专利名称：风冷热泵测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调性能测试技术，特别涉及一种风冷热泵测试系统。
背景技术：
风冷热泵是目前制冷空调行业应用最多的空气处理设备，能够达到夏季供冷和冬季制热的目的。制造厂必须配备能够对机组进行设备性能全面检验的测试系统，以保证出厂的设备达到国家标准甚至是国际标准的要求。近年来大型风冷热泵在国内的产量增加较快，对其性能测试系统的要求也越来越高。传统风冷热泵性能测试系统采用外部冷源供冷，以平衡机组在测试过程中的冷凝排热，采用外部热源供热，以平衡机组产生的制冷量，获得其性能测试过程中稳定的环境工况，达到国标规定的测试环境温湿度要求。该方法虽然能够达到测试环境要求的精度，但对于大型风冷热泵(300RT以上)系统而言，为保证在性能测试过程中环境工况的建立与稳定，测试过程耗能极大，甚至导致该生产企业的电网超负荷运行。
发明内容
本发明是针对大型风冷热泵系统测试过程耗能过大的问题，提出了一种风冷热泵测试系统，利用被测试机组自身的制冷量及排热量在热平衡水箱内实现能量平衡，多余热量根据不同季节利用冷水机组或冷却塔外部冷源供应，可以节省大量的机组测试能耗。本发明的技术方案为:一种风冷热泵测试系统，包括被测试机组水系统，被测机组环境室空气系统与水系统，外部冷源系统，外部热源系统，被测试机组环境室空气系统设有的进、排风控制系统，被测机组环境室水系统包括安装于被测试机组环境室的内部的空气处理箱和外部的热平衡水箱；热平衡水箱分高温供水区、低温供水区以及回水混合区三个部分，高温供水区通过外部热源系统中蒸汽水板换与蒸汽源连接，低温供水区通过外部冷源系统的冷水机组与冷却塔连接；回水混合区由被测机组出水及空气处理箱回水混合而成；被测试机组水系统中冷水一部分进入热平衡水箱低温供水区，另一部分与热平衡水箱中高温供水区水混合后进入被测试机组蒸发器；置于被测试机组环境室内的空气处理箱中的表冷器水循环接热平衡水箱的低温供水区，被测试机组冷凝器产生的冷凝热与表冷器进行冷热交换。所述置于被测试机组环境室内的空气处理箱中的表冷器水循环接热平衡水箱的低温供水区，跟空气换热冷却空气，冷却后的空气进入冷凝器使冷凝器管内制冷剂冷凝，管外空气加热后再进入表冷器，空气在表冷器与冷凝器两者间换热，反复循环。所述表冷器与热平衡水箱通过电动三通阀控制连接，温度传感器采集被测试机组环境室温度送PID调节器，PID调节器输出控制信号控制电动三通阀。所述被测试机组水系统与热平衡水箱通过电动三通阀控制连接，温度传感器采集被测试机组水系统出口水温送PID调节器，PID调节器输出控制信号控制电动三通阀。本发明的有益效果在于:本发明风冷热泵测试系统，用于实现测试过程中相关标准所规定的工况，系统对被测机组的制冷量、排热量以及外部冷源通过热平衡水箱进行分配与平衡，实现不同温区供水的要求。在测试过程中，整个环境系统的温湿度控制不需要额外的热源输入，仅通过调节进入测试室空气处理箱的冷媒水流量即可实现。对于大型被测风冷热泵机组可以实现冷凝器进风温度分区独立控制，在室外温度较低的季节，仅通过控制进出测试室的进、排风量，即可实现被测机组测试所需的工况，节省50%的机组测试能耗。该系统既可用于产品研发试验，又能用于风冷热泵生产线被测机组性能测试。
图1为本发明风冷热泵测试系统结构示意图。
具体实施例方式如图1所示风冷热泵测试系统结构示意图，被测试机组环境室9用于放置被测试机组1，被测试机组环境室9设有进、排风控制系统，空气处理箱10安装于被测试机组环境室9的内部，被测试机组I运行过程中产生的冷水，一部分进入热平衡水箱2，另一部分与热平衡水箱2中出来的水混合后进入被测试机组I蒸发器，通过调节两部分水的混水比例，实现被测试机组I的出水温度控制，被测试机组I冷凝器产生的冷凝热由置于被测试机组环境室9内的空气处理箱10中的表冷器6换热后带走，表冷器6中流动的冷媒水来源于热平衡水箱2的低温供水，热平衡水箱低温水跟空气换热冷却空气，冷却后的空气进入冷凝器使冷凝器管内制冷剂冷凝，管外空气加热后再进入表冷器，空气在表冷器与冷凝器两者间换热，反复循环，通过调节表冷器6中冷媒水流量，在带走被测试机组I排热的同时，实现测试室环境控温，热平衡水箱2内部在冷热量互抵后多余的压缩机功率部分热量根据外部环境温度可由外部冷源冷水机组3或冷却塔5分别供应，热量平衡水箱2内高温区的水温恒定，必须通过控制加热蒸汽流量实现，蒸汽源7通过蒸汽水板换与热平衡水箱2内高温区连接。当室外环境温度较低时，被测试机组I测试环境工况可以仅采用调节被测试机组环境室9内进、排风量的比例实现环境温度控制，由被测机组I自身的热量平衡制冷量，多余的热量通过控制环境新风补给量进行平衡，实现环境室温度控制。整个系统包括被测试机组水系统，被测机组环境室空气系统与水系统，外部冷源系统，外部热源系统；风冷热泵被测试机组环境室9的温度控制分别采用PID2、PID3调节器，控制电动三通阀11调节进入空气处理箱10内安装的表冷器6水流量与空气流量。被测机组I出口水温控制采用PIDl调节器控制电动三通阀11调节进入被测机组I蒸发器内热平衡水箱2供水与被测机组I出水的比例实现。进入表冷器6及被测机组I的供水均由特殊设计热平衡水箱2提供，在热平衡水箱2内部实现被测机组I放热量、制冷量以及外部冷源的热平衡，根据及季节变化可以通过切换外部冷源系统中冷水机组3与冷却塔5分别进行冷源供应，水水板换4并联在冷水机组3两端，PID5调节器控制冷却塔5排风，多余的冷量部分可由PID4调节器控制电动两通阀调节蒸汽量平衡，PID4调节器置于蒸汽源7和蒸汽水板换8之间，蒸汽水板换8与热平衡水箱2连接，热平衡水箱2实现了为不同循环系统提供所需不同温度的测试用水。图1中方框中的Tl T5为温度传感器放置的位置，圆圈中的Tl T5指对应PID控制器输入的温度传感器，本发明实现了风冷热泵测试环境温度的精确控制同时，利用热平衡水箱2实现测试过程中被测机组的冷热回收，在保证测试精度的前提下能够大幅减少风冷热泵尤其是大型风冷热泵的测试能耗。另外，在被测试机组环境室9设计时设置新风补充及排风系统，在环境温度较低季节，对机组进行环境工况控制要求较低的被测机组I电气运行测试时，可以通过控制被测试机组环境室9内进、排风风阀快速建立测试室内工况，同时节约外部冷源及泵等运行功耗，节约实现日常非性能测试运行能耗。
权利要求
1.一种风冷热泵测试系统，其特征在于，包括被测试机组水系统，被测机组环境室空气系统与水系统，外部冷源系统，外部热源系统，被测试机组环境室空气系统设有的进、排风控制系统，被测机组环境室水系统包括安装于被测试机组环境室的内部的空气处理箱和外部的热平衡水箱；热平衡水箱分高温供水区、低温供水区以及回水混合区三个部分，高温供水区通过外部热源系统中蒸汽水板换与蒸汽源连接，低温供水区通过外部冷源系统的冷水机组与冷却塔连接；回水混合区由被测机组出水及空气处理箱回水混合而成；被测试机组水系统中冷水一部分进入热平衡水箱低温供水区，另一部分与热平衡水箱中高温供水区水混合后进入被测试机组蒸发器；置于被测试机组环境室内的空气处理箱中的表冷器水循环接热平衡水箱的低温供水区，被测试机组冷凝器产生的冷凝热与表冷器进行冷热交换。
2.根据权利要求1所述风冷热泵测试系统，其特征在于，所述置于被测试机组环境室内的空气处理箱中的表冷器水循环接热平衡水箱的低温供水区，跟空气换热冷却空气，冷却后的空气进入冷凝器使冷凝器管内制冷剂冷凝，管外空气加热后再进入表冷器，空气在表冷器与冷凝器两者间换热，反复循环。
3.根据权利要求2所述风冷热泵测试系统，其特征在于，所述表冷器与热平衡水箱通过电动三通阀控制连接，温度传感器采集被测试机组环境室温度送PID调节器，PID调节器输出控制信号控制电动三通阀。
4.根据权利要求1所述风冷热泵测试系统，其特征在于，所述被测试机组水系统与热平衡水箱通过电动三通阀控制连接，温度传感器采集被测试机组水系统出口水温送PID调节器，PID调节器输出控制信号控制电动三通阀。
全文摘要
本发明涉及一种风冷热泵测试系统，在被测试机组环境室的内部装有空气处理箱和外部有热平衡水箱。通过被测试机组、外部冷源冷热源、空气处理箱中表冷器、热平衡水箱之间的冷热量进行分配与平衡，实现不同温区供水的要求。在测试过程中，整个环境系统的温湿度控制不需要额外的热源输入，仅通过调节进入测试室空气处理箱的冷媒水流量即可实现。对于大型被测风冷热泵机组可以实现冷凝器进风温度分区独立控制，在室外温度较低的季节，仅通过控制进出测试室的进、排风量，即可实现被测机组测试所需的工况，节省50%的机组测试能耗。该系统既可用于产品研发试验，又能用于风冷热泵生产线被测机组性能测试。
文档编号G01M99/00GK103175706SQ201310096998
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者张良, 柳建华, 刘旗, 杨敏, 张美鑫, 朱正园, 戚大威 申请人:上海理工大学