专利名称：一种风冷压缩冷凝机组性能试验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风冷压缩冷凝机组性能试验系统，用来测定风冷压缩冷凝机组的制冷量等性能参数，属于建筑环境与设备工程技术领域。
背景技术：
“第二制冷剂量热器法”，是国家标准GB/T 21363-2008《容积式制冷压缩冷凝机组》中对风冷压缩冷凝机组进行性能试验的代表性试验方法。附图1是上述国家标准中风冷压缩冷凝机组性能试验系统的结构示意图。一方面，风冷压缩冷凝机组向环境间排出热量；另一方面，从风冷压缩冷凝机组中排出的制冷剂气体，经过节流后进入量热器对第二种制冷剂进行制冷，这部分制冷量被电加热盘管进行了过热处理，从量热器出来的具有一定过热度的制冷剂气体，再回到风冷压缩冷凝机组，完成制冷循环。风冷压缩冷凝机组的进出口、节流机构的进口和量热器的出口分别布置了压力温度测点，用来精确计算各处焓值。量热器中的第二种制冷剂，使用电加热盘管加热，电加热功率可以测定。由国家标准GB/T 21363-2008《容积式制冷压缩冷凝机组》可知，环境间的温度、 被试风冷压缩冷凝机组的吸气压力和吸气温度的控制是该试验系统关键所在。为了达到这个目的，该标准推荐的第二制冷剂量热器法风冷压缩冷凝机组性能试验系统中，一方面风冷压缩冷凝机组向环境间排出热量，另一方面量热器的蒸发盘管对第二种制冷剂进行制冷。然而，无论冷量还是热量都是这个试验系统不受欢迎的副产品，因为它们都需要消耗外界能量对其进行抵消。中国发明专利分离热管式量热器法冷凝机组性能测试系统(公开号 CN1995950A)采用分离热管的方法将试验环境间和量热器联系起来，试图实现试验环境间中风冷压缩冷凝机组的排出热量和量热器中蒸发盘管制冷量的冷热量相抵。然而，由热力学第一定律可以知道，蒸发器的制冷量和压缩机的输入功之和，等于冷凝器的排热量。也就是说，冷凝器的排热量和蒸发器的制冷量之间有一个差值，这个差值就是压缩机的输入功。 因此，即使分离热管可以很好的从高温段向低温段的传热，也无法实现量热器内的热量平衡，量热器的温度将越来越高。进一步的，用来加热第二种制冷剂的热管传热量无法准确计量，于是风冷压缩冷凝机组的制冷剂质量流量无法准确测定，风冷压缩冷凝机组的制冷量无法得到。
发明内容
针对现有风冷压缩冷凝机组性能试验系统中的不足之处，本发明的目的是提供一种用于风冷压缩冷凝机组的性能试验系统，该系统可以实现能量自我平衡，运行能耗低，并可以准确测定风冷压缩冷凝机组制冷量等性能参数。为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为
一种风冷压缩冷凝机组性能试验系统，包括空气循环处理系统、制冷剂循环系统和能量平衡与计量系统空气处理循环系统包括试验环境间、风机、送风静压层、空气处理机组及其配用的压缩冷凝机组、空气取样装置；所述空气处理机组包括送风孔板、电加热盘管、表冷盘管和蒸发盘管；所述送风孔板采用下回风、上送风的送风方式；采用可控硅功率调整器控制电加热盘管，使得电加热(Γιοο%连续可调，快速实现试验环境间的热量平衡，从而建立试验环境间温、湿度工况条件；
制冷剂循环系统，从被测试压缩冷凝机组出来的高温高压的制冷剂液体，通过节流阀被节流成为气液两相流体，然后进入量热器中的蒸发盘管，被第二制冷剂加热成过热蒸汽回到压缩冷凝机组，完成整个制冷循环；为了精确计算压缩冷凝机组的制冷量，在被测试压缩冷凝机组的进出口、量热器出口和节流阀的进口分别设置压力测点和温度测点；对量热器的环境温度和量热器中的第二制冷剂压力也设置相应的测点；
能量平衡与计量系统，通过离心泵将空气处理机组中的表冷盘管和量热器中的加热盘管中的载冷剂(水或卤水)建立起载冷剂循环，在所述离心泵与量热器之间并靠近离心泵的位置布置流量计；量热器加热盘管前后布置温度测点。由热力学第一定律可知，被测试风冷压缩冷凝机组等组成的制冷循环中，冷凝器的排热量等于蒸发器制冷量与压缩机的输入功之和。冷凝器中的一部分热量通过载冷剂 (水或卤水)进入表冷盘管被带入量热器中，用于加热第二制冷剂，这部分的热量与量热器中蒸发盘管中的制冷量相平衡。多余的冷凝热量经过空气处理机组中的蒸发盘管制冷而被带走。本发明可以实现如下有益效果
(1)能量自我平衡，即通过离心泵建立空气处理机组表冷盘管和量热器加热盘管的载冷剂循环，被测试风冷压缩冷凝机组放出的一部分热量抵消了量热器制冷盘管的制冷量， 从而有效降低试验系统运行能耗。(2)引入能量计量仪器仪表，即在离心泵后布置流量计，量热器加热盘管前后布置温度测点，加热盘管的加热量可以准确计量，进而可以实现被测试压缩冷凝机组性能参数的准确测定。(3)试验环境间采用下回风孔板上送风的气流组织形式，试验环境间风速场、温度场和湿度场分布均勻。
图1是国家标准GB/T 21363-2008中风冷压缩冷凝机组性能试验系统的结构示意图。图2是本发明风冷压缩冷凝机组性能试验系统的结构示意图。图3是本发明试验系统中送风孔板的结构示意图。
具体实施例下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。如图2所示，本试验系统由空气循环处理系统、制冷剂循环系统和能量平衡与计量系统三个部分组成。在制冷系统循环中，从被测试风冷压缩冷凝机组6出来的高温高压的制冷剂液体，通过节流阀8被节流成为气液两相流体，然后进入量热器9中的蒸发盘管10，被第二制冷剂加热成过热蒸汽回到被测试风冷压缩冷凝机组6，完成整个制冷循环。为了精确计算风冷压缩冷凝机组的制冷量，在被测试风冷压缩冷凝机组6的进出口、量热器9出口、节流阀 8的进口分别设置压力测点7和温度测点12。量热器9的环境温度和量热器中的第二制冷剂压力也设置相应的测点。在离心泵14后布置流量计13，量热器的加热盘管11前后布置温度测点，加热盘管11的加热量可以准确计量，进而可以实现被测试压缩冷凝机组6性能参数的准确测定。空气处理循环系统主要由试验环境间1、风机2、试验环境间送风静压层4、空气处理机组18及其配用的风冷压缩冷凝机组19、空气取样装置15等组成。整个试验环境间1 采用孔板5送风的下回风、上送风的气流组织形式。空气处理机组18中，部分冷凝热量通过载冷剂(水或卤水)进入表冷盘管16被带入量热器9中，这部分冷凝热量用于平衡量热器中蒸发盘管10的制冷量。而另一部分冷凝热量进入空气处理机组18中的蒸发盘管17 进行适当过量的制冷处理，然后采用可控硅电加热盘管3，实现(Γ100%连续可调的可控加热，快速建立试验环境间温、湿度工况条件，实现试验环境间1的热量平衡。能量平衡与计量系统中，通过离心泵14将空气处理机组18中的表冷盘管16和量热器9中的加热盘管11中的载冷剂(水或卤水)建立起载冷剂循环。为了准确测定量热器中加热盘管11的加热量，能量自我平衡系统中布置流量计13和温度测点12。由热力学第一定律可知，被测试风冷压缩冷凝机组6等组成的制冷循环中，冷凝器的排热量等于蒸发器制冷量与压缩机的输入功之和。冷凝器中的一部分热量通过表冷盘管16进入量热器9， 用于加热第二制冷剂，这部分的热量与量热器中蒸发盘管10中的制冷量相平衡。多余的冷凝热量经过空气处理机组18中的蒸发盘管17制冷而被带走。如图3所示，20为空气处理机组在送风孔板上的送风口。空气处理机组18为风冷压缩冷凝机组提供环境温度工况条件，节流机构控制风冷压缩冷凝机组的进气压力，电加热量控制被测试风冷压缩冷凝机组6的进气温度，于是在名义工况下，机组的吸入口制冷剂蒸汽比焓与排出口制冷剂液体比焓之差乘以压缩机制冷剂质量流量的值为被测试风冷压缩冷凝机组6的制冷量。本发明继承了第二制冷剂量热器法风冷压缩冷凝机组性能试验系统的稳定性，通过离心泵14将空气处理机组18中的表冷盘管16和量热器9中的加热盘管10中的载冷剂 (水或卤水)建立起载冷剂循环，回收部分冷凝热量用于加热第二制冷剂，实现系统能量自我平衡，降低试验系统运行能耗，满足人们对风冷压缩冷凝机组(特别是30KW以上机组)性能试验系统稳定、节能运行的要求，可望产生巨大的社会效益。
权利要求
1.一种风冷压缩冷凝机组性能试验系统，其特征在于，所述试验系统包括空气循环处理系统、制冷剂循环系统和能量平衡与计量系统所述空气处理循环系统包括试验环境间、风机、送风静压层、空气处理机组及其配用的压缩冷凝机组、空气取样装置；所述空气处理机组包括送风孔板、电加热盘管、表冷盘管和蒸发盘管；所述送风孔板采用下回风、上送风的送风方式；所述电加热盘管采用可控硅功率调整器控制；所述制冷剂循环系统，从被测试压缩冷凝机组出来的高温高压的制冷剂液体，通过节流阀被节流成为气液两相流体，然后进入量热器中的蒸发盘管，被第二制冷剂加热成过热蒸汽回到被测试压缩冷凝机组，完成整个制冷循环；在被测试压缩冷凝机组的进出口、量热器出口和节流阀的进口分别设置压力测点和温度测点；对所述量热器的环境温度和量热器中的第二制冷剂压力也设置相应的测点；所述能量平衡与计量系统，通过离心泵将所述空气处理机组中的表冷盘管和量热器中的加热盘管中的载冷剂建立起载冷剂循环，在所述离心泵与量热器之间并靠近离心泵的位置布置流量计；所述量热器加热盘管前后布置温度测点。
2.根据权利要求1所述的一种风冷压缩冷凝机组性能试验系统，其特征在于，所述载冷剂采用水或卤水。
全文摘要
本发明公开了一种风冷压缩冷凝机组性能试验系统，属于建筑环境与设备工程技术领域。该试验系统包括空气循环处理系统、制冷剂循环系统和能量平衡与计量系统空气处理循环系统包括试验环境间、风机、空气处理机组及其配用的压缩冷凝机组、空气取样装置；从被测试压缩冷凝机组出来的高温高压的制冷剂液体，通过节流阀被节流成为气液两相流体，然后进入量热器中的蒸发盘管，被第二制冷剂加热成过热蒸汽回到被测试压缩冷凝机组，完成整个制冷循环；通过离心泵将空气处理机组中的表冷盘管和量热器中的加热盘管中的载冷剂建立起载冷剂循环。本发明系统能实现能量自我平衡，降低运行能耗，并可以准确测定风冷压缩冷凝机组制冷量等性能参数。
文档编号G01K17/06GK102269661SQ20111018262
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者张忠斌, 蒋青, 邵沈进, 陈泽民, 黄虎 申请人:丹阳苏科空气能研究中心有限公司, 南京佳力图空调机电有限公司, 南京师范大学