同轴套管热交换器测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种同轴套管热交换器测试装置及方法，该装置包括同轴套管热交换器、压差传感器、温度传感器、调节阀、冷水箱、电辅热器、电制冷器、截止阀、泄水阀、冷水循环泵、能量计、热水箱、电加热器、热水循环泵、测试控制柜、数据处理器、数据显示器。本发明专利技术针对液

【技术实现步骤摘要】
同轴套管热交换器测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及换热
，具体涉及一种同轴套管热交换器测试装置及方法。

技术介绍

[0002]同轴套管热交换器是由同心的内管和外套管组成，外面的叫壳侧，内部的叫管侧。两种不同介质可在壳侧和管侧内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。冷热流体分别在内管和外套管环隙中流动的同时进行传热的。同轴套管热交换器内、外管的材质有紫铜、不锈钢等，其优点众多，可广泛应用于冷水机组、风冷/水冷热泵机组、水源/地源热泵机组、热回收机组、热泵热水器等制冷空调行业。根据管内外流体性质，同轴套管热交换器可分为液
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液型、气
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液型、气
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气型；根据流体换热是否存在相变，同轴套管热交换器无相变型和相变型。
[0003]液
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液无相变同轴套管热交换器传热和流阻性能测试的影响因素很多，如换热管内和管外循环水的流率、进出口水温、换热管材质、换热管表面物理和几何形状特征等。为了对该型同轴套管热交换器的传热和流阻性能进行科学和准确地测试，必须对其实验测试装置及方法进行科学、细致的设计。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种同轴套管热交换器测试装置及方法，用于针对以上所述的同轴套管热交换器性能测试，通过设计不同工况下，不同流率、不同的入口水温、不同的取热量以及不同的运行时间，对上述的同轴套管热交换器传热和流阻性能做出准确评价。
[0005]一种同轴套管热交换器测试装置及方法，包括：管侧回路、壳侧回路和数据处理系统。其中，管侧回路包括同轴套管热交换器的管侧、压差传感器、温度传感器、调节阀、冷水箱、电辅热器、电制冷器、泄水阀、截止阀、冷水循环泵、能量计以及相应的连接管路；壳侧回路包括同轴套管热交换器的壳侧、压差传感器、温度传感器、调节阀、热水箱、电加热器、温度传感器、泄水阀、截止阀、热水循环泵、能量计以及相应的连接管路；数据处理系统包括测试控制柜、数据处理器、数据显示器以及相应的测点通讯线。
[0006]所述的同轴套管热交换器的管侧管路接口和壳侧管路接口通过一段柔性连接管和卡套式连接方式分别连接在管侧和壳侧回路的管路上，方便快速拆卸和更换所需测试的同轴套管热交换器。
[0007]所述的采用压差传感器分别测试同轴套管热交换器管侧和壳侧的压降。
[0008]所述的温度传感器采用高精度插管式温度传感器，分别对管侧管路和壳侧管路的出口和入口流体温度进行测量。
[0009]所述的温度传感器采用高精度插管式温度传感器，分别对冷水箱和热水箱的温度进行测量。
[0010]所述的电辅热器和电制冷器维持冷水箱水温在设定值；所述的电加热器维持热水
箱的水温在设定值。
[0011]所述的冷水循环泵和热水循环泵均为变频水泵，通过调节变频器的频率改变水泵转速，以满足不同流量的测量需求。
[0012]所述的安装在水泵出口和水箱的连接管上的调节阀，可防止循环水量的剧烈波动，同时，调节管侧管路和壳侧管路的流量和稳定性。
[0013]所述的能量计分别安装在管侧管路和壳侧管路管道上，对两个流体回路的换热量进行测量。
[0014]所述的测试控制柜对测试系统的启停、水泵的变频、电加热器、电辅热器和电制冷器的功率大小进行控制。
[0015]所述的处理器对温度、流量、换热量、压差等参数进行存储、记录、处理和计算。
[0016]所述的数据显示器对测试和计算数据进行实时动态显示，对图表和曲线进行可视化处理。
[0017]一种同轴套管热交换器性能测试方法，该方法基于上述一种同轴套管热交换器性能测试装置，包括以下步骤：
[0018](1)测试开始前，检查测试装置的仪器、设备是否正常，调节阀和截止阀的开关是否正常，同轴套管热交换器安装情况是否正确。
[0019](2)接通电源，开始运行后，及时排出设备内气体，使设备在完全充满实验流体的条件下运行，调至试验工况，即调节换热器冷热两侧流体的进口温度稳定在设定值附近。
[0020](3)在测定工况下稳定运行30min后，开始进行测试。
[0021]1)通过冷水循环泵和热水循环泵变频调节管侧管路和壳侧管路的流量，使得同轴套管热交换器管侧和壳侧的流体流速在0.5～1.5m/s范围内等流速变化，进行测试，各测试工况分别为：
[0022]a)两侧流体流速均为0.5m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0023]b)两侧流体流速均为0.7m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0024]c)两侧流体流速均为0.9m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0025]d)两侧流体流速均为1.1m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0026]e)两侧流体流速均为1.3m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0027]f)两侧流体流速均为1.5m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0028]2)通过冷水循环泵和热水循环泵变频调节管侧管路和壳侧管路的流量，固定冷侧流体流速在1.0m/s，调节热侧流体流速在0.5～1.5m/s范围内等流速变化，进行测试，各测试工况分别为：
[0029]a)冷侧流体流速1.0m/s，热侧流体流速0.5m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0030]b)冷侧流体流速1.0m/s，热侧流体流速0.7m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0031]c)冷侧流体流速1.0m/s，热侧流体流速0.9m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0032]d)冷侧流体流速1.0m/s，热侧流体流速1.1m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0033]e)冷侧流体流速1.0m/s，热侧流体流速1.3m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
[0034]f)冷侧流体流速1.0m/s，热侧流体流速1.5m/s，测试点的数据稳定后5min后，且冷、热流体的热平衡相差误差不大于
±
5％时采集数据；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同轴套管热交换器测试装置及方法，其特征在于：包括管侧回路、壳侧回路和数据处理系统。其中，管侧回路包括同轴套管热交换器(1)的管侧(101)、压差传感器(2)、温度传感器(3)、冷水箱(4)、电辅热器(5)、电制冷器(6)、温度传感器(7)、泄水阀(8)、截止阀(9)、冷水循环泵(10)、调节阀(11)、能量计(12)、温度传感器(13)；壳侧回路包括同轴套管热交换器(1)的壳侧(102)、压差传感器(14)、温度传感器(15)、热水箱(16)、电加热器(17)、温度传感器(18)、泄水阀(19)、截止阀(20)、热水循环泵(21)、调节阀(22)、能量计(23)、温度传感器(24)；数据处理系统包括测试控制柜(25)、数据处理器(26)和数据显示器(27)。2.根据权利要求1所述的同轴套管热交换器测试装置及方法，其特征在于：所述同轴套管热交换器(1)的管侧回路接口和壳侧回路接口通过一段柔性连接管和卡套式连接方式分别连接在管侧、壳侧回路上，方便快速拆卸和更换同轴套管热交换器(1)。3.根据权利要求1所述的同轴套管热交换器测试装置及方法，其特征在于：采用压差传感器(2)和压差传感器(14)分别测试同轴套管热交换器(1)管侧和壳侧的压降。4.根据权利要求1所述的同轴套管热交换器测试装置及方法，其特征在于：采用插管式温度传感器(3)和(13)分别对管侧回路出口和入口流体温度进行测试；采用插管式温度传感器(15)和(24)分别对壳侧回路出口和入口流体温度进行测试；采用插管式温度传感器(7)和(18)分别对冷水箱和热水箱的温度进行测试。5.根据权利要求1所述的同轴套管热交换器测试装置及方法，其特征在于：采用电辅热器(5)和电制冷器(6)维持冷水箱(4)的水温在设定值；采用电加热器(17)维持热水箱(16)的水温在设定值。6.根据权利要求1所述的同轴套管热交换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹应德，喻继江，农雅善，郭敏佳，叶美冰，罗祥文，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：