一种冷冻冷藏柜性能测试装置用造雪系统的制作方法

本发明属于冷冻冷藏柜性能测试装置领域，具体是涉及一种冷冻冷藏柜性能测试装置用造雪系统。

背景技术：

随着冷冻冷藏的使用越来越广泛，各种冷冻冷藏柜的性能效果越来越引起来了人们的重视，因此对冷冻冷藏柜性能测试的装置系统也是尤为重要，而性能测试装置系统中的造雪系统又是重中之重。

冷冻冷藏柜直接与外界环境进行热交换，外界环境对冷冻冷藏柜的运行性能、使用寿命都有很大的影响，为了得到冷冻冷藏柜在其所处的气候环境下能否正常运行、其制冷能力与外部环境的关系、是否适应各种恶劣气候环境，就要进行相关的环境试验。如冬天下雪的情况下，冷冻冷藏柜换热器的翅片间隙会被吸入的雪花堵塞，造成换热器热交换能力下降。如果测试装置具备造雪条件，就可获得降雪对冷冻冷藏柜的性能影响数据，有利于冷冻冷藏柜的性能改进。

现有通过冷水箱为水源用造雪系统，通过控制冷水机组的运行保持冷水箱内水温稳定，冷水箱内浮球阀自动控制自来水进水量补充降雪用水量。但由于水箱体积大且缺少温度传感器，容易造成水箱内部形成温度分层，水温的不均匀性很大程度上影响了造雪效果，比如造雪密度小、效率低等。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种冷冻冷藏柜性能测试装置用造雪系统，该系统造雪密度大、效率高。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种冷冻冷藏柜性能测试装置用造雪系统，包括水汽混合喷出单元、水箱以及向所述水汽混合喷出单元提供压缩空气的空气压缩机，所述水箱底面设有出水口以及造雪供水口，所述水箱远离所述出水口以及造雪供水口的侧面上设有进水口，所述水箱通过所述出水口、进水口与风冷冷水机组连通并形成水冷循环回路，所述造雪供水口与所述水汽混合喷出单元连通。

进一步的，所述出水口以及造雪供水口靠近所述水箱的第一侧面，且所述出水口以及造雪供水口的连线平行于所述第一侧面，所述进水口位于所述水箱的与所述第一侧面相对的第二侧面上且远离所述水箱的底面。

进一步的，所述水汽混合喷出单元包括与所述造雪供水口连通且沿测试间长度方向布置的喷管以及与所述空气压缩机连通的气管，所述喷管上设有多个沿喷管长度方向间隔布置的竖直喷水分管，所述喷水分管末端安装有喷头，所述喷头上设有与所述气管连通的压缩空气进气口，所述喷头中气液混合物朝向测试间壁面并倾斜向下喷出，所述喷头与所述喷水分管轴线之间的夹角为30～60°。

进一步的，所述水箱由双层304不锈钢板制成，所述双层304不锈钢板中间设有发泡聚氨酯夹层，所述水箱外部的304不锈钢板构成外壳且厚度为1～1.2mm，所述水箱内部的304不锈钢板构成内胆且厚度为1.8～2.2mm，所述夹层厚度为30～50mm。

进一步的，所述空气压缩机选用无油空气压缩机，所述风冷冷水机组选用工业用冷水机组。

进一步的，所述水箱的第一侧面上设有补水口并安装有液位监测管，所述补水口布置高度稍高于所述进水口；所述水箱底面设有溢流口，所述水箱内设有垂直连接在所述溢流口处的溢流管，所述溢流管的高度稍高于所述补水口；所述水箱顶部设有水箱盖，所述水箱盖上设有两个彼此远离的液位电极安装口，两个所述液位电极安装口中安装的液位电极之间的高度差在25～35mm；所述水箱的与第一侧面相邻的第三侧面上设有用于监测水温的铂电阻安装口以及安装有便于人员检修的扶梯，所述铂电阻安装口靠近所述水箱底面布置；所述水箱底面中心位置设有排水口。

进一步的，所述喷头内设有流道，所述流道包括沿流体流出方向布置的液体进入段、水汽混合段以及水汽喷出段，所述水汽混合段上设有所述进气口，所述进气口位于水汽混合段中间部位，所述液体进入段的末端流道直径逐渐减小且呈收口状，所述水汽喷出段的流道直径逐渐增大且呈开口状。

进一步的，所述喷管两端位置安装的竖直喷水分管和喷头密度为每米喷管上等间隔安装8～12个，所述喷管中间位置安装的竖直喷水分管和喷头密度为每米喷管上等间隔安装6～8个。

进一步的，所述液体进入段的末端流道的收口角度为30～45°，所述水汽喷出段的流道的开口角度为45～60°。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明在用于测试间造雪时：所述水箱通过所述出水口、进水口与所述风冷冷水机组构成水冷循环回路，使得水箱内造雪用水由所述风冷冷水机组进行降温处理，确保水箱内水温达到造雪所需温度。所述出水口、造雪供水口均位于水箱底面，而所述进水口位于所述水箱侧面且远离所述出水口、造雪供水口布置，这样布置的优点：水箱内水自上而下流动，进水口流进温度低的水与水箱内部的水混合，混合过程越长，则温度冷却的越均匀，故而在水箱底部区域就自然形成了温度最为均匀恒定的造雪用水区域，同时避免水箱内部形成涡流而造成热量损失，保证了造雪用水温度的稳定，提高了造雪密度以及造雪效率。

该系统中所述水箱无需要外加专门的搅动设备，所述出水口、造雪供水口与所述进水口的距离尽量设置得远一点，确保水箱内水可以很好地依靠试验系统的水冷循环实现热量耗散和混合平衡过程，保证水箱内造雪用水区域水温的恒定。

(2)本发明所述气液混合物朝向测试间墙面喷射，高速水雾遇到墙面后迅速反弹，并向测试间中心移动，水雾速度减缓在与测试间冷空气接触的同时逐渐下落，堆积成雪，该结构一方面可以很好地模拟现实中缓慢飘雪的状态，另一方面可以使得所述高速水雾有足够的时间与空间接触测试间的低温环境，利于形成飘雪。所述喷头与喷水分管轴线之间形成30～60°夹角的作用：有效增加所述气液混合物的喷射行程，使高速水雾与测试间低温环境充分接触，显著提高了造雪密度以及造雪效率，在测试间有限空间条件下节省了造雪系统占用的空间，所以本发明尤其适用于空间有限的造雪测试环境间。

(3)本发明所述水箱的保温性能良好且易于制造。所述水箱在使用时需要保持液位的恒定，本发明通过所述液位电极来探测水箱内的液位，两个液位电极分别通过水箱盖上的安装口伸入水中，分为一个固定水位上限的电极和一个固定水位下限的电极，通过水的导电作用即实现电路连通并可开始对水箱内液位进行测量并控制，当液位低于下限设定值时，相应控制系统开启水泵并通过所述补水口向所述水箱内补入新水，当液位超过上限设定值时，则关闭所述水泵，多余的水则通过所述溢流管溢出，另外所述液位监测管也便于工作人员直观地查看到水箱内的水位。所述铂电阻靠近水箱底面，即靠近所述造雪用水区域布置，确保所述铂电阻所测得的水温即为造雪用水区域的水温，利于技术人员根据水温的变化及时对水冷循环做出调整以确保造雪用水温度的恒定。

(4)本发明所述液体进入段的末端流道直径逐渐减小且呈收口状，该结构利于减小液体进入水汽混合段的压力，便于减少由于流道直径突变而造成的涡旋，防止喷头压力过大而造成损坏，提高喷头使用寿命。本发明所述液体进入段末端的流道直径最小，利于增加水汽混合段的流道压力，使得气液得到充分混合，从而将气液更好地喷出。

(5)本发明尤其适合与狭长测试间来配套使用，所谓狭长测试间即测试间的长宽比大于2.5，那么狭长测试间内回风板上的回风口与出风口通常分别位于测试间长度方向的两端，所以测试间长度方向两端的风速要大于测试间中部的风速，那么为了保证测试间内降雪的均匀性，更好地模拟处现实环境中的降雪情况，所述喷管两端位置安装的竖直喷水分管和喷头密度要大于所述喷管中间位置安装的竖直喷水分管和喷头密度。

(6)本发明所述液体进入段的末端流道的收口角度值以及所述水汽喷出段的流道的开口角度值均是通过造雪测试获得，所述喷头在这些设计参数条件下，造雪均匀且造雪密度大，造雪效率高。本发明所述喷头的结构简单，造雪效果好，为冷冻冷藏柜性能测试提供了保障。

附图说明

图1为本发明的系统原理图。

图2为本发明恒温水箱主视图。

图3为本发明恒温水箱左视图

图4为本发明恒温水箱俯视图。

图5为本发明恒温水箱内部剖视图。

图6为喷水分管与喷头的安装示意图。

图7为本发明中喷头剖视图。

附图中标记的含义如下：

1-水箱；11-出水口；12-造雪供水口；13-进水口；14-补水口；15-液位监测管；16-溢流管；17-水箱盖；171-液位电极安装口；18-铂电阻安装口；19-排水口；2-空气压缩机；3-风冷冷水机组；4-测试间；51-喷管；52-气管；53-喷水分管；54-喷头；54a-液体进入段；54b-水汽混合段；54c-水汽喷出段；541-进气口；6-扶梯；a-第一侧面；b-第二侧面；c-第三侧面；d-第四侧面。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案做出更为具体的说明：

如图1所示，本发明包括水汽混合喷出单元、水箱1以及向所述水汽混合喷出单元提供压缩空气的空气压缩机2，其特征在于：所述水箱1底面设有出水口11以及造雪供水口12，所述水箱1远离所述出水口11以及造雪供水口12的侧面上设有进水口13，所述水箱1通过所述出水口11、进水口13与风冷冷水机组3连通并形成水冷循环回路，所述造雪供水口12与所述水汽混合喷出单元连通。

本发明在用于测试间4造雪时：所述水箱1通过所述出水口11、进水口13与所述风冷冷水机组3构成水冷循环回路，使得水箱1内造雪用水由所述风冷冷水机组3进行降温处理，确保水箱1内水温达到造雪所需温度。所述出水口11、造雪供水口12均位于水箱1底面，而所述进水口13位于所述水箱1侧面且远离所述出水口11、造雪供水口12布置，这样布置的优点：水箱1内水自上而下流动，进水口13流进温度低的水与水箱1内部的水混合，混合过程越长，则温度冷却的越均匀，故而在水箱1底部区域就自然形成了温度最为均匀恒定的造雪用水区域，同时避免水箱1内部形成涡流而造成热量损失，保证了造雪用水温度的稳定，提高了造雪密度以及造雪效率。

所述出水口11以及造雪供水口12靠近所述水箱1的第一侧面，且所述出水口11以及造雪供水口12的连线平行于所述第一侧面，所述进水口13位于所述水箱1的与所述第一侧面相对的第二侧面上且远离所述水箱1的底面。该系统中所述水箱1无需要外加专门的搅动设备，所述出水口11、造雪供水口12与所述进水口13的距离尽量设置得远一点，确保水箱1内水可以很好地依靠试验系统的水冷循环实现热量耗散和混合平衡过程，保证水箱1内造雪用水区域水温的恒定。

所述水汽混合喷出单元包括与所述造雪供水口12连通且沿测试间4长度方向布置的喷管51以及与所述空气压缩机2连通的气管52，所述喷管51上设有多个沿喷管51长度方向间隔布置的竖直喷水分管53，所述喷水分管53末端安装有喷头54，所述喷头54上设有与所述气管52连通的压缩空气进气口541，所述喷头54中气液混合物朝向测试间4壁面并倾斜向下喷出，所述喷头54与所述喷水分管53轴线之间的夹角为30～60°。本发明所述气液混合物朝向测试间4墙面喷射，高速水雾遇到墙面后迅速反弹，并向测试间4中心移动，水雾速度减缓在与测试间4内冷空气接触的同时逐渐下落，堆积成雪，该结构一方面可以很好地模拟现实中缓慢飘雪的状态，另一方面可以使得所述高速水雾有足够的时间与空间接触测试间4的低温环境，利于形成飘雪。所述喷头54与喷水分管53轴线之间形成30～60°夹角的作用：有效增加所述气液混合物的喷射行程，使高速水雾与测试间4低温环境充分接触，显著提高了造雪密度以及造雪效率，在测试间4有限空间条件下节省了造雪系统占用的空间，所以本发明尤其适用于空间有限的造雪测试环境间。

如图6所示，所述喷头54内设有流道，所述流道包括沿流体流出方向布置的液体进入段54a、水汽混合段54b以及水汽喷出段54c，所述水汽混合段54b上设有所述进气口541，所述进气口541位于水汽混合段54b中间部位，所述液体进入段54a的末端流道直径逐渐减小且呈收口状，所述水汽喷出段54c的流道直径逐渐增大且呈开口状。本发明所述液体进入段54a的末端流道直径逐渐减小且呈收口状，该结构利于减小液体进入水汽混合段54b的压力，便于减少由于流道直径突变而造成的涡旋，防止喷头54压力过大而造成损坏，提高喷头54使用寿命。本发明所述液体进入段54a末端的流道直径最小，利于增加水汽混合段的流道压力，使得气液得到充分混合，从而将气液更好地喷出。

所述喷管51两端位置安装的竖直喷水分管53和喷头54密度为每米喷管51上等间隔安装8～12个，所述喷管51中间位置安装的竖直喷水分管53和喷头54密度为每米喷管51上等间隔安装6～8个。本发明尤其适合与狭长测试间来配套使用，所谓狭长测试间即测试间的长宽比大于2.5，那么狭长测试间内回风板上的回风口与出风口通常分别位于测试间4长度方向的两端，所以测试间4长度方向两端的风速要大于测试间4中部的风速，那么为了保证测试间4内降雪的均匀性，更好地模拟处现实环境中的降雪情况，所述喷管51两端位置安装的竖直喷水分管53和喷头54密度要大于所述喷管51中间位置安装的竖直喷水分管53和喷头54密度。

所述液体进入段54a的末端流道的收口角度为30～45°，所述水汽喷出段54c的流道的开口角度为45～60°。本发明所述液体进入段54a的末端流道的收口角度值以及所述水汽喷出段54c的流道的开口角度值均是通过造雪测试获得，所述喷头54在这些设计参数条件下，造雪均匀且造雪密度大，造雪效率高。本发明所述喷头54的结构简单，造雪效果好，为冷冻冷藏柜性能测试提供了保障。

所述水箱1由双层304不锈钢板制成，所述双层304不锈钢板中间设有发泡聚氨酯夹层，所述水箱1外部的304不锈钢板构成外壳且厚度为1～1.2mm，所述水箱1内部的304不锈钢板构成内胆且厚度为1.8～2.2mm，所述夹层厚度为30～50mm。该水箱1的保温性能良好且易于制造。

所述空气压缩机2选用无油空气压缩机，所述风冷冷水机组3必须保证出水温度为3℃时仍不会停机，为此，使用工业用冷水机组。无油压缩机不仅大大提高了压缩空气的质量，同时保证了空气的无油性从而保证低温水中无油，保证是不含油纯水，从而能够正常造雪，并且无油空气压缩机耗能也较低；工业用冷水机组能够保证水箱1内的水稳定在较低的温度水平，并且工业用冷水机组运行稳定，低温度时不会发生停机故障，这为造雪所需要的低温水提供了保障。

如图2、3、4、5所示，所述水箱1的第一侧面上设有补水口14并安装有液位监测管15，所述补水口14布置高度稍高于所述进水口13；所述水箱1底面设有溢流口，所述水箱1内设有垂直连接在所述溢流口处的溢流管16，所述溢流管16的高度稍高于所述补水口14；所述水箱1顶部设有水箱盖17，所述水箱盖17上设有两个彼此远离的液位电极安装口171；所述水箱1的与第一侧面相邻的第三侧面上设有用于监测水温的铂电阻安装口18以及安装有便于人员检修的扶梯6，所述铂电阻安装口18靠近所述水箱1底面布置；所述水箱1底面中心位置设有排水口19。所述水箱1在使用时需要保持液位的恒定，本发明通过所述液位电极来探测水箱1内的液位，两个液位电极分别通过水箱盖17上的液位电极安装口171伸入水中，分为一个固定水位上限的电极和一个固定水位下限的电极，通过水的导电作用即实现电路连通并可开始对水箱1内液位进行测量并控制，当液位低于下限设定值时，相应控制系统开启水泵并通过所述补水口14向所述水箱1内补入新水，当液位超过上限设定值时，则关闭所述水泵，所述两个液位电极的长度差在25～35mm，距离太短则频繁补水，距离太长则补水不足容易造成水箱内缺水，多余的水则通过所述溢流管16溢出，另外所述液位监测管15也便于工作人员直观地查看到水箱1内的水位。所述铂电阻靠近水箱1底面，即靠近所述造雪用水区域布置，确保所述铂电阻所测得的水温即为造雪用水区域的水温，利于技术人员根据水温的变化及时对水冷循环做出调整以确保造雪用水温度的恒定。

本实施例中所述水箱1的具体尺寸为：

所述溢流管16高度为水箱1高度13/16～15/16，所述溢流管16与第一侧面a以及与第四侧面d的距离均为水箱1底面边长的1/16～3/16；所述铂电阻安装口18设置高度为水箱1高度1/8～3/8，所述铂电阻安装口18至第二侧面b的距离为水箱1底面边长的1/8～3/8；所述进水口13高度为水箱1高度5/8～7/8，所述进水口13至第四侧面d的距离为水箱1底面边长的1/8～3/8；所述补水口14高度为水箱1高度的3/4～7/8，所述补水口14至第四侧面d的距离为水箱1底面边长的1/8～3/8；所述液位监测管15是外置的一根透明管，所述液位监测管15下端口连通至水箱1的低液位处，所述液位监测管15上端口连通至水箱1的高液位处，所述液位监测管15下端口位于水箱1高度的1/16～3/16，所述液位监测管15至第三侧面c的距离为水箱1底面边长的1/8～3/8，所述液位监测管15上端口与溢流管16溢流入口高度平齐且稍高于补水口14，所述补水口14高度稍高于进水口13。

所述出水口11与造雪供水口12在恒温水箱1底面并排布置，所述出水口11远离第三侧面c，且与第四侧面d的距离为水箱1底面边长的1/8～3/8；所述造雪供水口12靠近第三侧面c，且与第三侧面c的距离为水箱1底面边长的1/8～3/8；所述出水口11与造雪供水口12的连线垂直于第三侧面c；所述水箱盖17为直径300～500mm的圆形水箱盖，所述水箱盖17圆心距第三侧面c以及第二侧面b的距离均为200～300mm；2个所述液位电极安装口171位于圆形水箱盖17的直径线上且两者均匀分开布置，相距200～300mm。