一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及检测领域，具体是一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置及测试方法，沿制冷剂流动方向，蒸发模块

【技术实现步骤摘要】
一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及检测领域，具体是一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置及测试方法
。

技术介绍

[0002]蒸发器与冷凝器是制冷系统四大件中的两大部件，其传热与阻力特性对热泵空调系统的整机性能至关重要
。
对于热泵空调系统用蒸发器与冷凝器，其制冷剂侧的表面传热膜系数
(
即蒸发传热系数与冷凝传热系数
)
对换热器整体的换热特性起决定性作用
。
因此，制冷剂侧表面传热膜系数的准确测量对于蒸发器和冷凝器的设计和开发意义重大
。
[0003]由于蒸发和冷凝传热系数的测量难度较大，目前行业关注的重点还是集中于蒸发器与冷凝器整体热力特性的测试，对于其单侧相变传热系数的测量仍处于空白状态，显著制约了热泵空调系统用高效蒸发器
、
冷凝器的开发与应用，因此亟待解决
。

技术实现思路

[0004]为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置
。
本专利技术可同时对蒸发器以及冷凝器进行传热膜系数测量
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，沿制冷剂流动方向，蒸发模块
、
气液分离器
、
涡旋压缩机
、
油气分离器
、
冷凝模块以及储液器依次连接以构成制冷剂回路；
[0007]所述冷凝模块包括并联布置的第一冷凝支路以及第二冷凝支路，第一冷凝支路上布置有旁路冷凝器，第二冷凝支路上沿制冷剂流动方向依次布置有预冷器
、
待测冷凝器以及过冷器，旁路冷凝器
、
预冷器
、
待测冷凝器以及过冷器均通过冷却水回路冷却；冷凝模块的上游端和
/
或下游端安装有冷凝质量流量计；
[0008]所述蒸发模块包括并联布置的第一蒸发支路以及第二蒸发支路，第一蒸发支路上布置有旁路蒸发器，第二蒸发支路上沿制冷剂流动方向依次布置有预热器
、
待测蒸发器以及过热器，旁路蒸发器
、
预热器
、
待测蒸发器以及过热器均通过电加热水回路加热；蒸发模块的上游端和
/
或下游端安装有蒸发质量流量计；
[0009]所述制冷剂回路内布置有检测制冷剂温度以及压力参数的温度以及压力传感器；
[0010]第一冷凝支路与第二冷凝支路择一开启，第一蒸发支路与第二蒸发支路择一开启，第一冷凝支路与第一蒸发支路的的启闭状态相反
。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述旁路冷凝器
、
预冷器
、
待测冷凝器以及过冷器均通过冷却水箱与冷水机组连通，以构成冷却水回路；所述旁路冷凝器
、
预冷器
、
待测冷凝器以及过冷器均通过输送管路以及回流管路与冷却水箱连接以构成循环，与冷却水箱连接的各输送管路和
/
或回流管路上布置有输送泵
、
流量计以及温度传感器
。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述旁路蒸发器
、
预热器
、
待测蒸发器以及过热器均通过输送管路以及回流管路与电加热水箱连通，以构成冷却水回路；与电加热水箱连接的
各输送管路和
/
或回流管路上布置有输送泵
、
流量计以及温度传感器
。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：第一冷凝支路
、
第二冷凝支路
、
第一蒸发支路以及第二蒸发支路均在入口处布置有电动球阀以控制支路启闭；蒸发模块的上游端布置有电子膨胀阀
。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：预冷器
、
待测冷凝器以及过冷器的进出口处均安装有温度以及压力传感器；预热器
、
待测蒸发器以及过热器的进出口处均安装有温度以及压力传感器
。
[0015]一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0016]S1、
安装所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置；
[0017]S2、
开启第二冷凝支路以及第一蒸发支路，关闭第一冷凝支路以及第二蒸发支路，对待测冷凝器进行传热膜系数测试；
[0018]S3、
关闭第二冷凝支路以及第一蒸发支路，开启第一冷凝支路以及第二蒸发支路，对待测蒸发器进行传热膜系数测试
。
[0019]作为本专利技术再进一步的方案：
S21、
根据预冷器入口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到预冷器的入口焓值
h1入
；
[0020]计算预冷器的冷却水换热量
Q1：
[0021]Q1＝
cM
w1
(T
w1,out
‑
T
w1,in
)
；
[0022]其中，
c
为水的定压比热；
[0023]M
w1
为冷却水箱与预冷器换热的冷却水流量；
[0024]T
w1,in
为冷却水箱与预冷器连接进口处的冷却水温度；
[0025]T
w1,out
为冷却水箱与预冷器连接出口处的冷却水温度；
[0026]预冷器的出口焓值
h1出
为：
[0027]h1出
＝
h1入
‑
Q1/M
c
；
[0028]其中，
M
c
为制冷剂的冷凝质量流量；
[0029]预冷器的出口焓值
h1出
即为待测冷凝器的入口焓值
h
c
入
，根据待测冷凝器入口处的压力
、
温度以及入口焓值
h
c
入
，查制冷剂物性表得到待测冷凝器入口处的干度；
[0030]S22、
根据过冷器出口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到过冷器的出口焓值
h2出
：
[0031]计算过冷器的冷却水换热量
Q2：
[0032]Q2＝
cM
w2
(T
w2,out
‑
T
w2,in
)
[0033]其中，
c
为水的定压比热；
[0034]M
w2
为冷却水箱与过冷器换热的冷却水流量；
[0035]T
w2,in
为冷却水箱与过冷器连接进口处的冷却水温度；
[0036]T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，沿制冷剂流动方向，蒸发模块
、
气液分离器
(1)、
涡旋压缩机
(2)、
油气分离器
(3)、
冷凝模块以及储液器
(5)
依次连接以构成制冷剂回路；所述冷凝模块包括并联布置的第一冷凝支路以及第二冷凝支路，第一冷凝支路上布置有旁路冷凝器
(71)
，第二冷凝支路上沿制冷剂流动方向依次布置有预冷器
(721)、
待测冷凝器
(72)
以及过冷器
(722)
，旁路冷凝器
(71)、
预冷器
(721)、
待测冷凝器
(72)
以及过冷器
(722)
均通过冷却水回路冷却；冷凝模块的上游端和
/
或下游端安装有冷凝质量流量计
(4)
；所述蒸发模块包括并联布置的第一蒸发支路以及第二蒸发支路，第一蒸发支路上布置有旁路蒸发器
(81)
，第二蒸发支路上沿制冷剂流动方向依次布置有预热器
(821)、
待测蒸发器
(82)
以及过热器
(822)
，旁路蒸发器
(81)、
预热器
(821)、
待测蒸发器
(82)
以及过热器
(822)
均通过电加热水回路加热；蒸发模块的上游端和
/
或下游端安装有蒸发质量流量计
(6)
；所述制冷剂回路内布置有检测制冷剂温度以及压力参数的温度以及压力传感器；第一冷凝支路与第二冷凝支路择一开启，第一蒸发支路与第二蒸发支路择一开启，第一冷凝支路与第一蒸发支路的的启闭状态相反
。2.
根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，所述旁路冷凝器
(71)、
预冷器
(721)、
待测冷凝器
(72)
以及过冷器
(722)
均通过冷却水箱
(73)
与冷水机组
(74)
连通，以构成冷却水回路；所述旁路冷凝器
(71)、
预冷器
(721)、
待测冷凝器
(72)
以及过冷器
(722)
均通过输送管路以及回流管路与冷却水箱
(73)
连接以构成循环，与冷却水箱
(73)
连接的各输送管路和
/
或回流管路上布置有输送泵
、
流量计以及温度传感器
。3.
根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，所述旁路蒸发器
(81)、
预热器
(821)、
待测蒸发器
(82)
以及过热器
(822)
均通过输送管路以及回流管路与电加热水箱
(83)
连通，以构成冷却水回路；与电加热水箱
(83)
连接的各输送管路和
/
或回流管路上布置有输送泵
、
流量计以及温度传感器
。4.
根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，第一冷凝支路
、
第二冷凝支路
、
第一蒸发支路以及第二蒸发支路均在入口处布置有电动球阀以控制支路启闭；蒸发模块的上游端布置有电子膨胀阀
。5.
根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，预冷器
(721)、
待测冷凝器
(72)
以及过冷器
(722)
的进出口处均安装有温度以及压力传感器；预热器
(821)、
待测蒸发器
(82)
以及过热器
(822)
的进出口处均安装有温度以及压力传感器
。6.
一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
安装如权利要求1～5中任意一项所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置；
S2、
开启第二冷凝支路以及第一蒸发支路，关闭第一冷凝支路以及第二蒸发支路，对待测冷凝器
(72)
进行传热膜系数测试；
S3、
关闭第二冷凝支路以及第一蒸发支路，开启第一冷凝支路以及第二蒸发支路，对待测蒸发器
(82)
进行传热膜系数测试
。7.
根据权利要求6所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，
S2
的具体步骤为：
S21、
根据预冷器
(721)
入口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到预冷器
(721)
的入口焓值
h1入
；计算预冷器
(721)
的冷却水换热量
Q1：
Q1＝
cM
w1
(T
w1,out
‑
T
w1,in
)
；其中，
c
为水的定压比热；
M
w1
为冷却水箱
(73)
与预冷器
(721)
换热的冷却水流量；
T
w1,in
为冷却水箱
(73)
与预冷器
(721)
连接进口处的冷却水温度；
T
w1,out
为冷却水箱
(73)
与预冷器
(721)
连接出口处的冷却水温度；预冷器
(721)
的出口焓值
h1出
为：
h1出
＝
h1入
‑
Q1/M
c
；其中，
M
c
为制冷剂的冷凝质量流量；预冷器
(721)
的出口焓值
h1出
即为待测冷凝器
(72)
的入口焓值
h
c
入
，根据待测冷凝器
(72)
入口处的压力
、
温度以及入口焓值
h
c
入
，查制冷剂物性表得到待测冷凝器
(72)
入口处的干度；
S22、
根据过冷器
(722)
出口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到过冷器
(722)
的出口焓值
h2出
：计算过冷器
(722)
的冷却水换热量
Q2：
Q2＝
cM
w2
(T
w2,out
‑
T
w2,in
)
其中，
c
为水的定压比热；
M
w2
为冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋嘉梁，张中清，陈永东，崔云龙，倪利刚，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：