微温差条件下提高换热器换热量测量精度的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及换热器测试技术，具体属于一种微溫差条件下测量换热器换热量 的系统。
【背景技术】
[0002] 在换热器行业中，为了检测换热器的性能，通常需要采用一个换热器性能测试装 置，该装置的测试原理基本为洽差法，即通过测量一侧流体的质量流量和进出口洽差来计 算该换热器的换热量。当流体为单相流体时，例如水，就可W通过测量水的进出口溫度来计 算水的洽值。运种测量方法虽然简单易于实现，但是却存在一定的缺点，即换热量的测量精 度受流体进出口洽差或溫差的影响比较大，当流体的进出口洽差或溫差越小，该方法的测 量误差就越大，下面W流体为水作为例子加W说明。
[0003] 假走质重流重的测重不确走度为0. 1%化二3),溫度的测重精度为0. 1 C化= 2)，忽略漏热的影响。
[0004] 条件1 :假定水的质量流量为化g/s，流入换热器时的进口溫度为20°C，从换 热器流出时的出口溫度为30°C，25°C水的定压比热为4. 181化J/kg°C，则换热量为Q= IX(30-20)X4. 1816 = 41. 816kW。条件1的测量不确定度为0. 592kW化=2)，参见表一， 测量不确定度的计算参照《使用测量不确定度评定》，第3版，246页，中国计量出版社，2009 年。 阳0化]
[0006] 条件2 :假定水的质量流量为lOkg/s，流入换热器时的进口溫度为20°C，从换热 器流出时的出口溫度为21°C，20. 5 °C水的定压比热为4. 1840kJ/kg°C，则换热量为Q= 10X(21-20)X4. 1840 = 41. 840kW。条件2的测量不确定度为5. 91kW化=2)，参见表二。
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[0009] 从W上两种情况可W看出，虽然两种条件下换热量相同，但是换热量的测量精度 却大不相同。在流体进出口溫差微小（小于等于5°c)的情况下，如何提高换热量的测量精 度一直是行业内的重要研究课题。其中，最常用的方法就是采用更高精度的溫度传感器，例 如将溫度传感器的测量精度提高到0.ore化=2)，如果在条件2中采用运种溫度传感器， 那么条件2的测量不确定度才为0. 592kW化=2)，如表S。
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[0011] 然而，上述计算结果只是理论精度，在工程实践中还存在W下问题：
[0012] 1)传感器价格比较昂贵，而且精度越高价格越贵，并且不宜在现场进行计量，运直 接影响了试验方法的推广；
[0013] 2)在测试过程中不可避免地存在传感器的漏热，W及流体溫度场均匀性的问题， 即便采用测量精度为0.ore的溫度传感器，实际测量的溫度不确定度也会高于前述理论计 算中的溫度不确定度，因此为了降低漏热和溫度均匀性的影响，针对换热器的整个测试系 统搭建难度非常高；
[0014] 如当流体的进出口溫差进一步缩小时，如溫差在0.re~re,目前也再无更好的 解决方法。 【实用新型内容】
[0015] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种微溫差条件下测量换热器换热量的系 统，在换热器进出口溫差微小的情况下可W提高换热器的换热量测量精度。
[0016] 为解决上述技术问题，本实用新型提供的微溫差条件下测量换热器换热量的系 统，包括被测换热器、二次侧流体循环装置和一次侧流体供给装置；
[0017] 所述被测换热器包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，其中第一入口和 第一出口与所述二次侧流体循环装置连接，第二入口和第二出口由另一换热流体流入和流 出；
[0018] 所述二次侧流体循环装置具有流量控制器、入口A和出口B，其中入口A和出口B 通过一连接管路相连，所述流量控制器使流入被测换热器第一入口的流体流量保持恒定， 所述被测换热器的第一入口设有一第一溫度传感器，被测换热器的第一出口之间设有一第 二溫度传感器，一第一流量计设于被测换热器的第一入口或者被测换热器的第一出口；
[0019] 所述一次侧流体供给装置与二次侧流体循环装置连通，且出口处设有一第=溫度 传感器，一第二流量计设于一次侧流体供给装置的入口处或出口处，所述一次侧流体供给 装置提供恒定溫度和流量的流体，通过改变一次侧流体供给装置提供的流体流量使流入被 测换热器第一入口的流体溫度恒定。
[0020] 在上述结构中，所述入口A靠近被测换热器的第一入口，出口B靠近被测换热器的 第一出口，所述流量控制器设在被测换热器的第一入口和入口A之间，所述第一溫度传感 器设在流量控制器的出口与被测换热器的第一入口之间，第二溫度传感器设在被测换热器 的第一出口与出口B之间。或者，所述入口A靠近被测换热器的第一入口，出口B靠近被测 换热器的第一出口，所述流量控制器设在被测换热器的第一出口和出口B之间，所述第一 溫度传感器设在被测换热器的第一入口与入口A之间，第二溫度传感器设在流量控制器的 入口与被测换热器的第一出口之间，所述一次侧流体供给装置的入口处设有一第四溫度传 感器。
[0021] 在上述结构中，所述一次侧流体供给装置直接与二次侧流体循环装置连通，其中 一次侧流体供给装置的出口与二次侧流体循环装置的入口A相连，一次侧流体供给装置的 入口与二次侧流体循环装置的出口B相连，从二次侧流体循环装置的出口B流出的流体一 部分流入一次侧流体供给装置，另一部分流回二次侧流体循环装置的入口A与一次侧流体 供给装置提供的流体混合后通过流量控制器流入被测换热器的第一入口，且从一次侧流体 供给装置流入二次侧流体循环装置的流体流量与从二次侧流体循环装置流入一次侧流体 供给装置的流体流量相同；或者，所述一次侧流体供给装置直接与二次侧流体循环装置连 通，其中一次侧流体供给装置的出口与二次侧流体循环装置的出口B相连，一次侧流体供 给装置的入口与二次侧流体循环装置的入口A相连，从二次侧流体循环装置的出口B流出 的流体与一次侧流体供给装置提供的流体混合后一部分流回一次侧流体供给装置，另一部 分流入二次侧流体循环装置的入口A并通过流量控制器流入被测换热器的第一入口，且流 回一次侧流体供给装置的流体流量与一次侧流体供给装置提供的流体流量相同。
[0022] 或者在上述结构中，所述一次侧流体供给装置通过一中间换热器与二次侧流体循 环装置连接，其中一次侧流体供给装置的出口与中间换热器的第一入口连通，一次侧流体 供给装置的入口与中间换热器的第一出口连通，二次侧流体循环装置的出口B与中间换热 器的第二入口连通，二次侧流体循环装置的入口A与中间换热器的第二出口连通，所述一 次侧流体供给装置的入口处设有一第四溫度传感器。
[0023] 进一步的，所述流量控制器的出口与被测换热器的第一入口之间设有一第一压力 传感器，二次侧流体循环装置的出口与被测换热器的第一出口之间设有一第二压力传感 器。
[0024] 进一步的，所述一次侧流体供给装置的入口处设有一第四溫度传感器。
[00巧]其中，所述流量控制器为水累或者水累和调节阀。
[00%] 其中，所述一次侧流体供给装置包括累、流量控制阀、加热冷却器。
[0027] 本实用新型增设了一次侧流体供给装置，采用热平衡的测试原理，通过控制一次 侧流体供给装置的流体流量和溫度使测试过程中每次流入被测换热器的流体溫度保持在 同一测试溫度，运样虽然被测换热器的进出口溫差微小，但当测试系统处于稳定运行时被 测换热器的换热量可W间接地由一次侧流体供给装置的换热量获得，因此可W显著提高被 测换热器的换热量测试精度。
【附图说明】
[0028] 图1为本实用新型的第一实施例的结构示意图；
[0029] 图2为本实用新型的第二实施例的结构示意图；
[0030] 图3为本实用新型中一次侧流体供给装置的组成示意图。
[0031] 其中附图标记说明如下：
[0032] 1为被测换热器；2为一次侧流体供给装置；21为累；22为流量控制阀；23为电加 热器；24为冷却机组；3为中间换热器。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0034] 本实用新型提供的微溫差条件下测量换热器换热量的系统的第一实施例，如图1 所示，包括被测换热器1、二次侧流体循环装置和一次侧流体供给装置2 ;
[0035] 所述被测换热器1包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，其中第一入口 和第一出口与所述二次侧流体循环装置连接，