一种蒸发器冻结测试方法与流程

本发明涉及制冷设备领域，尤其涉及一种蒸发器冻结测试方法。

背景技术：

1、蒸发器冻结试验的原理是，被试蒸发器内的制冷剂侧蒸发温度一般设置为0摄氏度左右，被试蒸发器水侧的水比制冷剂侧温度高，用于和被试蒸发器制冷剂侧0度的制冷剂换热，水侧的水温度降低为接近制冷剂侧温度。在被试蒸发器水侧进行大水流量时，由于被试蒸发器内水流速非常快，即使制冷剂侧的蒸发温度是0度，被试蒸发器的水侧内也不会有冰形成。当被试蒸发器水侧水流量不断降低时，水流速也会变慢，这时蒸发器制冷剂侧的蒸发温度还是0度，当水流量低至一定值时，被试蒸发器水侧的水就会先形成微小颗粒的冰晶，随即冰晶的出现会逐渐堵塞被试蒸发器水侧的通道，造成水流速进一步降低，被试蒸发器的换热效果降低，后续加剧冰晶形成的速度。连锁效应就是，有更多被试蒸发器水侧的水速度迅速降低，并结冰。由于同等质量下，冰的体积更大，所以对于流道非常细小的被试蒸发器而言，结冰的水就会把被试蒸发器的水侧流道涨破，进而压力较高的制冷剂侧液体迅速流入水侧通道，并有部分水和制冷剂的混合物流入到被试蒸发器在系统应用中的下一部件：压缩机。

2、由于压缩机对含水量非常敏感，有水分混入制冷剂管路进入压缩机后，压缩机会因为冰堵而出现爆缸，因为制冷剂和冷冻油的变质而出现拉缸，这种酸化的制冷剂和冷冻油的混合器还会随着系统进入制冷系统的其他部件，最终导致制冷系统的全部部件损坏，很难清洗干净，造成不可挽回的损失。

3、综上，由于难以避免系统水流量的异常变小，难以避免人为操作的失误。所以对水用蒸发器而言，找到这个水侧刚开始结冰时的水流量值，就非常重要。冻结试验台就能够模拟蒸发器的这种工况，完成测试结冰临界水量值的工作。

4、传统试验中，如果想得到被试蒸发器的冻结点时，通常配置一套完整的制冷系统，通过蒸发器的换热量去匹配压缩机和冷凝器及其他阀件和部件，然后逐步改变水侧的流量，当换热器内的流速越来越低时，蒸发器内会在某个时间点结冰，然后因为水侧阻力变大，水流量会逐渐变小，这时蒸发器出口的制冷剂过热度会迅速降低，压缩机吸入制冷剂时，压缩机就会有液击声。进而记录蒸发器此时的水流量和蒸发温度。随着结冰情况变严重，压缩机的液击加剧。此时可以关停压缩机，如果关停不及时，会造成压缩机爆缸。即使多次液击后及时关停了压缩机，也都会对压缩机的轴套，压缩腔体等造成冲击，形成硬伤。而板式换热器蒸发器内的冰会造成蒸发器破裂，水和制冷剂混合后，被压缩机吸入，压缩机会瞬间烧毁，整个系统的换热器和其他部件，管路等都会被污染。所以之前的试验装置类似于破坏性试验，找到蒸发器的冻结点，也意味着试验装置会被破坏，装置需要重新配置。这对成本是种极大的浪费。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中蒸发器冻结测试过程中压缩机等部件报废率高的缺陷，本发明提出了一种蒸发器冻结测试方法。

2、本发明的目的之一提供了一种蒸发器辅助模块，在蒸发器冻结测试过程中，实现了蒸发器输出介质到压缩机输入介质的状态隔离，从而保证压缩机的工作安全。

3、一种蒸发器辅助模块，包括：蒸发器输入口连接支路、蒸发器输出口连接支路、冷凝器连接支路、分流支路、第一阀门、第二阀门和加热器；

4、冷凝器连接支路的第一端用于连接冷凝器的输出端，蒸发器输入口连接支路的第一端用于连接蒸发器的输入端；分流支路的第一端分别连接冷凝器连接支路的第二端和蒸发器输入口连接支路的第二端，分流支路的第二端连接加热器的输入端；所述分流支路上设有第一调节阀；

5、蒸发器输出口连接支路的第一端用于连接蒸发器的输出端；第一阀门的两端分别连接蒸发器输出口连接支路的第二端和加热器的输入端；第二阀门的两端分别连接蒸发器输出口连接支路的第二端和加热器的输出端。

6、优选的，所述蒸发器输入口连接支路上设有第一温度传感器和第一压力传感器，所述蒸发器输出口连接支路上设有第二温度传感器和第二压力传感器。

7、优选的，所述蒸发器输入口连接支路上还设有第二调节阀，第一温度传感器和第一压力传感器位于所述第二调节阀朝向所述蒸发器输入口连接支路第一端的一侧。

8、优选的，所述蒸发器输入口连接支路上位于其第二端和第二调节阀之间还设有第三温度传感器和第三压力传感器。

9、优选的，所述分流支路上还设有第三阀门，所述蒸发器输入口连接支路上还设有第四阀门。

10、本发明的目的之二提供了一种蒸发器冻结测试试验台，实现了蒸发器冻结测试的高效、安全。

11、一种蒸发器冻结测试试验台，包括：冷凝器、汽液分离器、压缩机、热气旁通阀和所述的蒸发器辅助模块；

12、压缩机的输出端连接冷凝器的输入端；冷凝器的输出端连接冷凝器连接支路的第一端；

13、加热器的输出端连接汽液分离器的输入端，汽液分离器的输出端用于连接压缩机的输入端；热气旁通阀的两端分别连接加热器的输出端和压缩机的输出端。

14、优选的，所述压缩机采用开启式压缩机。

15、优选的，还包括蒸发器水箱，蒸发器水箱内设有搅拌装置，搅拌装置连接压缩机的原动力装置以获取驱动力。

16、优选的，所述压缩机的输出端设置有第四压力传感器，所述压缩机的输入端设置有第五温度传感器和第五压力传感器。

17、优选的，还包括控制模块和设置在冷凝器连接支路上的第四温度传感器；

18、所述蒸发器冻结测试试验台设有两种工作状态；

19、第一工作状态下，分流支路畅通，第一阀门截止，加热器工作；冷凝器输出的低温高压介质流经冷凝器连接支路后分成了两路，第一路介质流经蒸发器输入口连接支路、蒸发器、蒸发器输出口连接支路和第二阀门；第二路介质流经分流支路和加热器后与流经第二阀门的第一路介质混合后进入汽液分离器；

20、第二工作状态下，分流支路畅通，第一阀门畅通，第二阀门截止，加热器工作；冷凝器输出的低温高压介质流经冷凝器连接支路后分成两路，第一路介质流经蒸发器输入口连接支路、蒸发器、蒸发器输出口连接支路和第一阀门；第二路介质流经分流支路后与流经第一阀门的第一路介质混合后进入，混合介质经加热器加热后流入汽液分离器；

21、控制模块分别连接第二温度传感器、第二压力传感器、第四温度传感器、第一阀门、第二阀门、第一调节阀、第二调节阀和加热器，控制模块用于根据第二温度传感器、第二压力传感器和第四温度传感器的检测值调节第一阀门、第二阀门、第一调节阀、第二调节阀和加热器工作状态，以切换第一工作状态和第二工作状态。

22、本发明的优点在于：

23、(1)本发明提出的一种蒸发器辅助模块，在蒸发器输出方向上设置加热器，通过加热器可对蒸发器输出的介质进一步加热，使得蒸发器换热效率低时，蒸发器输出的介质中可能包含的液态制冷剂可通过加热器进一步加热，保证制冷剂的充分汽化，从而避免压缩机出现液击现象。

24、(2)该蒸发器辅助模块设有第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态下可通过加热器对分流后的第二路介质进行加热，从而弥补介质过热度不足的介质的热量，避免压缩机发生液击现象；第二工作状态下，可通过分流支路分流出的低温高压介质对在冻结点附近运行时的蒸发器输出的低过热介质即带液制冷剂进行热量中和，然后再通过加热器加热介质，从而避免蒸发器输出的高温低压介质在低过热甚至带液状态下进入压缩机的不利影响，使得蒸发器即使长时间持续第二工作状态也不影响系统的正常运行。第二工作状态下，通过分流支路的开度控制，从而可灵活调整进入蒸发器的介质流量，以便对蒸发器进行精确测试。

25、(3)该蒸发器辅助模块通过第一工作状态和第二工作状态的切换，可满足各种蒸发器的测试需求，并在蒸发器冻结测试过程中，实现了蒸发器输出介质到压缩机输入介质的状态隔离，从而保证压缩机的工作安全。

26、(4)本发明中，将蒸发器冻结测试试验台中大部分的管路和器件集成在蒸发器辅助模块上，在蒸发器冻结测试时，只需要将汽液分离器、压缩机、冷凝器接入所述蒸发器辅助模块，便可构成上述的蒸发器冻结测试试验台，方便快捷，适用性广。

27、(5)本发明还提出了一种蒸发器冻结测试试验台，采用上述的蒸发器辅助模块，可在测试过程中实现蒸发器输出介质到压缩机输入介质的状态隔离，从而保证压缩机的工作安全。

28、(6)本发明中设置了蒸发器水箱，以便将蒸发器放置与蒸发器水箱中，提高蒸发器换热效率。蒸发器水箱中的搅拌装置用于提高蒸发器水箱内换热效率，搅拌装置通过压缩机的原动力装置驱动，从而不再需要额外加入搅拌装置的动力原件，能够大大并起到节能减排的作用。

29、(7)本发明中，设置了控制模块，可通过控制模块实现介质状态的实时监测和试验台的工作状态的切换，有利于实现蒸发器冻结测试的高效便捷。

30、(8)本发明中，采用开启式压缩机，进一步避免了压缩机受到液击伤害的可能。

31、(9)本发明中，通过开启式压缩机的原动力装置驱动搅拌装置搅拌蒸发器水箱，提高了动力利用效率，简化了该蒸发器冻结测试试验台的搭建成本，且有利于提高蒸发器的蒸发效率，提高对介质的换热效果。