等)等组件材质为不锈钢；所述装置配备光学读数头，对满足标准协议要求的被测表可通过光学接口自动读取瞬时流量、累积流量、功率、累积热量、进回水温度、运行时间等数据。

本实用新型提供的试验装置可检测口径为DN15～DN25的热量表，可同时检测12～16个热量表。

如图2所示，图2为本实用新型温度冲击试验的温度曲线图；本实用新型所提供的热量表温度冲击试验装置可用于4000次温度循环冲击试验，试验过程分为高温阶段(80～85)℃和低温阶段(15～20)℃，水的流速为q_p，每个阶段为2.5分钟，5分钟为1个周期。

本实用新型提供的试验装置的控制单元为具备数据自动采集和保存的功能的系统，能够采集装置运行时间、流量、温度、压力等；默认数据采集存储间隔周期为10秒～30秒或者可根据用户的需求设置。为了保证数据存储的可靠性，系统对每天运行的数据进行备份，系统控制器记录的历史数据具有导出功能，历史数据可以按日期导出，格式为Excel或SQLite。

装置测试时采用1.2m³的冷水箱和0.8m³的热水箱；介质温度范围：15℃～95℃；环境温度：15℃～35℃；相对湿度：<85％RH；大气压力：86KPa～106KPa；电源电压：三相380V50Hz±1Hz；全负荷功率：26kWh。

试验开始时，计时器开始计时，并将周期开始的时间信号传输至控制单元4，控制单元4接收所述时间信号并控制热水输送调节阀141打开、热水回流截止阀142关闭，并控制三通调节阀5切换至加热输送单元1，以进行高温冲击试验；同时控制单元4控制冷水输送调节阀241关闭、冷水回流截止阀242打开，冷水输送泵23带动冷水循环回路以与热水输送管路相同的流速自循环。热水箱温度传感器112接收热水箱11的温度信号并传输至控制单元4，控制单元4接收温度信号并与设定温度值信号比对；当水温低于80℃时，控制单元4控制加热器12启动加热；当水温达到85℃时，控制单元4控制加热器12停止加热。热水箱液位传感器111接收热水箱11的液位信号并传输至控制单元4；当液位信号为低液位时，控制单元4控制第一调节阀15打开，给热水箱11补水。由于一次耐久试验性试验持续时间较长，如2400小时耐久性试验需要100天，系统在运行过程中可能会出现液体的蒸发导致液体的减少，为了保证系统的长期运转，控制单元4接收水箱液位信号并控制调节阀自动开启补水，形成自动补水系统，补充的新鲜水与水箱中的水混合后一起经过加热器加热，以满足温度要求。

所述计时器计时至半周期2.5min时，并将半周期时间信号传输至控制单元4，控制单元4接收所述时间信号并控制冷水输送调节阀241打开、冷水回流截止阀242关闭，并控制三通调节阀5切换至制冷输送单元2，以进行低温冲击试验；同时控制单元4控制热水输送调节阀141关闭、热水回流截止阀142打开，热水输送泵13带动热水循环回路以与冷水输送管路相同的流速自循环。冷水箱温度传感器212接收冷水箱21的温度信号并传输至控制单元4，控制单元4接收温度信号并与设定温度值信号比对；当水温高于20℃时，控制单元4控制制冷机22启动制冷；当水温达到15℃时，控制单元4控制制冷机22停止制冷。冷水箱液位传感器211接收冷水箱21的液位信号并传输至控制单元4；当液位信号为低液位时，控制单元4控制第二调节阀25打开，给冷水箱21补水。

本实用新型提供的热量表温度冲击试验装置还满足以下安全要求：

1)绝缘电阻：绝缘装置的380V和220V电气系统各元件接线对其金属外壳(地)之间的绝缘电阻，应不小10MΩ。应符合GB/T15479表1的要求和GB/T15479表3的要求。

2)绝缘强度：绝缘装置的380V和220V电气系统各部件接线对其金属外壳(地)之间能承受工频2000V的耐压试验，应无击穿和强烈闪烁现象。应符合GB/T15479表1的要求和GB/T15479表3的要求。

3)保护接地：绝缘装置的380V和220V电气系统各部件的金属外壳，相对于设备总安全保护接地处之间的电阻值一般应不大于4Ω。

4)外壳防护等级：试验装置应具有IP52的防护等级。

5)系统电源控制柜可以完成手动控制操作，用于控制所有的动力设备启停，为整个装置提供配电，并有过载、过流、过压及漏电保护措施。

6)当系统发生故障时具备状态记录自动存贮功能和报警功能，当发生意外情况或者紧急情况时，系统能自动进行硬件安全自锁和防护。

7)试验装置检测工作台配有翻转式安全防护罩。防护罩的材料为透明材质，耐高温。特别是在带有压力的高温热水试验过程中，能够保护操作者现场观察安全。

综上所述，本实用新型所提供的热量表温度冲击耐久性试验装置具有以下技术特点：

1)全自动恒压供水技术：采用PID调节的方式，使供水压力更稳定，保证管路供水流量波动在要求的范围内。

2)全自动流量控制技术：采用先进的流量调节阀，配合高科技设计的流量控制算法，实现流量的全自动控制，在试验过程中，只需设定当前流量点，启动试验系统，系统会自动进行流量控制，大大提高了试验效率。

3)2400小时耐久性试验，流量点间的切换平稳，15分钟内流量变化均匀，流量波动符合标准要求。

4)当装置处于流量点与流量点之间的过渡阶段时，实际流量与标准流量的允许偏差为±10％，并且曲线变化趋势必须是单向的，即在流量增加阶段，不能出现流量突然低于前面流量的情况，在流量减少阶段，不能出现流量突然高于前面流量的情况。

5)全自动检测与控制技术：试验过程中系统温度检测、阀门控制、水箱加热及制冷自动化。

6)全自动温度控制：采用PID调节的方式，使供水温度稳定，保证管路供水温度在试验要求的范围内。

7)管路配有辅助加热系统，保证小流量期间的温度符合试验要求。

8)装置配有自循环管路，该设计保证了4000次温度冲击试验在高低温切换时流量和压力的稳定性。

9)远程监控技术：可通过互联网或DTU将试验采集的数据和运行情况上传到远程服务器，方便用户在PC端或手机客户端上，对设备运行监控、操作。

需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种热量表温度冲击试验装置，其特征在于，所述温度冲击试验装置包括加热输送单元(1)、制冷输送单元(2)、试验单元(3)和控制单元(4)；其中，

加热输送单元(1)包括热水箱(11)、加热器(12)、热水输送泵(13)和热水循环水箱(14)；其中，热水箱(11)通过管路与加热器(12)连通，加热器(12)用于加热水到预定高温，并通过热水输送泵(13)将热水输送至热水循环水箱(14)内，热水循环水箱(14)通过管路与热水箱(11)连通，从而形成热水循环回路，热水循环水箱(14)还通过管路与三通调节阀(5)连通，热水箱(11)的进水管路上设有第一调节阀(15)；

制冷输送单元(2)包括冷水箱(21)、制冷机(22)、冷水输送泵(23)和冷水循环水箱(24)；其中，冷水箱(21)通过管路与制冷机(22)连通，制冷机(22)用于降温水到预定低温，并通过冷水输送泵(23)将冷水输送至冷水循环水箱(24)内，冷水循环水箱(24)通过管路与冷水箱(21)连通，从而形成冷水循环回路，冷水循环水箱(24)还通过管路与三通调节阀(5)连通，冷水箱(21)的进水管路上设有第二调节阀(25)；

试验单元(3)包括热量表测试台(31)，热量表测试台(31)的进水管路与三通调节阀(5)连通，通过三通调节阀(5)控制试验单元(3)与加热输送单元(1)和制冷输送单元(2)的连通，所述进水管路上设有第一温度计(32)，热量表测试台(31)的出水管路分别与热水箱(11)和冷水箱(21)连通，所述出水管路上设有第二温度计(33)；

第一调节阀(15)、第二调节阀(25)、三通调节阀(5)、加热器(12)和制冷机(22)电连接于控制单元(4)，控制单元(4)还包括远程数据传输端口和计时器。

2.如权利要求1所述的温度冲击试验装置，其特征在于，热水箱(11)内设有热水箱液位传感器(111)，热水箱液位传感器(111)接收热水箱(11)的液位信号并传输至控制单元(4)。

3.如权利要求1所述的温度冲击试验装置，其特征在于，热水箱(11)内设有热水箱温度传感器(112)，热水箱温度传感器(112)接收热水箱(11)的温度信号并传输至控制单元(4)，控制单元(4)接收温度信号并与设定温度值信号比对。

4.如权利要求1所述的温度冲击试验装置，其特征在于，冷水箱(21)内设有冷水箱液位传感器(211)，冷水箱液位传感器(211)接收冷水箱(21)的液位信号并传输至控制单元(4)。

5.如权利要求1所述的温度冲击试验装置，其特征在于，冷水箱(21)内设有冷水箱温度传感器(212)，冷水箱温度传感器(212)接收冷水箱(21)的温度信号并传输至控制单元(4)，控制单元(4)接收温度信号并与设定温度值信号比对。

6.如权利要求1所述的温度冲击试验装置，其特征在于，热水循环水箱(14)与三通调节阀(5)连通的管路上设有热水输送调节阀(141)，热水循环水箱(14)与热水箱(11)连通的回路上设有热水回流截止阀(142)，热水循环水箱(14)上设有第一排气管(143)，用于排出累积的气体。

7.如权利要求1所述的温度冲击试验装置，其特征在于，冷水循环水箱(24)与三通调节阀(5)连通的管路上设有冷水输送调节阀(241)，冷水循环水箱(24)与冷水箱(21)连通的回路上设有冷水回流截止阀(242)，冷水循环水箱(24)上设有第二排气管(243)，用于排出累积的气体。

8.如权利要求1所述的温度冲击试验装置，其特征在于，热水输送泵(13)和冷水输送泵(23)均为变频水泵，且热水输送泵(13)和冷水输送泵(23)的转速相同。