CN217687902U - 一种换热器换热性能测试试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器换热性能测试试验台，属于能源应用技术领域，包括软化水系统、恒温热水供应系统、热流体循环系统、换热器、冷水箱、冷流体循环系统和数据采集系统，软化水系统、恒温热水供应系统和热流体循环系统按顺序依次通过管路连通，热流体循环系统与换热器的第一输入端连通，恒温热水供应系统还与换热器的第一输出端连通，冷水箱的输出端与冷流体循环系统通过管路连通，冷流体循环系统与换热器的第二输入端连通，冷水箱的输入端与换热器的第二输出端连通，热流体循环系统和冷流体循环系统与换热器之间均设有数据采集系统。本申请利用软化水系统，通过软化水系统将水质软化，从而避免热流体结垢，延长相关设备的使用寿命。

Description

一种换热器换热性能测试试验台

技术领域

本实用新型涉及能源应用技术领域，具体涉及一种换热器换热性能测试试验台。

背景技术

目前，随着社会的发展和人们对能源利用的需求，换热器越来越多的应用于生产、生活及工业的各个领域，换热器的换热效率、冷热流体的温升与温降、换热器的阻力大小，以及换热器的换热系数等参数对使人们使用换热器都是很重要的参数，只有掌握了以上参数才能更好的设计和使用换热器来完成能量的转换、工业余热的回收，才能更好的实现节能减排，使能源得到合理高效的利用。

在石油化工等工业生产及日常生活中，换热器作为热交换必不可少的设备，其性能对于维护系统的可靠性、经济性和提高能源的利用效率起着非常重要的作用。通常在换热器在生产或使用一段时间后会存在泄漏或破损或传热效果不佳等问题，这些问题中的很多只有通过移除并且拆开换热器进行检查其中容纳的管道才能发现。市面上对换热器的测试，多为蒸发器和冷凝器以及节流装置和在一起的综合测试，多应用于暖通空调行业中，所测试的参数偏向于空调的应用。专门针对换热器的测试较少，有关换热器性能参数的获得多借助于对空调的测试试验台来得到相关参数，仅够满足空调应用。不能细致的、全面的针对换热器进行测试，只能借助于其它实验测试出部分换热器的参数。

因此，如何提供一种新型的换热器测试装置，使其直接用于换热器维护检测使用，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种换热器换热性能测试试验台，以解决现有技术中由于市面上对换热器的测试多为综合测试而导致的无法直接针对换热器进行测试的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种换热器换热性能测试试验台，包括软化水系统、恒温热水供应系统、热流体循环系统、换热器、冷水箱、冷流体循环系统和数据采集系统，所述软化水系统、恒温热水供应系统和热流体循环系统按顺序依次通过管路连通，所述热流体循环系统与所述换热器的第一输入端连通，所述恒温热水供应系统还与所述换热器的第一输出端连通，所述冷水箱的输出端与所述冷流体循环系统通过管路连通，所述冷流体循环系统与所述换热器的第二输入端连通，所述冷水箱的输入端与所述换热器的第二输出端连通，所述热流体循环系统和冷流体循环系统与所述换热器之间均设有数据采集系统。

进一步地，所述热流体循环系统包括第二过滤器、恒温循环水泵、第二单向阀和恒温分水器，所述恒温循环水泵抽取所述恒温热水供应系统内的恒温热水，恒温热水经过所述第二过滤器流入所述恒温循环水泵内，流出的恒温热水经过所述第二单向阀流入所述恒温分水器，恒温热水经过所述恒温分水器分别输送给不同的换热器。

进一步地，所述冷流体循环系统包括第三过滤器、冷循环水泵、第三单向阀和冷分水器，所述冷循环水泵抽取所述冷水箱内的冷水，冷水经过所述第三过滤器流入所述冷循环水泵内，流出的冷水经过所述第三单向阀流入所述冷分水器，冷水经过所述冷分水器分别输送给不同的换热器。

进一步地，所述软化水系统包括第一过滤器、第一单向阀和软化水设备，冷水经过所述第一过滤器和第一单向阀流入所述软化水设备内，软化后的冷水进入所述恒温热水供应系统内。

进一步地，所述恒温热水供应系统包括热水箱、恒温槽和第三自动排气阀，所述热水箱的输出端与所述恒温槽的输入端连通，软化后的冷水经过所述热水箱流入所述恒温槽内，且所述热流体循环系统抽取所述恒温槽内的恒温热水，所述热水箱的输入端与所述换热器的第一输出端连通，所述换热器内换热后的恒温热水回流到所述热水箱内，所述换热器和所述热水箱之间设有第三自动排气阀。

进一步地，所述数据采集系统包括压力变送器、温度传感器和流量计，所述压力变送器、温度传感器和流量计分别设于所述换热器的第一输入端、第一输出端、第二输入端和第二输出端上。

进一步地，还包括记录仪、配电箱和闸阀，各系统之间和系统内的各部件之间均设有所述闸阀，所述配电箱为各系统供电，且所述记录仪显示并储存所述数据采集系统内的数据。

进一步地，还包括第一软连接头和第一自动排气阀，所述第二过滤器和第一单向阀分别与所述恒温循环水泵通过第一软连接头软连接，所述恒温分水器上设有第一自动排气阀。

进一步地，还包括第二软连接头和第二自动排气阀，所述第三过滤器和第二单向阀分别与所述冷循环水泵通过第二软连接头软连接，所述冷分水器上设有第二自动排气阀。

进一步地，还包括排水管，所述换热器内换热后的冷水回流到所述冷水箱内或通过所述排水管流出。

本实用新型具有如下优点：

本申请利用软化水系统，通过软化水系统将水质软化，从而避免热流体结垢，延长相关设备的使用寿命；本申请还利用恒温热水供应系统，可根据需要设定恒温值，从而对恒温热水供应系统流入的水分进行加热保温，为换热器提供热源；本申请还利用热流体循环系统和冷流体循环系统，通过恒温分水器和冷分水器，实现同时测试多台换热器；本申请还可实现冷水箱到换热器的循环，也可以实现换热后的水直接排掉，确保冷流体侧的供水温度恒定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为换热器换热性能测试试验台的测试系统图；

图2为冷热循环的系统图；

图3为热流体循环的系统图；

图4为冷流体循环的系统图；

图中：

1软化水系统；101第一过滤器；102第一单向阀；103软化水设备；2恒温热水供应系统；201热水箱；202恒温槽；203第三自动排气阀；3热流体循环系统；301第二过滤器；302恒温循环水泵；303第二单向阀；304恒温分水器；4换热器；5冷水箱；6冷流体循环系统；601第三过滤器；602冷循环水泵；603第三单向阀；604冷分水器；7数据采集系统；701压力变送器；702温度传感器；703流量计；8记录仪；9配电箱；10闸阀；11第一软连接头；12第一自动排气阀；13第二软连接头；14第二自动排气阀；15排水管。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本申请实施例提供了一种换热器换热性能测试试验台，旨在解决现有需要借助于其它实验才能测试出部分换热器的参数等问题，实现直接用于换热器维护检测使用的效果。如图1-4，具体包括软化水系统1、恒温热水供应系统2、热流体循环系统3、换热器4、冷水箱5、冷流体循环系统6和数据采集系统7。如图3所示，软化水系统1、恒温热水供应系统2和热流体循环系统3按顺序依次通过管路连通，热流体循环系统3与换热器4的第一输入端连通，恒温热水供应系统2还与换热器4的第一输出端连通。冷水进入软化水系统1经软化后，然后进入恒温热水供应系统2进行加热保温，热流体循环系统3抽取加热后的恒温水，使加热后的恒温水进入换热器4进行热循环。

软化水系统1包括第一过滤器101、第一单向阀102和软化水设备103。冷水经过第一过滤器101和第一单向阀102流入软化水设备103内，软化后的冷水进入恒温热水供应系统2内。冷水进入软化水系统1时，首先经过第一过滤器101的过滤，避免杂质进入设备内，影响设备的正常工作。且利用第一单向阀102，使过滤后的水只能流向软化水设备103，避免回流。通过软化水设备103将水质软化，从而避免热流体结垢，延长相关设备的使用寿命。

恒温热水供应系统2包括热水箱201、恒温槽202和第三自动排气阀203。软化水设备103内软化后的冷水进入热水箱201内被加热，且热水箱201的加热温度可以根据需要设定恒温值。热水箱201的输出端与恒温槽202的输入端连通，加热后的水流入恒温槽202内，恒温槽202对其进行保温处理，使热循环内的水流保持恒温，为换热器4提供热源。换热器4和热水箱201之间设有第三自动排气阀203，将热水箱201内的空气排尽，保证热水箱201内充满水。

热流体循环系统3包括第二过滤器301、恒温循环水泵302、第二单向阀303和恒温分水器304。恒温循环水泵302抽取恒温槽202内的恒温热水，恒温热水经过第二过滤器301流入恒温循环水泵302内，第二过滤器301进一步排除水中的杂质。经恒温循环水泵302流出的恒温热水，经过第二单向阀303单向流入恒温分水器304。恒温热水经过恒温分水器304分别输送给不同的换热器4，恒温分水器304上设有多个支路管道，可分别连接不同的换热器4。

如图4所示，冷水箱5的输出端与冷流体循环系统6通过管路连通，冷流体循环系统6与换热器4的第二输入端连通。冷水通过冷水箱5进入冷流体循环系统6内，再输送进换热器4内，形成冷循环。

冷流体循环系统6包括第三过滤器601、冷循环水泵602、第三单向阀603和冷分水器604。冷循环水泵602抽取冷水箱5内的冷水，冷水经过第三过滤器601流入冷循环水泵602内。第三过滤器601将冷水中的杂质过滤。流出的冷水经过第三单向阀603单向流入冷分水器604，冷水经过冷分水器604分别输送给不同的换热器4。冷分水器604上设有多个支路管道，可分别连接不同的换热器4。

冷流体和热流体在被壁面分开的换热器4内流动，通过壁面的导热和流体在壁表面的对流，两种流体之间进行换热。热水箱201的输入端与换热器4的第一输出端连通，换热器4内换热后的恒温热水回流到热水箱201内；冷水箱5的输入端与换热器4的第二输出端连通，换热器4内换热后的冷水回流到冷水箱5内。还包括排水管15，换热器4内换热后的冷水回流到冷水箱5内或通过排水管15流出，从而保证冷流体侧的供水温度恒定。

热流体循环系统3和冷流体循环系统6与换热器4之间均设有数据采集系统7。数据采集系统7包括压力变送器701、温度传感器702和流量计703。压力变送器701、温度传感器702和流量计703分别设于换热器4的第一输入端、第一输出端、第二输入端和第二输出端上。分别检测换热器4各个端口的温度、压力和流量，从而根据检测出的参数，计算热流体放出的热量和冷流体获得的热量，得到损失的热量，从而检测换热器4的换热性能。且检测参数可以调节，从而得到多组数据，求平均值，进而更精准地检测换热器4的换热性能。同时，通过恒温分水器304和冷分水器604实现同时测试多台换热器4的换热性能，操作简单，节省成本，减少操作时间，提高工作效率。

还包括记录仪8、配电箱9和闸阀10。各系统之间和系统内的各部件之间均设有闸阀10，方便控制各个管路的开放。配电箱9为各系统供电，且记录仪8显示并储存换热器4冷、热流体的进出口温度值、压力值和流量值。

还包括第一软连接头11、第一自动排气阀12、第二软连接头13和第二自动排气阀14。第二过滤器301和第一单向阀102分别与恒温循环水泵302通过第一软连接头11软连接，恒温分水器304上设有第一自动排气阀12。第三过滤器601和第二单向阀303分别与冷循环水泵602通过第二软连接头13软连接，冷分水器604上设有第二自动排气阀14。软连接头使管路和水泵之间的振动更小，易于保护设备和易于更换。通过自动排气阀将分水器内的空气排尽，避免影响分水器内的水流的流量。

通过本测试方案完成换热器4测试实验台，可以应用于大中专院校进行课内实验与实训，由学生自己设定测试参数，自己动手更换换热器4进行换热器4性能的测试；也可以应用到设计或生产单位的试验数据的测试与产品的质量检验；还可应用于工程设计与安装单位进行工程设计与设备选型。

本实用新型实施例的使用过程如下：

冷水进入软化水系统1经软化后，然后进入恒温热水供应系统2进行加热保温，热流体循环系统3抽取加热后的恒温水，使加热后的恒温水进入换热器4进行热循环；冷水通过冷水箱5进入冷流体循环系统6内，再输送进换热器4内，形成冷循环。冷流体和热流体在被壁面分开的换热器4内流动，通过壁面的导热和流体在壁表面的对流，两种流体之间进行换热。分别检测换热器4各个端口的温度、压力和流量，从而根据检测出的参数，计算热流体放出的热量和冷流体获得的热量，得到损失的热量，从而检测换热器4的换热性能。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种换热器换热性能测试试验台，其特征在于，包括软化水系统(1)、恒温热水供应系统(2)、热流体循环系统(3)、换热器(4)、冷水箱(5)、冷流体循环系统(6)和数据采集系统(7)，所述软化水系统(1)、恒温热水供应系统(2)和热流体循环系统(3)按顺序依次通过管路连通，所述热流体循环系统(3)与所述换热器(4)的第一输入端连通，所述恒温热水供应系统(2)还与所述换热器(4)的第一输出端连通，所述冷水箱(5)的输出端与所述冷流体循环系统(6)通过管路连通，所述冷流体循环系统(6)与所述换热器(4)的第二输入端连通，所述冷水箱(5)的输入端与所述换热器(4)的第二输出端连通，所述热流体循环系统(3)和冷流体循环系统(6)与所述换热器(4)之间均设有数据采集系统(7)。

2.如权利要求1所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，所述热流体循环系统(3)包括第二过滤器(301)、恒温循环水泵(302)、第二单向阀(303)和恒温分水器(304)，所述恒温循环水泵(302)抽取所述恒温热水供应系统(2)内的恒温热水，恒温热水经过所述第二过滤器(301)流入所述恒温循环水泵(302)内，流出的恒温热水经过所述第二单向阀(303)流入所述恒温分水器(304)，恒温热水经过所述恒温分水器(304)分别输送给不同的换热器(4)。

3.如权利要求1所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，所述冷流体循环系统(6)包括第三过滤器(601)、冷循环水泵(602)、第三单向阀(603)和冷分水器(604)，所述冷循环水泵(602)抽取所述冷水箱(5)内的冷水，冷水经过所述第三过滤器(601)流入所述冷循环水泵(602)内，流出的冷水经过所述第三单向阀(603)流入所述冷分水器(604)，冷水经过所述冷分水器(604)分别输送给不同的换热器(4)。

4.如权利要求1所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，所述软化水系统(1)包括第一过滤器(101)、第一单向阀(102)和软化水设备(103)，冷水经过所述第一过滤器(101)和第一单向阀(102)流入所述软化水设备(103)内，软化后的冷水进入所述恒温热水供应系统(2)内。

5.如权利要求4所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，所述恒温热水供应系统(2)包括热水箱(201)、恒温槽(202)和第三自动排气阀(203)，所述热水箱(201)的输出端与所述恒温槽(202)的输入端连通，软化后的冷水经过所述热水箱(201)流入所述恒温槽(202)内，且所述热流体循环系统(3)抽取所述恒温槽(202)内的恒温热水，所述热水箱(201)的输入端与所述换热器(4)的第一输出端连通，所述换热器(4)内换热后的恒温热水回流到所述热水箱(201)内，所述换热器(4)和所述热水箱(201)之间设有第三自动排气阀(203)。

6.如权利要求1所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，所述数据采集系统(7)包括压力变送器(701)、温度传感器(702)和流量计(703)，所述压力变送器(701)、温度传感器(702)和流量计(703)分别设于所述换热器(4)的第一输入端、第一输出端、第二输入端和第二输出端上。

7.如权利要求6所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，还包括记录仪(8)、配电箱(9)和闸阀(10)，各系统之间和系统内的各部件之间均设有所述闸阀(10)，所述配电箱(9)为各系统供电，且所述记录仪(8)显示并储存所述数据采集系统(7)内的数据。

8.如权利要求2所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，还包括第一软连接头(11)和第一自动排气阀(12)，所述第二过滤器(301)和第一单向阀(102)分别与所述恒温循环水泵(302)通过第一软连接头(11)软连接，所述恒温分水器(304)上设有第一自动排气阀(12)。

9.如权利要求3所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，还包括第二软连接头(13)和第二自动排气阀(14)，所述第三过滤器(601)和第二单向阀(303)分别与所述冷循环水泵(602)通过第二软连接头(13)软连接，所述冷分水器(604)上设有第二自动排气阀(14)。

10.如权利要求1所述的换热器换热性能测试试验台，其特征在于，还包括排水管(15)，所述换热器(4)内换热后的冷水回流到所述冷水箱(5)内或通过所述排水管(15)流出。

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