专利名称：一种冷凝热量回收型制冷压缩机性能试验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷凝热量回收型制冷压缩机性能试验系统，该系统可以实 现冷凝热量回收利用，低能耗试验系统运行，准确测定压缩机的制冷量，属于 建筑环境与设备工程技术领域。
背景技术：
GB/T 5773-2004容积式制冷剂压縮机性能试验方法，等效采用ISO 917:1989 Testing of refrigerant compressors, MOD, 二者提供的压缩机性 能试验方法基本一致。第二制冷剂量热器法，是上述国家标准和ISO标准提供 的一种重要的容积式制冷剂压缩机性能试验方法。由国家标准可知，第二制冷剂量热器法(参见国标GB/T 5773-2004容积式 制冷剂压缩机性能试验方法5.1方法A:第二制冷剂量热器法)中，为压缩机 提供试验工况环境的冷凝器的冷凝热量全部耗散到周围环境之中，与此同时， 量热器一侧还需要加热器热量进行能量平衡，这就造成系统能量浪费。图1是现有制冷压缩机性能试验系统结构示意图。制冷剂循环回路中，从 量热器出来的饱和制冷剂气体，过热后进入压缩机；制冷剂被压缩成为高温高 压的气体后，流入水冷冷凝器；经过冷凝器过冷后的制冷剂液体通过膨胀阀， 被节流成为气液两相流体，进入量热器。制冷剂流体在量热器中蒸发，成为饱 和蒸气，再经过热后进入压缩机吸气口，完成整个制冷循环。为了精确计算压 缩机的制冷量，在量热器出口、膨胀阀前和压縮机的进出口分别布置了制冷剂 压力测点和温度测点。量热器的环境温度和量热器中的第二制冷剂压力也布置了相应的测点。同时，在量热器中还要设置电加热器，用来对第二制冷剂加热。 由此可见， 一方面，容积式制冷剂压缩机性能试验装置的运行，需要消耗 大量的能量；另一方面，冷凝器仅仅为制冷压縮机提供工况环境，冷凝热量没有被有效利用，而是耗散到周围环境中去。必须指出的是，耗散这部分冷凝热 量也是需要消耗能量的，比如通过空气源冷水机组进行能量耗散。随着能源价格的提高和国家相关政策的出台，试验装置是否节能已成为性 能试验方法选择的重要衡量标准。因此，找出试验装置中能量损失最大的部位、 环节并分析其原因，便成为试验方法优化的重点和难点所在。如何将冷凝热量 有效回收，是制冷压缩机性能试验装置节能的关键所在。
发明内容
本发明一种冷凝热量回收型压縮机性能试验系统，所要解决的关键问题在 于在保证准确测量压縮机性能的基础上，将部分冷凝热量回收用于加热第二制 冷剂，是一种充分考虑能量合理有效利用的节能型制冷压縮机性能试验系统。本发明一种冷凝热量回收型压縮机性能试验系统，包括制冷剂循环回路和 水循环回路；制冷剂循环回路中，从量热器(蒸发器)出来的过热后的饱和制 冷剂气体，进入压縮机被压缩成为高温高压的气体，流入水冷冷凝器；经过水 冷冷凝器过冷后，变为制冷剂液体，通过膨胀阀，被节流成为气液两相流体， 进入量热器，完成整个制冷循环；水循环回路中，空气源冷水机组与量热器中 的热交换盘管并联(即两者的进水管、出水管分别对应相连)后与水冷冷凝器 的热交换盘管的两端分别相连形成两个并联回路；其中，量热器中的热交换盘 器与水冷冷凝器的热交换盘管构成主路能量回收水流回路，用来加热第二制冷剂，空气源冷水机组与水冷冷凝器的热交换管构成旁通能量耗散水流回路，用 于将多余的热量通过空气源冷水机组耗散到周围环境中。本系统结构筒单实用，具有突出的节能效果，对大冷量(50kW以上)制冷 压缩机的性能试验节能效果尤其显著。本发明将压缩机试验系统的蒸发器(量 热器)和冷凝器联系起来，回收部分冷凝热量用于加热第二制冷剂，取代以往 的电加热，可大大降低系统运行能耗，节约能源；由于冷凝热量部分被回收利 用，需要耗散的能量热量减少，可以降低空气源冷水机组的能耗。
图1是现有技术的制冷压縮机性能试验系统结构示意图。图2是本发明冷凝热量回收型压縮机性能试验系统结构示意图。图3是温度测试点示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。 实施例如图2所示，本试验系统流程由制冷剂循环回路和水循环回路两个回路组成。 制冷剂回路中，从量热器4出来的饱和制冷剂气体，过热后进入压缩机l; 制冷剂被压縮成为高温高压的气体后，流入水冷冷凝器2;经过水冷冷凝器2过冷后的制冷剂变为液态，通过膨胀阀3，被节流成为气液两相流体，进入量热器 4。制冷剂流体在量热器4中蒸发，成为饱和气体，再经过热后进入压缩机l吸 气口，完成整个制冷循环。为了精确计算压缩机l的制冷量，在量热器4出口、 膨胀阀3前和压縮机的进出口分别布置了制冷剂压力测点11、 13、 15、 17和温度测点12、 14、 16、 18。同时，量热器的环境温度和第二制冷剂压力通过相应 的测点23、 22监测。水循环回路中，空气源冷水机组9与量热器4中的热交换盘管6并联(即两 者的进水管、出水管分别对应相连)后与水冷冷凝器2的热交换盘管201的两 端分别相连形成两个并联回路；其中，量热器中的热交换盘管与水冷冷凝器的 热交换盘管构成主路能量回收水流回路，空气源冷水机组与水冷冷凝器的热交 换盘管构成旁通能量耗散水流回路。主路能量回收水流回路通过循环泵7水路 循环，用来加热量热器中的第二制冷剂41。旁通能量耗散水流回路的作用，就 是将多余的热量通过空气源冷水机组9耗散到周围环境中。主路能量回收水流 回路和旁通能量耗散水流回路的水量分配，是通过三通合流调节阀8进行调节 的。为了精确计算第二制冷剂获得的热量，主路能量回收水流回路安装了体积 流量计10和温度测点19、 20，方便测量。本发明试验系统采用水冷冷凝器2和量热器(蒸发器)4为被试压縮机1提 供试验要求的工况条件，部分冷凝热量回收用于加热量热器的第二制冷剂。水 冷冷凝器2的部分冷凝热量，通过载冷剂(水或卤水)被带到量热器中，即冷 凝换热器6中，用于加热第二制冷剂。同时，这部分带入量热器4中的热量采 用水载冷剂法进行准确计量，即体积流量计IO测量进出量热器的水流量和铂电 阻温度计19、铂电阻温度计20测量进出量热器的水温度，通过流量和水温差计 算用于加热第二制冷剂的回收冷凝热量。多余的热量釆用空气源冷水机组9旁 通。冷凝热量回收和旁通的比例，通过三通合流调节阀8调节能量回收部分和 能量旁通部分水量比例的方法得以实现。量热器由一组直接蒸发盘管21做蒸发 器，该蒸发器被悬置在一个隔热压力容器的上部，冷凝换热器6安装在容器底 部并被容器中的第二制冷剂浸没着。本试验系统与现有技术一样，采用在管路上设置针阀用于测量压力。如图3所示，本试验系统采用现有技术，在管路上 设置盲管，盲管中充硅脂膏，用铂电阻温度传感器或温度计测量温度。制冷剂流量由靠近量热器安装的膨胀阀3调节。为了减少外界热量的影响，膨胀阀3和量热器4之间的管道应隔热。本发明继承了第二制冷剂量热器法制冷压缩机试验系统的稳定性，将试验系 统的冷凝器和蒸发器(量热器)联系起来，回收部分冷凝热量用与加热第二制 冷剂，保证了系统的节能性，满足人们对制冷压缩机，特别是50kW以上的大冷 量制冷压缩机试验系统稳定、节能运行的要求，可望产生巨大的社会效益。
权利要求
1、一种冷凝热量回收型压缩机性能试验系统，包括制冷剂循环回路和水循环回路；制冷剂循环回路中，从量热器出来的过热后的饱和制冷剂气体，进入压缩机被压缩成为高温高压的气体，流入水冷冷凝器；经过水冷冷凝器过冷后，变为制冷剂液体，通过膨胀阀，被节流成为气液两相流体，进入量热器，完成整个制冷循环；其特征是水循环回路中，空气源冷水机组与量热器中的热交换盘管并联后与水冷冷凝器的热交换盘管的两端分别相连形成两个并联回路；其中，量热器中的热交换盘管与水冷冷凝器的热交换盘管构成主路能量回收水流回路，用来加热第二制冷剂，空气源冷水机组与水冷冷凝器的热交换盘管构成旁通能量耗散水流回路，用于将多余的热量通过空气源冷水机组耗散到周围环境中。
全文摘要
本发明公开了一种冷凝热量回收型制冷压缩机性能试验系统，包括制冷剂循环回路和水循环回路；其特征是水循环回路中，空气源冷水机组与量热器中的热交换盘管并联后与水冷冷凝器的热交换盘管的两端分别相连形成两个并联回路，即主路能量回收水流回路和旁通能量耗散水流回路，分别用来加热第二制冷剂和用于将多余的热量通过空气源冷水机组耗散到周围环境中。本发明将压缩机试验系统的量热器和冷凝器联系起来，回收部分冷凝热量用于加热第二制冷剂，取代以往的电加热，可大大降低系统运行能耗，节约能源；由于冷凝热量部分被回收利用，需要耗散的能量热量减少，可以降低空气源冷水机组的能耗。
文档编号F04B51/00GK101581294SQ200910033109
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者张忠斌, 王晓霖, 陈泽民, 虎 黄 申请人:南京师范大学;丹阳苏科空气能研究中心有限公司