专利名称：密封机柜散热用热交换器性能测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及热交换器性能的测试技术，特别是一种密封机柜散热用热交换器性能 测试系统。背景技术：
随着电子器件的频率及集成电路集成度的提高，单位容积发热量迅速增大。当超 出电子器件的工作温度范围时，其性能显著下降，影响系统的可靠性。而且在许多环 境条件恶劣的场合，电子器件必须放在一个密封的机柜中，在恶劣的大环境中为柜内 仪表和器件创造优良的小环境从而使整个系统具有防尘、防潮、防腐蚀性气体等优良 性能，但这同时也会影响电子器件的散热。因此，必须采取一些必要的措施加强其散 热。对于封闭式机柜，通常装有热交换器，其内安装风机，提供流通的空气，机柜内 温度通过有效与周围空气进行热量交换得以降低。目前，对于热交换器热工性能的测试，为了满足流量的测试要求，常在进出口的 位置搭设管道，这样会由于管道阻力的存在使得热交换器内的流量下降，无法满足工 程实际应用中所需测试的某一工况点的流量要求。刘研等(刘研.换热器传热和阻力特性的实验研究.实验技术与管理，2005， 22(5) :90-92)针对实验室换热器实验台的建立，设计出一套换热器综合性能实验系统， 系统由水箱、换热器、空气冷却器以及一系列测试仪表构成了闭合循环测试系统。'李 化等(李化，施光明.紧凑式工业换热器传热试验平台设计与应用.化工生产与技 术,2005， 12(4) :35-39)为研究管翅式和板翅式紧凑式换热器的传热和阻力特性，设计 了一套基于GCMS组态软件的传热性能试验平台。但是，上述建立的实验台都未解决管 道阻力损失所带来的流量下降问题，这使得测试结果应用到实际工程当中，并不能反 映所需工况点的相关情况，测试结果没有实际参考价值。
发明内容本发明的目的在于提供一种测试结果可以完全满足实际应用工况要求的密封机柜
散热用热交换器性能测试系统。
实现本发明目的的技术方案是 一种密封机柜散热用热交换器性能测试系统，包 括冷环境室、热环境室、被测热交换器，其中被测热交换器内安装风扇，用以提供流 通的空气，热交换器的冷、热介质循环的出口分别设置出风管道；出风管道的各组成 部件，从出口开始，依次是收縮段、调速蝶阀、前后有直管段的流量测量装置、扩散 段以及风道端部的变频引风机；在两个收縮段靠近出口的位置各设置一个测压接口， 与差压测试仪器的一端相连，另一端与大气相通，每改变热介质侧或冷介质侧的一个 工况点，均调节相应的变频引风机，使得差压为零，然后再记录各参数的值；热交换 器的热介质循环的进出口，以及冷介质循环的进出口分别设置热电偶用于温度的测量， 热电偶测得的数据转化为电信号，与数据采集器相连，通过计算机读取。
本发明的测试方法是进行传热性能测试时，调速蝶阀全开，稳定一侧介质的进 口温度和流量，以及另一侧介质的进口温度，多次改变另一侧介质的流量，每改变一 次流量，都要调节引风机，使得差压测试仪器的压差为零。然后测得各参数的值，可 得出传热系数随流体流量的变化规律。在测试阻力性能时，为了得到热介质或冷介质 侧的阻力性能曲线，调节其相应的蝶阀的位置，若蝶阀全开后压差仍未为零，用相应 的变频引风机加风量，直到得到压差为零时的最大流量。
本发明与现有技术相比，其显著优点是本发明可以通过调节引风机，使得热交 换器的热介质循环的进口和出口的压差，以及冷介质循环的进口和出口的压差为零。 这样，说明了此时热交换器的进出口的压力都为大气压，从而弥补了因为管道阻力减 小的风量，完全符合热交换器本身的风量要求，准确地测定了每种工况下各参数的值。
四
附图是本发明的密封机柜散热用热交换器性能测试系统构成示意图。 五
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本测试系统的具体细节及实施情况。
该测试系统中冷环境室14、热环境室15由高低温环境试验系统实现，可自动控制 调节环境室的温度，并实现热交换器冷、热介质循环的进口温度恒定。被测热交换器
11为HX05-22DH，专门设计安装在通讯及柜门内。
热交换器11进口 A9和B9分别用6对镍镉一镍硅热电偶并联测量温度，出口 A8 和B8分别用9对镍镉一镍硅热电偶并联测量温度。并联后与数据采集器12相连，再 通过计算机[13]读取数据。
采用均速管流量传感器A3和B3进行流量测量，流体的出口 A8和B8为长方形， 为了满足均速管的测量条件，分别将其和为一个直径为15cm的圆形出风管道A4和 B4，出口 A8、 B8和各自的圆形直管段间采用长度为100cm的收縮段A6和B6连接。 再根据测试要求选用相应的均速管，这里选用LGB-G的均速管。根据上流局部阻力件 的形式，均速管上游直管段长度为8D，下游直管段长度为3D (D为圆形管道的直径)； 均速管流量传感器A3、 B3和收縮段A6和B6间安装调速蝶阀A5和B5，可以产生不 同的阻力降；采用EJA110A差压变送器进行压力的测量。
在离冷、热介质循环出口 A8和B8 10cm的位置处环形取压，测压接口 A7和B7 分别与两个差压变送器的一端用橡皮管连接，差压变送器另一端与大气相通。在风道 的出风口端部安装变频引风机Al和B1，变频引风机A1、 Bl分别和各自的风道的出 风口间采用长度为50cm的扩散段A2和B2连接。根据风压、流量的计算，这里采用 的是型号为4-72-2.8的离心式风机。进行传热性能测试时，稳定一侧介质的进口温度 和流量，以及另一侧介质的进口温度，利用调节此热交换器自带的风速调节软件多次 改变另一侧介质的流量，每改变一次流量，都要调节引风机，使得差压变送器的压差 为零。然后测得各参数的值，可得出传热系数随流体流量的变化规律。
权利要求
1、一种密封机柜散热用热交换器性能测试系统包括冷环境室[14]、热环境室[15]、被测热交换器[11]，其中被测热交换器[11]内安装风扇[A10]和[B10]，用以提供流通的空气，其特征在于热交换器[11]的热介质循环出口[A8]和冷介质循环出口[B8]分别设置出风管道[A4]和[B4]；出风管道[A4]和[B4]的各组成部件，从出口[A8]和[B8]开始，依次是收缩段[A6]和[B6]、调速蝶阀[A5]和[B5]、前后设有直管段的流量测量装置[A3]和[B3]、扩散段[A2]和[B2]以及风道端部的变频引风机[A1]和[B1]；收缩段[A6]和[B6]靠近出口[A8]和[B8]的位置各设置测压接口[A7]和[B7]，与差压测试仪器一端相连，另一端与大气相通，每改变热介质侧或冷介质侧的一个工况点，均调节相应的变频引风机[A1]和[B1]，使得差压为零，然后再记录各参数的值；热交换器[11]的热介质循环的进口[A9]、出口[A8]，以及冷介质循环的进口[B9]、出口[B8]分别设置热电偶用于温度的测量，热电偶测得的数据转化为电信号，与数据采集器[12]相连，通过计算机[13]读取。
2、 根据权利要求1所述的密封机柜散热用热交换器性能测试系统，其特征在于 进口 [A9]和[B9]的温度测点数不少于6点；出口[A8]和[B8]的温度测点数不少于9点； 并且这四处每处上的热电偶都是并联后与数据采集器[12]相连。
3、 根据权利要求1所述的密封机柜散热用热交换器性能测试系统，其特征在于 热电偶的测量端与自由端间的管线隔热。
4、 根据权利要求1所述的密封机柜散热用热交换器性能测试系统，其特征在于 流量测量装置采用均速管流量计，均速管上游直管段最小长度为8D，下游直管段最小 长度为3D， D为出风管道[A4]和[B4]的当量直径。
5、 根据权利要求1所述的密封机柜散热用热交换器性能测试系统，其特征在于 测压接口 [A7]和[B7]的取压方式采用环形取压。
6、 根据权利要求5所述的密封机柜散热用热交换器性能测试系统，其特征在于-收縮段[A6]和[B6]上的取压孔与管内壁面垂直。
全文摘要
本发明公开了一种密封机柜散热用热交换器性能测试系统。包括冷环境室、热环境室、被测热交换器，热交换器冷、热介质循环的出口分别设置出风管道，从出口开始，依次是收缩段、调速蝶阀、前后有直管段的流量测量装置、扩散段以及风道端部的变频引风机；收缩段靠近出口各设置一个测压接口，与差压测试仪器的一端相连，另一端与大气相通，热电偶测得的数据转化为电信号，与数据采集器相连，再通过计算机读取数据。本发明可以通过调节引风机，使得热交换器的热介质循环的进口和出口的压差，以及冷介质循环的进口和出口的压差为零，从而弥补了因为管道阻力减小的风量，完全符合热交换器本身的风量要求，可准确地测定了每种工况下各参数的值。
文档编号G01M99/00GK101149312SQ20071013449
公开日2008年3月26日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者宣益民, 强 李, 璐 黄 申请人:南京理工大学