专利名称：节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置， 尤其是一种应用于测试空调系统及其他制冷装置的节流机构的制冷剂质量流 量特性的测试装置。
背景技术：
节流机构作为制冷系统的制冷剂流量调节元件，对制冷装置的运行特性 有着重要的影响，因此节流机构的流量特性研究就显得非常重要。目前，一般 采用氮气来做节流机构的流量特性实验。但由于氮气在节流机构节流中无相 变，而制冷剂在节流机构节流中存在相变，导致用氮气测得的特性曲线与实 际制冷剂测得结果有较大误差，为了更好的与制冷系统匹配，采用实际制冷 剂进行流量特性实验很有必要。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种测量节流机构的制冷剂质量流量特性的 测试装置，该装置可以适用于多种规格的毛细管、节流短管、热力膨胀阀、
电子膨胀阀等节流机构以及R22、 R134a等多种制冷剂。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为，其是一种节流机 构的制冷剂质量流量特性的测试装置，其特征在于包括压縮机及压縮机的 变频器，在压縮机的进气口及排气口均设有温度及压力测试点；还包括油分 离器，其入口与压縮机的排气口连通，其分离出的润滑油的出口通过单向阀 与压縮机的进气口连通；还包括冷凝器、储液器及冷却水箱，冷凝器的入口 与油分离器的出口连通，其出口与储液器入口连接，冷却水箱通过第一水量 调节阀对冷凝器进行冷却，在储液器出口处设有温度及压力测试点；还包括 过冷器，其入口与储液器的出口连通，冷却水箱通过第二水量调节阀对过冷
器进行冷却，在过冷器的出口设有温度及压力测试点；还包括互相串联的电 加热器及干燥过滤器，电加热器的入口与过冷器出口连通，干燥过滤器的出 口接第一截止阀，第一截止阀的出口接被测节流装置L的入口；还包括互相 串联的第二截止阀及视液镜，第二截止阀的入口接被测节流装置L的出口； 还包括压力容器、设在压力容器内并处于上方的蒸发器及设在压力容器内位 于下方的电热管，视液镜的出口与蒸发器的入口连通，蒸发器的出口与压縮 机进气口连通，在压力容器上设有温度及压力测试点；还包括可以设定被测 节流机构L入口处制冷剂的冷凝压力、过冷度、干度、出口处的蒸发压力以 及压縮机的回气温度的控制测量装置。所述的控制测量装置包括可调节第一水量调节阀的开度、第二水量调节 阀的开度、电加热器的功率、电热管的功率及变频器的频率的PID调节器； 还包括感应上述各测试点的温度及压力的并将信号输入至P工D调节器的传感 器，该传感器包括压力传感器及温度传感器；还包括接收传感器输入信号的 数据采集模块，将数据采集模块输出的信号进行A/D数据转换的A/D数据转
换模块及接收A/D数据转换模块的输出信号的计算机。
在所述的压缩机的进气口及排气口处分别设有快速接头。 在所述的冷却水箱的冷水进水口设有浮球阀，在其出水口设有球阀。 本实用新型与现有技术相比的优点为，该装置可以适用于多种规格的毛
细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀等节流机构以及R22、 R134a等多 种制冷剂的测试，测试的效果与实际的制冷系统相匹配。
图1为本实用新型的系统结构示意图； 图为本实用新型的控制测量装置的原理方框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
如图1、 2所示， 一种节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置，本实 用新型的特点是包括压縮机2及压縮机的变频器1，在压縮机的进气口及 排气口均设有温度T及压力P测试点。还包括油分离器4，其入口与压縮机 的排气口连通，其分离出的润滑油的出口通过单向阀与压縮机的进气口连通， 其将从压缩机带出的润滑油和制冷剂分离并将润滑油返回到压縮机；保证进 入被测节流装置L中的制冷剂含油量控制在一定的范围内。还包括冷凝器5、 储液器6及冷却水箱16，冷凝器的入口与油分离器的出口连通，其出口与储 液器入口连接，冷却水箱通过第一水量调节阀19对冷凝器进行冷却，在储液 器出口处设有温度T及压力测试点P，第一水量调节阀的型号为Siemens Acvatix SQX62;气油分离后，制冷剂进入冷凝器进行冷凝，成为高温高压 的液体。还包括过冷器7，其入口与储液器的出口连通，冷却水箱通过第二 水量调节阀20对过冷器进行冷却，在过冷器的出口设有温度T及压力P测试 点，第二水量调节阀的型号为BELIM0LR24-SR;高温高压的液体经过过冷器 进一步冷却后，达到测试所需要的过冷度。还包括互相串联的电加热器8及 干燥过滤器9，电加热器的入口与过冷器出口连通，干燥过滤器的出口接第 一截止阀IO，第一截止阀的出口接被测节流装置L的入口；经过进一步冷却 的制冷剂经过电加热器加热后由液态变成气液两相,达到了测试所需的干度。 还包括互相串联的第二截止阀11及视液镜12，第二截止阀的入口接被测节 流装置L的出口 ；其便于被测节流装置L的安装和观察制冷剂的流动状态。 还包括压力容器14、设在压力容器内并处于上方的蒸发器13及设在压力容器内位于下方的电热管15，视液镜的出口与蒸发器的入口连通，蒸发器的出 口与压縮机2进气口连通，在压力容器上设有温度及压力测试点；压力容器 接收来自被测节流装置L的制冷剂，该制冷剂吸收热量成为低温低压的过热 蒸气，最后进入压縮机，完成整个制冷剂循环。还包括可以设定被测节流机 构L入口处制冷剂的冷凝压力、过冷度、干度、出口处的蒸发压力以及压縮 机的回气温度的控制测量装置。
在本实施例中，控制测量装置包括可调节第一水量调节阀19的开度、第
二水量调节阀20的开度、电加热器8的功率、电热管15的功率及变频器1 的频率的PID调节器23， PID调节器的型号为UT350;还包括感应上述各测 试点的温度及压力的并将信号输入至PID调节器的传感器22，该传感器包括 压力传感器及温度传感器，压力传感器的型号为STP09A2M)，温度传感器为 铜-康铜热电偶和Pt100铂电阻;还包括接收传感器输入信号的数据采集模块 24，将数据采集模块输出的信号进行A/D数据转换的A/D数据转换模块25 及接收A/D数据转换模块的输出信号的计算机26。在压缩机2的进气口及排 气口处分别设有快速接头3。在冷却水箱16的冷水进水口设有浮球阀，在其 出水口设有球阀18。
工作时，压縮机2排出的高温高压制冷剂经油分离器4，将从压縮机中 带出的润滑油和制冷剂分离，并将润滑油返回到压縮机入口处，保证进入节 流机构中的制冷剂含油量控制在一定范围。气油分离后，制冷剂进入水冷冷 凝器5进行冷凝，成为高温高压的液体，然后进入储液器6、过冷器7，过冷 器将制冷剂进一步冷却，达到测试所需要的节流机构入口过冷度。制冷剂继 续进入电加热器8进行加热，使制冷剂由液态成为气液两相，达到测试所需 的干度(在测试时，仅对过冷度、干度中的一项进行设定和控制，此时不需 控制的过冷器7或电加热器8，仅作为制冷剂通道)。制冷剂进入被测节流装 置L进行节流，第一、二截止阀IO、 11及视液镜12的目的是便于节流机构 的拆装和观察制冷剂的流动状态。由被节流装置出来的制冷剂在压力容器15 内吸收热量成为低温低压的过热蒸汽，最后进入压縮机2，完成制冷剂循环。
控制测量装置采集所有的温度T测试点、压力P测试点以及电加热器8、 电热管15的加热功率的测量，通过PID调节器对被测节流装置入口处制冷剂 的冷凝压力、过冷度、干度、出口处的蒸发压力以及压縮机的回气温度等参 数进行调节，并将被测对象通过相应的传感器22采集模拟信号送入数据采集 模块24，再经过A/D转换模块25将模拟信号转换成数字信号送入计算机26 进行数据读取。
测量节流机构的制冷剂流量时，由于在压力容器14内的上部设置蒸发器 13，下面是第二制冷剂液体，电热管15安装在第二制冷剂液面下，用电加热 量平衡制冷系统的制冷量，电热管的加热功率加上外界的漏热量即为制冷系 统制冷量，然后根据进出量热器的制冷剂状态参数通过理论计算求出制冷剂 质量流量。制冷系统各参数的调节方法如下
1) 冷凝压力，采用PID调节器，通过调节第一水量调节阀19的开度大 小来控制冷凝器5的冷凝压力。当冷凝压力过高时，第一水量调节阀的开度 加大，反之，开度减小。
2) 过冷度，采用PID调节器，通过调节第二水量调节阀20的开度大小 来控制过冷器7的过冷度。当过冷度过小时，第二水量调节阀的开度加大，
反之，开度减小。
3) 干度，采用PID调节器，通过调节电加热器8的加热功率来控制制冷 剂的干度；当干度过小时，加热功率加大，反之，加热功率减小。
4) 蒸发压力，采用PID调节器，通过调节变频器1的频率来调节压縮机 2排气量，从而实现对蒸发压力的调节；当蒸发压力过高时，提高频率，反 之，降低频率。
5) 回气温度，采用PID调节器，通过调节电热管15的加热功率来控制 压縮机的回气温度。当回气温度过小时，加热功率加大，反之，加热功率减 小。
权利要求1、一种节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置，其特征在于包括压缩机(2)及压缩机的变频器(1)，在压缩机的进气口及排气口均设有温度及压力测试点；还包括油分离器(4)，其入口与压缩机的排气口连通，其分离出的润滑油的出口通过单向阀(21)与压缩机的进气口连通；还包括冷凝器(5)、储液器(6)及冷却水箱(16)，冷凝器的入口与油分离器的出口连通，其出口与储液器入口连接，冷却水箱通过第一水量调节阀(19)对冷凝器进行冷却，在储液器出口处设有温度及压力测试点；还包括过冷器(7)，其入口与储液器的出口连通，冷却水箱通过第二水量调节阀(20)对过冷器进行冷却，在过冷器的出口设有温度及压力测试点；还包括互相串联的电加热器(8)及干燥过滤器(9)，电加热器的入口与过冷器出口连通，干燥过滤器的出口接第一截止阀(10)，第一截止阀的出口接被测节流装置L的入口；还包括互相串联的第二截止阀(11)及视液镜(12)，第二截止阀的入口接被测节流装置L的出口；还包括压力容器(14)、设在压力容器内并处于上方的蒸发器(13)及设在压力容器内位于下方的电热管(15)，视液镜的出口与蒸发器的入口连通，蒸发器的出口与压缩机(2)进气口连通，在压力容器上设有温度及压力测试点；还包括可以设定被测节流机构L入口处制冷剂的冷凝压力、过冷度、干度、出口处的蒸发压力以及压缩机的回气温度的控制测量装置。
2、 根据权利要求1所述的节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置，其特征在于所述的控制测量装置包括可调节第一水量调节阀(19)的开度、第二水量调节阀(20)的开度、电加热器(8)的功率、电热管(15)的功率及变频器(1)的频率的PID调节器(23);还包括感应上述各测试点的温度及压力的并将信号输入至PID调节器的传感器(22)，该传感器包括压力传感器及温度传感器；还包括接收传感器输入信号的数据采集模块(24)，将数据采集模块输出的信号进行A/D数据转换的A/D数据转换模块(25)及接收A/D数据转换模块的输出信号的计算机(26)。
3、 根据权利要求1所述的节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置，其特征在于:在所述的压縮机(2)的进气口及排气口处分别设有快速接头(3)。
4、 根据权利要求1所述的节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置，其特征在于在所述的冷却水箱(16)的冷水进水口设有浮球阀(17)，在其出水口设有球阀(18)。
专利摘要本实用新型涉及一种节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置，特点是包括压缩机及变频器；包括油分离器，其分离出的润滑油通过单向阀与压缩机的进气口连通；包括冷凝器、储液器及冷却水箱，冷却水箱通过第一水量调节阀对冷凝器进行冷却；包括过冷器，冷却水箱通过第二水量调节阀对过冷器进行冷却；包括互相串联的电加热器及干燥过滤器，干燥过滤器的出口接第一截止阀，第一截止阀的出口接被测节流装置L的入口；包括互相串联的第二截止阀及视液镜，第二截止阀的入口接被测节流装置L的出口；包括压力容器、设在其内并处于上方的蒸发器及设在其内位于下方的电热管；包括可以设定被测节流机构L入口处制冷剂的冷凝压力、过冷度、干度、出口处的蒸发压力以及压缩机的回气温度的控制测量装置；在压缩机的进、排气口、储液器出口处、过冷器的出口、压力容器上均设有温度及压力测试点。其可以适用于多种规格的毛细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀等多种制冷剂的测试，测试的效果与实际的制冷系统相匹配。
文档编号G01F1/86GK201387379SQ20092014223
公开日2010年1月20日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者何钦波, 徐言生, 李锡宇, 蔷 蔡, 韩维哲, 黎绵昌 申请人:顺德职业技术学院