一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台的制作方法

文档序号:13704705阅读:147来源:国知局

本发明涉及制冷技术领域,特别是涉及一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台。



背景技术:

目前,微通道换热器作为冷凝器已得到广泛应用,具有综合成本低、高效节能、节省空间等优势,但是,其作为蒸发器使用的技术尚未成熟,对于微通道蒸发器普遍存在表面结露问题,即当其具有的翅片的表面温度低于微通道蒸发器的入口空气露点温度时,翅片上面就会产生冷凝水,同时,由于微通道换热器翅片多为百叶窗翅片,其结构极容易被水滴堵塞,导致冷凝水的排出能力差,微通道蒸发器形成表面结露,这将严重影响到微通道蒸发器的换热效果,容易造成微通道蒸发器的换热性能大大降低。

对于微通道蒸发器来说,如果能够将其上产生的冷凝水进行有效排出,可以使微通道蒸发器的空气侧的空气流通通畅,从而有效地将热量与微通道蒸发器中换热器管内的制冷剂进行热交换,能够带来换热性能的提升。由于微通道蒸发器冷凝水的排出情况与其换热性能直接相关,因此,如何有效排出冷凝水,以及凝水排出率与换热器性能的改善效果,值得深入研究。目前建立便于微通道蒸发器冷凝水排出的性能测试实验台,对于指导微通道蒸发器的安装及使用具有重要意义。

但是,目前还没有一种装置,其可以有效地对微通道蒸发器的冷凝水排出性能进行检测,从而可靠地掌握微通道蒸发器的换热性能。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的是提供一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台,其可以有效地对微通道蒸发器的冷凝水排出性能进行检测,从而可靠地掌握微通道蒸发器的换热性能,有利于广泛的推广应用,具有重大的生产实践意义。

为此,本发明提供了一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台,包括压缩机,所述压缩机右端的制冷剂出口通过一个油分离器与冷凝器左端的制冷剂进口相连通;

所述冷凝器右端的制冷剂出口依次通过一个质量流量计和一个电磁阀与一个热力膨胀阀右端的制冷剂进口相连通;

所述热力膨胀阀左端的制冷剂出口通过第一截止阀与一个微通道蒸发器右端下部的制冷剂进口相连通;

所述微通道蒸发器右端上部的制冷剂出口通过第二截止阀与所述压缩机左端的制冷剂进口相连通;

所述微通道蒸发器位于一个中空、密封的风道里面。

其中,所述热力膨胀阀包括有过热度感温包,所述过热度感温包安装在所述微通道蒸发器的制冷剂出口与所述第二截止阀左端的制冷剂进口之间的连接管路上。

其中,所述微通道蒸发器的正上方从上到下依次间隔设置有加湿器、空气冷却器、电加热器和风机;

所述加湿器、空气冷却器、电加热器和风机还分别通过信号线与同一个温湿度控制调节器相连接。

其中,所述压缩机右端的制冷剂出口与所述油分离器左端的制冷剂进口之间的连接管路上设置有一个温度传感器和一个第一压力传感器;

所述冷凝器右端的制冷剂出口与所述电磁阀左端的制冷剂进口之间的连接管路上设置有一个质量流量计;

所述第一截止阀右端的制冷剂进口与所述热力膨胀阀左端的制冷剂出口之间的连接管路上也设置有一个所述温度传感器和一个所述第一压力传感器;

所述第二截止阀左端的制冷剂出口与所述压缩机左端的制冷剂进口之间的连接管路上也设置有一个所述温度传感器和一个所述第一压力传感器;

所述微通道蒸发器的上下两侧分别设置有一个第二压力传感器、一个风速测量仪和一个温湿度传感器;

所述第二压力传感器、风速测量仪和温湿度传感器位于所述风道里面。

其中,所述风道内的风速测量仪和温湿度传感器分别通过信号线与所述温湿度控制调节器相连接。

其中,所述微通道蒸发器的正下方还设置有一个接水盘,所述接水盘位于所述风道里面;

所述接水盘的底部中心位置通过一个排水管与一个盛水桶相连通;

所述盛水桶位于一个电子秤的顶部。

其中,所述压缩机、油分离器、冷凝器、质量流量计、电磁阀、热力膨胀阀、第一截止阀、第二截止阀均位于所述风道的外部。

其中,所述微通道蒸发器位于一个整体支架内,所述整体支架的左右两端分别焊接有一个角度调节手柄,每个所述角度调节手柄依次贯穿通过所述风道和一个刻度盘的中心通孔,所述刻度盘上预先刻有多条等间隔的、呈圆弧形分布的角度刻线。

其中,每个所述刻度盘还通过一个中空的连接管与一个风道固定连接盘相连接,所述风道固定连接盘与所述风道固定连接;

每个中空的连接管与所述刻度盘的中心通孔相连通,每个所述角度调节手柄还对应贯穿一个所述连接管和风道固定连接盘后与所述整体支架相连接。

其中,所述刻度盘的外表面设置还设置有一条弧形分布的螺栓固定孔槽,所述螺栓固定孔槽与所述刻度盘上预先刻有的角度刻线对应设置,所述螺栓固定孔槽用于插入螺栓卡销。

由以上本发明提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本发明提供了一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台,其可以有效地对微通道蒸发器的冷凝水排出性能进行检测,从而可靠地掌握微通道蒸发器的换热性能,有利于广泛的推广应用,具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台的结构示意图;

图2为本发明提供的一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台中,微通道蒸发器和整体支架与角度调节手柄、刻度盘之间连接结构的一种实施例的主视图;

图3为本发明提供的一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台中,微通道蒸发器和整体支架与角度调节手柄、刻度盘之间连接结构的一种实施例的左视图;

图4为本发明提供的一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台中,微通道蒸发器与角度调节手柄、刻度盘之间连接结构的一种实施例的俯视图;

图5为本发明提供的一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台中,安装微通道蒸发器的整体支架与角度调节手柄、刻度盘和风道固定连接盘之间连接结构的一种实施例的示意图;

图中,1为压缩机,2为油分离器,3为冷凝器,4质量流量计,5为电磁阀,6为热力膨胀阀,71为第一截止阀,72为第二截止阀,8为微通道蒸发器,9为加湿器,10为空气冷却器;

11为电加热器,12为风机,13为接水盘,14为盛水桶,15为电子秤,16为风道,17为温湿度控制调节器,18为角度调节手柄,19为温度传感器,201为第一压力传感器,202为第二压力传感器;

21为风速测量仪,22为温湿度传感器,23为排水管;

180为刻度盘,181为连接管,182为风道固定连接盘,183为螺栓固定孔槽,184为螺栓卡销。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1,本发明提供了一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台,包括压缩机1,所述压缩机1右端的制冷剂出口通过一个油分离器2与冷凝器3左端的制冷剂进口相连通(通过管路);

所述冷凝器3右端的制冷剂出口依次通过一个质量流量计4和一个电磁阀5与一个热力膨胀阀6右端的制冷剂进口相连通(通过管路);

所述热力膨胀阀6左端的制冷剂出口通过第一截止阀71与一个微通道蒸发器8右端下部的制冷剂进口相连通;

所述微通道蒸发器8右端上部的制冷剂出口通过第二截止阀72与所述压缩机1左端的制冷剂进口相连通;

所述微通道蒸发器8位于一个中空、密封的风道16里面。

在本发明中,具体实现上,参见图1,所述热力膨胀阀6包括有过热度感温包,所述过热度感温包安装在所述微通道蒸发器8的制冷剂出口与所述第二截止阀72左端的制冷剂进口之间的连接管路上。

需要说明的是,过热度感温包是热力膨胀阀的重要组成部件之一,其用来检测微通道蒸发器8的制冷剂出口的温度,并把温度信息转换成压力信息后传给热力膨胀阀的阀体,从而起到调节流入到微通道蒸发器8中的制冷剂流量的作用。

还需要说明的是,对于本发明,其通过所述压缩机1将来自微通道蒸发器8的低压的制冷剂气体压缩为高压的制冷剂气体,然后高压的制冷剂气体继续导入油分离器2中,通过油分离器2将高压制冷剂气体中携带的润滑油分离,然后高压的制冷剂气体继续进入冷凝器3中,在冷凝器3中制冷剂将自身的热量传递给外部,制冷剂气体被冷却为高压的制冷剂液体,然后经电磁阀5和热力膨胀阀6节流为低压的气液两相流体,制冷剂继续进入微通道蒸发器8中,在微通道蒸发器8中吸收外部的热量而实现蒸发成低压的制冷剂气体,最终很好地发挥蒸发器的作用,达到制冷的效果。

此外,所述质量流量计4用于测量冷凝器3的制冷剂出口所连接管路中液态的制冷剂的流量(该流量为单位时间内流经管路横截面的液态制冷剂的质量流量)。

此外,第一截止阀71、第二截止阀72,分别用于在更换不同的微通道蒸发器8时,通过关闭第一截止阀71和第二截止阀72这两个阀门,防止制冷剂泄露。

在本发明中,具体实现上,参见图1,所述微通道蒸发器8的正上方从上到下依次间隔设置有加湿器9、空气冷却器10、电加热器11和风机12。

需要说明的是,所述加湿器9可以实现等温加湿,用于对风道16内的空气进行加湿处理,具体实现上,所述加湿器9可以采用干蒸汽加湿器;

所述空气冷却器10可用于对风道16内的空气进行降温处理,具体实现上,所述空气冷却器10可以采用与恒温水槽相连接的表冷器;

所述电加热器11可以实现等湿加热,用于对风道16内空气进行加热处理,具体实现上,所述电加热器11可以采用管状电加热器;

所述风机12为安装有变频器的风机,所述风机12可以通过变频器改变风机的供电频率,从而改变风机形成的风量大小,具体实现上,所述风机12可以是型号为dkt12-45的外转子双进风空调风机,该风机附加变频器。

因此,在本发明中,通过所述加湿器9、空气冷却器10以及电加热器11和风机12的相互配合作用,可调节风道16内空气进口参数,如空气温度、湿度、风量等,从而可以测试微通道蒸发器8在不同的进口空气参数条件下的换热性能。

所述加湿器9、空气冷却器10、电加热器11和风机12还分别通过信号线与同一个温湿度控制调节器17相连接。

所述压缩机1右端的制冷剂出口与所述油分离器2左端的制冷剂进口之间的连接管路上设置有一个温度传感器19和一个第一压力传感器201;

所述冷凝器3右端的制冷剂出口与所述电磁阀5左端的制冷剂进口之间的连接管路上设置有一个质量流量计4;

所述第一截止阀71右端的制冷剂进口与所述热力膨胀阀6左端的制冷剂出口之间的连接管路上也设置有一个所述温度传感器19和一个所述第一压力传感器201;

所述第二截止阀72左端的制冷剂出口与所述压缩机1左端的制冷剂进口之间的连接管路上也设置有一个所述温度传感器19和一个所述第一压力传感器201;

所述微通道蒸发器8的上下两侧分别设置有一个第二压力传感器201、一个风速测量仪21和一个温湿度传感器22;

所述第二压力传感器202、风速测量仪21和温湿度传感器22位于所述风道16里面。

所述风道16内的风速测量仪21和温湿度传感器22分别通过信号线与所述温湿度控制调节器17相连接。

需要说明的是,所述温湿度控制调节器17用于根据接收用户输入的控制指令,并根据用户输入的控制指令,对应控制所述加湿器9、空气冷却器10、电加热器11和风机12的具体运行。

具体实现上,所述温湿度控制调节器17可以为任意一种能够对温度信号、湿度信号进行测量控制的温湿度控制器,例如可以为深圳市鑫控锐自动化科技有限公司生产的型号为th-808的温湿度控制器。

需要说明的是,用户输入的控制指令可以为任意一种用户输入的针对加湿器9、空气冷却器10、电加热器11和风机12的控制指令。例如可以是对加湿器9(也可以是空气冷却器10、电加热器11或风机12)的开启或者关闭控制指令,以及对加湿器9(也可以是空气冷却器10、电加热器11或风机12)的驱动功率增大或者降低控制指令。

还需要说明的是,所述温度传感器19用于检测所安装管路中流通的制冷剂的温度。

所述第一压力传感器201和第二压力传感器202,其中,所述第一压力传感器201位于所述风道16外部且分别位于微通道蒸发器8的进出口端(即制冷剂进口端和制冷剂出口端),用于传输所安装管路中的制冷剂的压力信号,而所述第二压力传感器202位于所述风道16里面,用于测量微通道蒸发器8上下两侧的压力信号;

两个所述风速测量仪21位于所述风道16内,分别用于测量微通道蒸发器8上下两侧的风速,然后发送给所述温湿度控制调节器17;

两个所述温湿度传感器22位于所述风道16内,分别用于测量微通道蒸发器8上下两侧空气的温湿度,然后发送给所述温湿度控制调节器17。

在本发明中,具体实现上,参见图1,所述微通道蒸发器8的正下方还设置有一个接水盘13,所述接水盘13位于所述风道16里面;

所述接水盘13的底部中心位置通过一个排水管23与一个盛水桶14相连通。

所述盛水桶14位于一个电子秤15的顶部。因此,通过所述电子秤15称量所述盛水桶14在空桶时的质量以及称量所述盛水桶14在装入冷凝水后的质量,可以获得冷凝水的质量。

在本发明中,具体实现上,参见图1,所述压缩机1、油分离器2、冷凝器3、质量流量计4、电磁阀5、热力膨胀阀6、第一截止阀71、第二截止阀72均位于所述风道16的外部。

参见图1、图2、图3和图4所示,所述微通道蒸发器8位于一个整体支架80内(即所述微通道蒸发器8的外侧具有一个整体支架80),所述整体支架80的左右两端分别焊接有一个角度调节手柄18,每个所述角度调节手柄18依次贯穿通过所述风道16和一个刻度盘180的中心通孔,所述刻度盘180上预先刻有多条等间隔的、呈圆弧形分布的角度刻线(例如相邻的两个角度刻线之间的间隔角度对应表示10度的旋转角度)。因此,通过同时向微通道蒸发器8的前方或者后方旋转这两个角度调节手柄18,可以使得微通道蒸发器8同时向前或者向后倾斜,同时通过所述刻度盘180,可以实时观察获得向前或者向后旋转微通道蒸发器8的角度,即微通道蒸发器8与风道16横截面之间的倾斜角度,也就是说,所述刻度盘180用于记录微通道蒸发器8与风道16横截面之间的倾斜角度,其位于所述风道16的外部。

对于本发明,一并参见图5,为了牢固、可靠地固定支撑住刻度盘180,从而让角度调节手柄18更好地、更加稳定可靠地旋转微通道蒸发器8,具体实现上,每个所述刻度盘180还通过一个中空的连接管181与一个风道固定连接盘182相连接,所述风道固定连接盘182与所述风道16固定连接;

每个中空的连接管181与所述刻度盘180的中心通孔相连通(即对应设置),每个所述角度调节手柄18还对应贯穿一个所述连接管181和风道固定连接盘182后与所述整体支架80相连接。

具体实现上,所述刻度盘180的外表面还设置有一条弧形分布的螺栓固定孔槽183,所述螺栓固定孔槽183与所述刻度盘180上预先刻有的角度刻线对应设置,所述螺栓固定孔槽183用于插入螺栓卡销184,从而所述螺栓卡销184固定在所述刻度盘180上,由于每个所述刻度盘180通过连接管181与风道固定连接盘182相连接,而所述风道固定连接盘182与所述风道16固定连接,因此,也可以说,通过刻度盘180和螺栓卡销184之间的固定作用,可以将角度调节手柄18及其所连接的整体支架80固定住,进而将整体支架80内设置的微通道蒸发器8的位置固定住,最终能够控制将微通道蒸发器8与风道16横截面之间保持在预设倾斜角度下。

需要说明的是,通过该角度调节手柄18,可以调节微通道蒸发器与风道的倾斜角度,并可以在刻度盘180上准确读取所述微通道蒸发器8的倾斜角度。

综合以上的技术方案可知,与现有技术相比,本发明提供的一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台,其可以有效地对微通道蒸发器的冷凝水排出性能进行检测,从而可靠地掌握微通道蒸发器的换热性能。具体可以测量以下性能参数:

1、其可以改变微通道蒸发器与风道的倾斜角度,加快冷凝水的排出。因此该微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台可以测试蒸发器倾斜角度与冷凝水排出量的关系;

需要说明的是,当风道内入口空气湿度增加时,微通道蒸发器表面的冷凝水增加,旋转角度调节手柄18,记录刻度盘上显示的旋转角度,从而调节微通道蒸发器与风道横截面的倾斜角,利用空气流速及凝水重力,将冷凝水从微通道蒸发器的扁管上面排出,冷凝水降落到接水盘13,然后通过接水盘13底部的排水管23流入水桶,水桶14至于电子秤15上,可随时间变化读取冷凝水的质量,得到微通道蒸发器的冷凝水的排水量与微通道蒸发器倾斜角度之间的变化规律。

2、可以测试蒸发器倾斜角度与蒸发器换热性能的关系;

还需要说明的是,当风道内入口的空气湿度增加时,微通道换热器表面的冷凝水增加,旋转角度调节手柄18,记录刻度盘上显示的旋转角度;通过微通道蒸发器8的进出口管道上安装的制冷剂温度和压力仪表(即温度传感器和第一压力传感器),得到进出口制冷剂的焓差,根据制冷剂进出口的焓值差,可计算微通道蒸发器的单位质量的换热量,再根据流量计4测量管内制冷剂质量流量,质量流量与焓差的乘积即为蒸发器总的换热量,由此可以得到微通道蒸发器倾斜角度与蒸发器换热量之间的变化规律。当微通道蒸发器改变倾斜角,使得倾斜角度增大,可以快速将凝水排出,提高空气侧换热,使得微通道蒸发器的换热量提高。

3、可以测试蒸发器冷凝水排出量与蒸发器换热性能提升之间的关系。

对于本发明,当风道内入口空气湿度增加时,微通道蒸发器表面的冷凝水增加,旋转角度调节手柄18,调节微通道换热器与风道横截面的倾斜角,利用空气流速及凝水重力将凝水从微通道蒸发器的扁管上面排出,凝水降落到接水盘13,然后通过接水盘底部的排水管23流入水桶,水桶14至于电子秤15上,可随时间变化测量微通道蒸发器排出的冷凝水的质量;通过微通道蒸发器8的进出口管道上安装的制冷剂温度和压力仪表(即温度传感器和第一压力传感器),得到进出口制冷剂的焓差,根据制冷剂进出口的焓值差可计算蒸发器的单位质量的换热量,再根据流量计4测量管内制冷剂质量流量,质量流量与焓差的乘积即为蒸发器的总的换热量,得到凝水排水量与蒸发器换热性能变化之间的规律。

还需要说明的是,目前,对于每种制冷剂,都具有对应的、现有公知的制冷剂热物性图表,在制冷剂热物性图表中,记录了每种类型制冷剂的温度值、压力值以及比焓值之间的对应关系(具体为一一对应关系)。因此,对于本发明,可以通过分别位于微通道蒸发器8进出口端的两个第一压力传感器201,分别测量获得微通道蒸发器8进出口端的制冷剂的压力值,并且可以通过分别位于微通道蒸发器8的进出口端上的两个温度传感器19,分别测量获得微通道蒸发器8进出口端的制冷剂温度值,因此,根据本发明所使用的制冷剂的具体类型,并根据该制冷剂在微通道蒸发器8进出口端的压力值以及温度值,可以直接从制冷剂热物性图表中可以查询获得微通道蒸发器8进出口端的制冷剂分别对应的比焓值(即单位质量制冷剂含有的热量值)h1和h2,接着,根据微通道蒸发器8换热量的计算公式,计算获得微通道蒸发器8的换热量。微通道蒸发器8的换热量q的具体公式如下:

q=m*(h2-h1);

其中,q表示换热量,m表示单位时间内流经微通道蒸发器8的制冷剂质量流量(具体为:通过质量流量计4可以测量获得单位时间内流经微通道蒸发器8的制冷剂进口所连接管路横截面的质量流量,即等于单位时间内流经微通道蒸发器8的制冷剂质量流量m),h1为微通道蒸发器8进口端制冷剂的比焓值,h2为微通道蒸发器8出口端制冷剂的比焓值。

综上所述,与现有技术相比较,本发明提供的一种微通道蒸发器的冷凝水排出性能测试实验台,其可以有效地对微通道蒸发器的冷凝水排出性能进行检测,从而可靠地掌握微通道蒸发器的换热性能,有利于广泛的推广应用,具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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