盘管式内融冰系统测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种融冰系统测试装置，具体涉及一种盘管式内融冰系统测试装置。

背景技术：

冰蓄冷空调一种利用低谷电时间制冰储存冷量，在峰电时间释放冰储存的冷量为空调系统提供冷冻水的装置。在低谷电时间开启冷冻机制冰，峰电时间利用蓄冰释放冷量，可以大大减少峰电时间冷冻机的运行时间，由于低谷电的电价大大低于峰电的电价，因此冰蓄冷空调运行费用得以降低，具有较好的经济性。同时由于低谷电开冷冻机制冰蓄冷，峰电可以减少开冷冻机的时间，有助于电网的负荷平衡，从这点来看，冰蓄冷空调还具有节能性。因此冰蓄冷空调占据了市场的一席之地，尤其是在峰谷电差价较大的情况下，具有很大的优势。

盘管式冰蓄冷空调是最常见的一种冰蓄冷空调系统，盘管式冰蓄冷空调又可以按照融冰方式分为内融冰和外融冰。所谓内融冰方式是从用户端来的载冷剂在蓄冰槽的盘管内流动，使得盘管外的冰融化，从而降低管内载冷剂的温度；外融冰是空调冷冻水回水和蓄冰槽内的冰直接接触换热，使得水温达到用户需要的冷冻水的温度。这其中盘管式内融冰系统最为常见。

蓄冰槽内的融冰状况及相关参数是蓄冷空调系统在设计时重要的参数，融冰状况及相关参数又会受到多种因素的影响，比如盘管形式、盘管间距、盘管直径、载冷剂流速等。为了在设计计算之前就能获得这些信息，需要经过实验测试。如果采用模拟计算的方式，也需要有相关的实验参数来校核计算模型。如果有了融冰系统的实验装置，就可以通过实验来获取这些参数，观察融冰的状况，为系统设计提供重要参数。如前所述，盘管式内融冰系统是冰蓄冷空调中最为常见的形式，因此盘管式内融冰系统实验测试对于冰蓄冷空调系统的研究与设计就显得非常重要。

因此，需要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效的盘管式内融冰系统测试装置。

本实用新型提供一种盘管式内融冰系统测试装置，用于测试盘管：包括蓄冰槽、载冷剂溶液槽、温度控制器、加热管、载冷剂进口温度传感器和载冷剂出口温度传感器；

所述盘管设置在蓄冰槽中；

所述载冷剂溶液槽内设有加热管，加热管与温度控制器连接；

所述载冷剂溶液槽的载冷剂溶液出口与盘管入口连接，盘管出口与载冷剂溶液槽的载冷剂溶液进口连接；

所述载冷剂溶液槽的载冷剂溶液出口设有载冷剂出口温度传感器，载冷剂出口温度传感器通过温度信号线与温度控制器信号相连；

所述载冷剂溶液槽的载冷剂溶液进口设有载冷剂进口温度传感器。

作为对本实用新型盘管式内融冰系统测试装置的改进：

所述盘管入口和出口均通过可拆卸式活动接口与载冷剂溶液槽的载冷剂溶液进口和出口相连。

作为对本实用新型盘管式内融冰系统测试装置的进一步改进：

所述测试装置还包括溶液泵、温度信号线、流量计、调节阀和可拆卸式活动接口；

载冷剂溶液槽的载冷剂溶液出口和盘管入口之间，依次设置有载冷剂出口温度传感器、溶液泵和调节阀；

盘管出口到载冷剂溶液槽的载冷剂溶液进口之间，依次设置有流量计和载冷剂进口温度传感器。

本实用新型盘管式内融冰系统测试装置的技术优势为：

本实用新型提出了一种盘管式内融冰系统测试装置。该装置可以对盘管式内融冰系统进行实验模拟测试，设置了蓄冰槽，可以在蓄冰槽内按照需要布置不同的盘管形式、盘管间距、盘管直径等。载冷剂溶液槽内设有加热管，加热量由温度控制器控制，以保证载冷剂溶液槽内温度恒定在实验所需的温度。载冷剂溶液在溶液泵的驱动下，可以在蓄冰槽与载冷剂溶液槽之间循环流动，当经过蓄冰槽时候释放热量融冰，温度下降，到载冷剂溶液槽时，被加热管加热，温度上升到原来温度，再回到蓄冰槽。载冷剂溶液的流量可以由流量计测试，流量大小可以由调节阀调节。载冷剂溶液的进出口温度由载冷剂出口温度传感器读得。载冷剂循环管与蓄冰槽内的盘管采用可拆卸式的活动连接，以方便将蓄冰槽放入冷冻箱制冰。本装置可以测试不同盘管形式、间距、布置、管径条件下，不同载冷剂溶液及不同载冷剂流量的载冷剂溶液的进出口温度及流量、融冰速率等，还能观测整个融冰过程。本装置构造简单、造价低廉，可以方便地测得盘管式内融冰系统的性能参数，尤其是可以测试不同盘管形式、间距、布置、管径条件下，不同载冷剂及载冷剂流量的性能参数，为盘管式内融冰冰蓄冷空调系统的研究与设计提供重要的依据。

本实用新型具有以下优势：

1、盘管式内融冰实验测试装置目前未见报道；

2、测试装置小型化，成本低，测试简单方便，大大缩短了测试时间；

3、可以测试不同盘管材料、盘管布置形式、盘管间距、盘管管径，及不同载冷剂种类、载冷剂流量及温度情况下的融冰参数，对于盘管材料的筛选、盘管布置形式及间距、盘管管径的选择、载冷剂的筛选、载冷剂流量的确定等带来极大的方便，根据需要，对上述变量的不同组合情况下的测试，可以得到最优化的实际结果，为冰蓄冷空调实际工程项目的优化设计提供扎实有效的依据；

4、可以观察到整个融冰过程。由于融冰通常最先是由盘管周边开始融化，冰的孔洞逐渐扩大后有可能会出现上浮，冰块可能会贴附在盘管底部，有利于加快融冰速度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本实用新型盘管式内融冰系统测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此。

实施例1、盘管式内融冰系统测试装置，如图1所示，包括蓄冰槽13、盘管12、载冷剂溶液槽3、溶液泵9、载冷剂循环管8、温度控制器1、加热管2、载冷剂进口温度传感器4、载冷剂出口温度传感器5、温度信号线6、流量计7、调节阀10和可拆卸式活动接口11。

载冷剂溶液槽3内设有加热管2，加热管2用于加热加热载冷剂溶液槽3的内载冷剂溶液。加热管2与温度控制器1连接，加热管2加热功率由温度控制器1控制。

载冷剂溶液槽3的载冷剂溶液出口设有载冷剂出口温度传感器5，可以读取出口温度值，载冷剂出口温度传感器5通过温度信号线6与温度控制器1信号相连，温度控制器1根据载冷剂的出口温度控制加热功率，使得载冷剂溶液槽3内的溶液温度稳定在实验所需的数值。

载冷剂溶液槽3的载冷剂溶液出口依次通过溶液泵9和调节阀10后与盘管12入口连接，盘管12出口经过流量计7后与载冷剂溶液槽3的载冷剂溶液进口连接。

载冷剂溶液槽3的载冷剂溶液出口和载冷剂溶液进口通过载冷剂循环管8分别与盘管12的入口和出口连接。

从载冷剂溶液槽3的载冷剂溶液出口到盘管12入口之间的载冷剂循环管8上，依次设置有载冷剂出口温度传感器5、溶液泵9和调节阀10，溶液泵9为载冷剂循环提供动力，调节阀10可以调节载冷剂溶液的循环流量。

从盘管12出口到载冷剂溶液槽3的载冷剂溶液进口之间的载冷剂循环管8上，依次设置有流量计7和载冷剂进口温度传感器4(载冷剂进口温度传感器4设置在载冷剂溶液槽3的载冷剂溶液进口)。

盘管12入口和出口均通过可拆卸式活动接口11与载冷剂循环管8相连。

盘管12设置在蓄冰槽13中，蓄冰槽13采用双层中空透明塑料构成，以方便观察融冰状况，同时起到保温隔热的作用。

本实用新型的使用方法包括以下步骤：

将盘管12按照实验要求的布置形式置于蓄冰槽13内，并加以固定；

将蓄冰槽13注入水浸没盘管12，然后将蓄冰槽13置于普通冷冻箱内进行制冰；

待蓄冰槽13内的水完全冻结后取出蓄冰槽13，然后将盘管12与载冷剂循环管8通过可拆卸式活动接口11相连；

启动溶液泵9，载冷剂溶液从载冷剂溶液槽3出口流出，通过载冷剂循环管8进入盘管12的入口开始融冰；载冷剂溶液通过盘管12释放热量；温度降低后，载冷剂溶液从盘管12出口流出，通过载冷剂循环管8从载冷剂溶液槽3的入口进入载冷剂溶液槽3；

载冷剂溶液槽3中的载冷剂经过加热管2的加热，温度升高到实验所需温度，进入下一个循环。

载冷剂出口温度传感器5直接读取载冷剂溶液的出口温度，并通过温度信号线6发送给温度控制器1，温度控制器1根据载冷剂出口温度传感器5检测到的载冷剂溶液的出口温度控制加热管2的加热量，以确保载冷剂溶液槽3内载冷剂溶液温度的恒定。

随着载冷剂溶液的不断循环，蓄冰槽13内的冰开始逐渐溶化，此时可以通过蓄冰槽13透明的塑料壁面观察融冰的情况，通常为全部融化为结束，中间可以观察到整个融冰的过程，例如会出现部分小冰块会出现上浮现象，上浮后冰块可能会贴附在盘管12壁面，这个对融冰过程是有利的，同时可以通过载冷剂进口温度传感器4和载冷剂出口温度传感器5随时测量载冷剂进口温度和出口温度，载冷剂循环流量可以通过流量计7测得，流量大小可以由调节阀10调节，融冰时间可以通过计时得到。

通过以上参数的测量，可以得到不同盘管12形式、布置、间距、管径条件下，不同载冷剂溶液及不同循环流量的单位时间融冰释放的冷量，盘管12内载冷剂与冰或冰水混合物之间的传热系数，融冰速率等，并能观察整个融冰过程情况。

现有的盘管12测试方法为在实际工程装置上进行测试，带来的问题就是测试费用高、测试时间长，而且只能测试装置本身的盘管12布置、管径、间距尺寸下的融冰性能，无法做对比试验。比如一般蓄冰装置的融冰时间约在10小时左右，而本实用新型的测试装置因蓄冰槽13的体积大大缩小，只需1-2小时。

从测试成本上看，在现有方法实际工程装置的融冰测试，需要将整个大楼的空调系统(包括风机盘管12等末端设备)全部开启，融冰释放出来的冷量需要有空调建筑来消耗，也就是需用空调房间里的冷负荷来抵消融冰系释放冷量，这就大大提高了测试成本，而这种测试一般都是需要在项目施工全部完成，正式投入运行之前单独进行，无法在大楼空调投入正常运行后进行。以一栋3.6万平方米的空调建筑为例，每小时的运行成本约为0.04万元/小时，如果按照10小时的运行时间，其运行成本约为0.4万元。本实用新型的测试装置采用加热管2加热来替代空调冷负荷，测试时仅需要开启型溶液泵9及加热管2，测试过程仅需要1-2小时，测试成本不到实际装置的1％。

由于本测试装置配置好了相应的测试仪器，与现场安装测试仪器相比，带来极大的便利。同时由于采用了透明的蓄冰槽13，可以观察到整个融冰过程。而现有方法实际工程装置的蓄冰槽13均为非透明，无法观察到整个融冰过程。

本实用新型的测试装置可以测试不同盘管12材料、盘管12布置形式、盘管12间距、盘管12管径，及不同载冷剂种类、载冷剂流量及温度情况下的融冰参数，对于盘管12材料的筛选、盘管12布置形式及间距、盘管12管径的选择、载冷剂的筛选、载冷剂流量的确定等带来极大的方便，根据需要，对上述变量的不同组合情况下的测试，可以得到最优化的实际结果，为冰蓄冷空调实际工程项目的优化设计提供扎实有效的依据。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的若干个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。