專利名稱：一種風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)，用來測定風冷壓縮冷凝機組的制冷量等性能參數(shù)，屬于建筑環(huán)境與設備工程技術領域。
背景技術：
“第二制冷劑量熱器法”，是國家標準GB/T 21363-2008《容積式制冷壓縮冷凝機組》中對風冷壓縮冷凝機組進行性能試驗的代表性試驗方法。附圖1是上述國家標準中風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)的結構示意圖。一方面，風冷壓縮冷凝機組向環(huán)境間排出熱量；另一方面，從風冷壓縮冷凝機組中排出的制冷劑氣體，經(jīng)過節(jié)流后進入量熱器對第二種制冷劑進行制冷，這部分制冷量被電加熱盤管進行了過熱處理，從量熱器出來的具有一定過熱度的制冷劑氣體，再回到風冷壓縮冷凝機組，完成制冷循環(huán)。風冷壓縮冷凝機組的進出口、節(jié)流機構的進口和量熱器的出口分別布置了壓力溫度測點，用來精確計算各處焓值。量熱器中的第二種制冷劑，使用電加熱盤管加熱，電加熱功率可以測定。由國家標準GB/T 21363-2008《容積式制冷壓縮冷凝機組》可知，環(huán)境間的溫度、 被試風冷壓縮冷凝機組的吸氣壓力和吸氣溫度的控制是該試驗系統(tǒng)關鍵所在。為了達到這個目的，該標準推薦的第二制冷劑量熱器法風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)中，一方面風冷壓縮冷凝機組向環(huán)境間排出熱量，另一方面量熱器的蒸發(fā)盤管對第二種制冷劑進行制冷。然而，無論冷量還是熱量都是這個試驗系統(tǒng)不受歡迎的副產(chǎn)品，因為它們都需要消耗外界能量對其進行抵消。中國發(fā)明專利分離熱管式量熱器法冷凝機組性能測試系統(tǒng)(公開號 CN1995950A)采用分離熱管的方法將試驗環(huán)境間和量熱器聯(lián)系起來，試圖實現(xiàn)試驗環(huán)境間中風冷壓縮冷凝機組的排出熱量和量熱器中蒸發(fā)盤管制冷量的冷熱量相抵。然而，由熱力學第一定律可以知道，蒸發(fā)器的制冷量和壓縮機的輸入功之和，等于冷凝器的排熱量。也就是說，冷凝器的排熱量和蒸發(fā)器的制冷量之間有一個差值，這個差值就是壓縮機的輸入功。 因此，即使分離熱管可以很好的從高溫段向低溫段的傳熱，也無法實現(xiàn)量熱器內(nèi)的熱量平衡，量熱器的溫度將越來越高。進一步的，用來加熱第二種制冷劑的熱管傳熱量無法準確計量，于是風冷壓縮冷凝機組的制冷劑質量流量無法準確測定，風冷壓縮冷凝機組的制冷量無法得到。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)中的不足之處，本實用新型的目的是提供一種用于風冷壓縮冷凝機組的性能試驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)能量自我平衡，運行能耗低，并可以準確測定風冷壓縮冷凝機組制冷量等性能參數(shù)。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采取的技術方案為一種風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)，包括空氣循環(huán)處理系統(tǒng)、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和能量平衡與計量系統(tǒng)[0008]空氣處理循環(huán)系統(tǒng)包括試驗環(huán)境間、風機、送風靜壓層、空氣處理機組及其配用的壓縮冷凝機組、空氣取樣裝置；所述空氣處理機組包括送風孔板、電加熱盤管、表冷盤管和蒸發(fā)盤管；所述送風孔板采用下回風、上送風的送風方式；采用可控硅功率調整器控制電加熱盤管，使得電加熱(Γιοο%連續(xù)可調，快速實現(xiàn)試驗環(huán)境間的熱量平衡，從而建立試驗環(huán)境間溫、濕度工況條件；制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，從被測試壓縮冷凝機組出來的高溫高壓的制冷劑液體，通過節(jié)流閥被節(jié)流成為氣液兩相流體，然后進入量熱器中的蒸發(fā)盤管，被第二制冷劑加熱成過熱蒸汽回到壓縮冷凝機組，完成整個制冷循環(huán)；為了精確計算壓縮冷凝機組的制冷量，在被測試壓縮冷凝機組的進出口、量熱器出口和節(jié)流閥的進口分別設置壓力測點和溫度測點；對量熱器的環(huán)境溫度和量熱器中的第二制冷劑壓力也設置相應的測點；能量平衡與計量系統(tǒng)，通過離心泵將空氣處理機組中的表冷盤管和量熱器中的加熱盤管中的載冷劑(水或鹵水)建立起載冷劑循環(huán)，在所述離心泵與量熱器之間并靠近離心泵的位置布置流量計；量熱器加熱盤管前后布置溫度測點。由熱力學第一定律可知，被測試風冷壓縮冷凝機組等組成的制冷循環(huán)中，冷凝器的排熱量等于蒸發(fā)器制冷量與壓縮機的輸入功之和。冷凝器中的一部分熱量通過載冷劑 (水或鹵水)進入表冷盤管被帶入量熱器中，用于加熱第二制冷劑，這部分的熱量與量熱器中蒸發(fā)盤管中的制冷量相平衡。多余的冷凝熱量經(jīng)過空氣處理機組中的蒸發(fā)盤管制冷而被帶走。本實用新型可以實現(xiàn)如下有益效果(1)能量自我平衡，即通過離心泵建立空氣處理機組表冷盤管和量熱器加熱盤管的載冷劑循環(huán)，被測試風冷壓縮冷凝機組放出的一部分熱量抵消了量熱器制冷盤管的制冷量，從而有效降低試驗系統(tǒng)運行能耗。(2)引入能量計量儀器儀表，即在離心泵后布置流量計，量熱器加熱盤管前后布置溫度測點，加熱盤管的加熱量可以準確計量，進而可以實現(xiàn)被測試壓縮冷凝機組性能參數(shù)的準確測定。(3)試驗環(huán)境間采用下回風孔板上送風的氣流組織形式，試驗環(huán)境間風速場、溫度場和濕度場分布均勻。
圖1是國家標準GB/T 21363-2008中風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)的結構示意圖。圖2是本實用新型風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)的結構示意圖。圖3是本實用新型試驗系統(tǒng)中送風孔板的結構示意圖。
具體實施例
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖2所示，本試驗系統(tǒng)由空氣循環(huán)處理系統(tǒng)、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和能量平衡與計量系統(tǒng)三個部分組成。在制冷系統(tǒng)循環(huán)中，從被測試風冷壓縮冷凝機組6出來的高溫高壓的制冷劑液體，通過節(jié)流閥8被節(jié)流成為氣液兩相流體，然后進入量熱器9中的蒸發(fā)盤管10，被第二制冷劑加熱成過熱蒸汽回到被測試風冷壓縮冷凝機組6，完成整個制冷循環(huán)。為了精確計算風冷壓縮冷凝機組的制冷量，在被測試風冷壓縮冷凝機組6的進出口、量熱器9出口、節(jié)流閥 8的進口分別設置壓力測點7和溫度測點12。量熱器9的環(huán)境溫度和量熱器中的第二制冷劑壓力也設置相應的測點。在離心泵14后布置流量計13，量熱器的加熱盤管11前后布置溫度測點，加熱盤管11的加熱量可以準確計量，進而可以實現(xiàn)被測試壓縮冷凝機組6性能參數(shù)的準確測定。空氣處理循環(huán)系統(tǒng)主要由試驗環(huán)境間1、風機2、試驗環(huán)境間送風靜壓層4、空氣處理機組18及其配用的風冷壓縮冷凝機組19、空氣取樣裝置15等組成。整個試驗環(huán)境間1 采用孔板5送風的下回風、上送風的氣流組織形式?？諝馓幚頇C組18中，部分冷凝熱量通過載冷劑(水或鹵水)進入表冷盤管16被帶入量熱器9中，這部分冷凝熱量用于平衡量熱器中蒸發(fā)盤管10的制冷量。而另一部分冷凝熱量進入空氣處理機組18中的蒸發(fā)盤管17 進行適當過量的制冷處理，然后采用可控硅電加熱盤管3，實現(xiàn)(Γ100%連續(xù)可調的可控加熱，快速建立試驗環(huán)境間溫、濕度工況條件，實現(xiàn)試驗環(huán)境間1的熱量平衡。能量平衡與計量系統(tǒng)中，通過離心泵14將空氣處理機組18中的表冷盤管16和量熱器9中的加熱盤管11中的載冷劑(水或鹵水)建立起載冷劑循環(huán)。為了準確測定量熱器中加熱盤管11的加熱量，能量自我平衡系統(tǒng)中布置流量計13和溫度測點12。由熱力學第一定律可知，被測試風冷壓縮冷凝機組6等組成的制冷循環(huán)中，冷凝器的排熱量等于蒸發(fā)器制冷量與壓縮機的輸入功之和。冷凝器中的一部分熱量通過表冷盤管16進入量熱器9， 用于加熱第二制冷劑，這部分的熱量與量熱器中蒸發(fā)盤管10中的制冷量相平衡。多余的冷凝熱量經(jīng)過空氣處理機組18中的蒸發(fā)盤管17制冷而被帶走。如圖3所示，20為空氣處理機組在送風孔板上的送風口?？諝馓幚頇C組18為風冷壓縮冷凝機組提供環(huán)境溫度工況條件，節(jié)流機構控制風冷壓縮冷凝機組的進氣壓力，電加熱量控制被測試風冷壓縮冷凝機組6的進氣溫度，于是在名義工況下，機組的吸入口制冷劑蒸汽比焓與排出口制冷劑液體比焓之差乘以壓縮機制冷劑質量流量的值為被測試風冷壓縮冷凝機組6的制冷量。本實用新型繼承了第二制冷劑量熱器法風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過離心泵14將空氣處理機組18中的表冷盤管16和量熱器9中的加熱盤管10中的載冷劑(水或鹵水)建立起載冷劑循環(huán)，回收部分冷凝熱量用于加熱第二制冷劑，實現(xiàn)系統(tǒng)能量自我平衡，降低試驗系統(tǒng)運行能耗，滿足人們對風冷壓縮冷凝機組(特別是30KW以上機組)性能試驗系統(tǒng)穩(wěn)定、節(jié)能運行的要求，可望產(chǎn)生巨大的社會效益。
權利要求1.一種風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗系統(tǒng)包括空氣循環(huán)處理系統(tǒng)、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和能量平衡與計量系統(tǒng)所述空氣處理循環(huán)系統(tǒng)包括試驗環(huán)境間、風機、送風靜壓層、空氣處理機組及其配用的壓縮冷凝機組、空氣取樣裝置；所述空氣處理機組包括送風孔板、電加熱盤管、表冷盤管和蒸發(fā)盤管；所述送風孔板采用下回風、上送風的送風方式；所述電加熱盤管采用可控硅功率調整器控制；所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，從被測試壓縮冷凝機組出來的高溫高壓的制冷劑液體，通過節(jié)流閥被節(jié)流成為氣液兩相流體，然后進入量熱器中的蒸發(fā)盤管，被第二制冷劑加熱成過熱蒸汽回到被測試壓縮冷凝機組，完成整個制冷循環(huán)；在被測試壓縮冷凝機組的進出口、量熱器出口和節(jié)流閥的進口分別設置壓力測點和溫度測點；對所述量熱器的環(huán)境溫度和量熱器中的第二制冷劑壓力也設置相應的測點；所述能量平衡與計量系統(tǒng)，通過離心泵將所述空氣處理機組中的表冷盤管和量熱器中的加熱盤管中的載冷劑建立起載冷劑循環(huán)，在所述離心泵與量熱器之間并靠近離心泵的位置布置流量計；所述量熱器加熱盤管前后布置溫度測點。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述載冷劑采用水或鹵水。
專利摘要本實用新型公開了一種風冷壓縮冷凝機組性能試驗系統(tǒng)，屬于建筑環(huán)境與設備工程技術領域。該試驗系統(tǒng)包括空氣循環(huán)處理系統(tǒng)、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和能量平衡與計量系統(tǒng)空氣處理循環(huán)系統(tǒng)包括試驗環(huán)境間、風機、空氣處理機組及其配用的壓縮冷凝機組、空氣取樣裝置；從被測試壓縮冷凝機組出來的高溫高壓的制冷劑液體，通過節(jié)流閥被節(jié)流成為氣液兩相流體，然后進入量熱器中的蒸發(fā)盤管，被第二制冷劑加熱成過熱蒸汽回到被測試壓縮冷凝機組，完成整個制冷循環(huán)；通過離心泵將空氣處理機組中的表冷盤管和量熱器中的加熱盤管中的載冷劑建立起載冷劑循環(huán)。本實用新型系統(tǒng)能實現(xiàn)能量自我平衡，降低運行能耗，并可以準確測定風冷壓縮冷凝機組制冷量等性能參數(shù)。
文檔編號G01M99/00GK202119637SQ20112022916
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權日2011年7月1日
發(fā)明者張忠斌, 蔣青, 邵沈進, 陳澤民, 黃虎 申請人:丹陽蘇科空氣能研究中心有限公司, 南京佳力圖空調機電有限公司, 南京師范大學