一种换热器测试系统的制作方法

1.本技术涉及换热器性能测试技术领域，尤其涉及一种换热器测试系统。


背景技术：

2.换热器测试系统通过模拟被测试换热器的工作环境，检测被测换热器工作时的性能，为新产品的研制、开发提供一定的分析基础。在进行换热器测试时，需要对换热器测试系统中制冷剂的过冷度进行精确调节，以确保测试结果准确，现有换热器测试系统中，过制冷剂的冷度是由系统中的制冷剂的量决定的，需要通过向系统充注不同量的制冷剂来调节系统中制冷剂的过冷度，但调节反馈存在延迟，难以实现精准快速的调节，且易使换热器测试系统中冷凝后的制冷剂存在带气现象，导致测量的制冷剂质量流量存在较大偏差，影响测试结果。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种换热器测试系统，以解决上述现有技术中换热器测试系统中调节过冷度不够精准快速，换热器测试系统中冷凝后的制冷剂易存在带气现象，影响测试结果的问题。
4.本技术提供了一种换热器测试系统，包括压缩机、第一换热器、过冷度调节装置、节流阀、待测换热器、第一支路、第二支路、供水装置以及控制阀组；所述压缩机、第一换热器、过冷度调节装置、节流阀以及待测换热器依次连接形成第一循环回路；所述压缩机、所述待测换热器、所述第一支路、所述过冷度调节装置、所述节流阀、所述第二支路以及所述第一换热器依次连接形成第二循环回路；所述供水装置用于向所述过冷度调节装置提供冷却水，以冷却流经所述过冷度调节装置的制冷剂，所述供水装置包括用于调节流入所述过冷度调节装置的冷却水量的第一水阀；所述控制阀组用于切换所述第一循环回路和所述第二循环回路的通断状态。
5.在一种可能的设计中，所述换热器测试系统还包括测量装置，所述测量装置设置于所述过冷度调节装置的流出端的管路上，用于测量所述过冷度调节装置流出的制冷剂的温度和压力。
6.在一种可能的设计中，所述第一换热器为板式换热器，所述板式换热器的其中一个换热流路与所述供水装置连通。
7.在一种可能的设计中，所述供水装置还包括用于调节流入所述第一换热器的冷却水量的第二水阀。
8.在一种可能的设计中，所述控制阀组包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一电磁阀设于所述第一换热器与所述过冷度调节装置之间，所述第二电磁阀设于所述节流阀与所述待测换热器之间，所述第三电磁阀设于所述第一支路上，所述第四电磁阀设于所述第二支路上；其中，所述第一支路一端连接在所述第一电磁阀与所述过冷度调节装置之间管路上，另一端连接在所述第二电磁阀与所述待测换热器之间的管
路上；所述第二支路一端连接在所述第一电磁阀与所述第一换热器之间的管路上，另一端连接在所述第二电磁阀与所述节流阀元件之间的管路上。
9.在一种可能的设计中，所述换热器测试系统还包括质量流量计，所述质量流量计设于所述第二支路与所述节流阀之间，用于测量流经所述节流阀之后的制冷剂的质量流量。
10.在一种可能的设计中，所述换热器测试系统还包括控制器，所述控制器用于根据所述测量装置测量的温度和压力以及所述质量流量计测量的质量流量控制所述第一水阀的开度。
11.在一种可能的设计中，所述控制阀组还包括四通换向阀，所述四通换向阀包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述压缩机出气侧连通，所述第二端口与所述压缩机的进气侧连通，所述第三端口与所述第一换热器连通，所述第四端口与所述待测换热器连通。
12.在一种可能的设计中，所述待测换热器的两端连接有过滤器，以对流入或流出所述待测换热器的制冷剂进行过滤。
13.在一种可能的设计中，所述待测换热器的两端连接有手动控制阀，以控制所述待测换热器两侧回路的通断。
14.本技术中，换热器测试系统通过增设过冷度调节装置和第一水阀来调节第一循环回路和第二循环回路中制冷剂的过冷度，具有结构简单、成本低、调节速度快且精准的优点，能够避免测试回路中制冷剂的过冷度过小，从而能够避免冷凝后的制冷剂中液态制冷剂中存在气液共存的现象，从而能够避免换热器测试系统测量结果不准确的风险，保证了经过过冷度调节装置后的制冷剂有足够的过冷度，完全处于液态，从而保证了换热器测试系统对待测换热器性能测量结果的准确性，同时，能够对蒸发前的制冷剂的过冷度进行精准快速的调节，使测试回路中蒸发前的制冷剂具有相同的过冷度，从而使蒸发前的制冷剂的温度相同，以保证测量数据和工况的快速稳定，便于工作人员对测试结果进行定量分析，提高了测试的效率和精度。
15.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
16.图1为本技术所提供换热器测试系统的结构示意图，图中示出第一循环回路；
17.图2为本技术所提供换热器测试系统的结构示意图，图中示出第二循环回路。
18.附图标记：
19.1-第一换热器；
20.2-待测换热器；
21.3-过冷度调节装置；
22.4-供水装置；
23.41-第一水阀；
24.42-第二水阀；
25.5-质量流量计；
26.6-测量装置；
27.7-节流阀；
28.8-压缩机；
29.9-四通换向阀；
30.91-第一端口；
31.92-第二端口；
32.93-第三端口；
33.94-第四端口；
34.10-过滤器；
35.11-手动控制阀；
36.12-第一电磁阀；
37.13-第二电磁阀；
38.14-第三电磁阀；
39.15-第四电磁阀；
40.16-第一支路；
41.17-第二支路。
42.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
具体实施方式
43.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
44.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
45.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
46.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
47.需要注意的是，本技术实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
48.本技术提供了一种换热器测试系统，如图1和图2所示，包括压缩机8、第一换热器1、过冷度调节装置3、节流阀7、待测换热器2、第一支路16、第二支路17、供水装置4以及控制阀组；如图1所示，压缩机8、第一换热器1、过冷度调节装置3、节流阀7以及待测换热器2依次连接形成第一循环回路；如图2所示，压缩机8、待测换热器2、第一支路16、过冷度调节装置
3、节流阀7、第二支路17以及第一换热器1依次连接形成第二循环回路；其中，供水装置4用于向过冷度调节装置3提供冷却水，以冷却流经过冷度调节装置3的制冷剂，供水装置4包括用于调节流入过冷度调节装置3的冷却水量的第一水阀41；控制阀组用于切换第一循环回路和第二循环回路的通断状态。
49.本实施例中，在换热器测试系统的测试过程中，如图1所示，当待测换热器2具有蒸发作用时，控制阀组连通第一循环回路，制冷剂经压缩机8压缩后压力和温度增高，使制冷剂更易被冷凝，高温高压的制冷剂经第一换热器1冷凝后能够进入过冷度调节装置3，再流入节流阀7，制冷剂经节流阀7节流后压力降低，从而使制冷剂的沸点降低，以使制冷剂更易被蒸发后，低温低压制冷剂进入待测换热器2被蒸发，蒸发后的制冷剂流入压缩机8进行下一个循环，从而使该测试系统能够测试待测换热器2的蒸发性能。如图2所示，当待测换热器2具有冷凝作用时，控制阀组连通第二循环回路，经压缩机8压缩后的高温好呀的制冷剂流入待测换热器2，被待测换热器2冷凝后，制冷剂流过第一支路16进入过冷度调节装置3中，再流入节流阀7，经节流阀7节流后压力降低的制冷剂流过第二支路17，以使低温的抵压的制冷剂流入第一换热器1被蒸发，蒸发后的制冷剂流入压缩机8进行下一个循环，从而使该测试系统能够测试待测换热器2的冷凝性能。其中，经第一蒸发器1或经待测换热器2冷凝后的制冷剂，均能进入到制冷剂调节装置3，制冷剂调节装置3能够根据换热器测试系统对测试回路中制冷剂的过冷度需求，通过调节第一水阀41的开度，能够控制供水装置4流入过冷度调节装置3内的冷水流量，调节测试回路中制冷剂的换热能力，从而能够快速精准的调节测试回路中制冷剂的过冷度。
50.因此，本技术中的换热器测试系统通过增设过冷度调节装置3和第一水阀41来调节第一循环回路和第二循环回路中制冷剂的过冷度，具有结构简单、成本低、调节速度快且精准的优点，能够避免测试回路中制冷剂的过冷度过小，从而能够避免冷凝后的制冷剂中存在气液共存的现象，从而能够避免换热器测试系统测量结果不准确的风险，保证了经过冷度调节装置3后的制冷剂有足够的过冷度，完全处于液态，从而保证换热器测试系统对待测换热器2的性能测量结果的准确性，同时，能够对蒸发前的制冷剂的过冷度进行精准快速的调节，使测试回路中蒸发前的制冷剂具有相同的过冷度，从而使蒸发前的制冷剂的温度相同，以保证测量数据和工况的快速稳定，便于工作人员对测试结果进行定量分析，提高了测试的效率和精度。
51.其中，换热器测试系统中的各部件可以通过管道连通，且待测换热器可以为蒸发器或冷凝器。
52.另外，调节第一水阀41的开度，能够控制供水装置4流入过冷度调节装置3内的冷水流量，第一水阀41的开度增大，供水装置4流入过冷度调节装置3的冷水流量增大，能够增强过冷度调节装置3内制冷剂的换热能力，从而能够实现增大制冷剂的过冷度；第一水阀41的开度减小，供水装置4流入过冷度调节装置3的冷水流量减小，能够减弱过冷度调节装置3内制冷剂的换热能力，从而能够实现减小制冷剂的过冷度。其中，供水装置4中的冷却介质可以是冷却水，也可以是其他的换热介质，在此不做限制。
53.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，述换热器测试系统还包括测量装置6，测量装置6设置于过冷度调节装置3流出端的管路上，用于测量过冷度调节装置3流出的制冷剂的温度和压力。
54.本实施例中，测量装置6与过冷度调节装置3的流出端连接，能够测量经过冷度调节装置3调节后的制冷剂的温度和压力，通过测量的温度和压力能够计算出调节后的制冷剂的过冷度，以使工作人员能够判断该过冷度是否满足测试需求。若满足测试需求，则保持当前的第一水阀41开度，使制冷剂在当前工况的换热器测试系统的测试回路中循环流动，进行换热器测试；若不满足，则使工作人员能够根据该结果调节第一水阀41的开度，以实现对测试回路中制冷剂过冷度的精确调节，以满足测量需求，该测量装置6简单、可靠，便于工作人员观察和调节测试回路中的制冷剂的过冷度，进一步提高了测试效率和精度。
55.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，第一换热器1为板式换热器，板式换热器的其中一个换热流路与供水装置4连通。
56.本实施例中，第一换热器1为板式换热器，能够根据换热器测试系统中的待测换热器2的功能不同调节自身的功能。当待测换热器2为能够将测试回路中的制冷剂加热变为气态的蒸发器时，供水装置4中的冷却水能够流入第一换热器1，使第一换热器具有冷凝功能，从而使第一换热器1能够将待测换热器2蒸发后的制冷剂进行冷凝，使冷凝后的制冷剂能够再次流入待测换热器2被蒸发，以使换热器测试系统能够在如图1所示的第一循环回路进行多次测试循环，以对待测换热器2的蒸发性能进行测试；当被测换热器2为能够将测试回路中的制冷剂冷却变为液态的冷凝器时，减少供水装置4中冷却水流入第一换热器1的水量，使大量热水流入第一换热器1，第一换热器1具有蒸发功能，从而使第一换热器1能够将待测换热器2冷凝后的制冷剂进行蒸发，使蒸发后的制冷剂能够再次流入待测换热器2被冷凝，以使换热器测试系统能够在如图2所示的第二循环回路中进行多次测试循环，以对待测换热器2的冷凝性能进行测试。因此，当第一换热器1为板式换热器时，能够便于调节其功能，从而能够满足换热器测试系统的测试需求，保证换热器测试系统能够进入测试循环，使换热器测试系统能够一次性获取多组待测换热器2流入端和流出端的焓值，从而使工作人员能够对待测换热器2的换热性能进行精准的分析，无需多次搭建换热平台，简化了换热器测量系统的操作步骤，提高了测量分析效率。
57.具体地，图1和图2所示，供水装置4还包括用于调节流入第一换热器1的冷却水量的第二水阀42。
58.本实施例中，当调节第二水阀42向第一换热器1通入大量冷却水时，第一换热器1内的温度能够大幅度温度降低，以使气态的制冷剂进入第一换热器1中后遇冷凝结为液态的制冷剂，具有冷凝作用，可作为冷凝器；当调节第二水阀42向第一换热器1通入的冷却水减少时，流入第一换热器1的热水增多，第一换热器1内的温度升高，以使液态的制冷剂进入第一换热器1中后遇热被蒸发为气态的制冷剂，具有蒸发作用，可作为蒸发器。因此，该结构的设计能够使第一换热器1在冷凝器和蒸发器之间进行切换，以满足换热器测试系统的测试需求，且结构简单、成本低，调节速度快，便于工作人员的操作和维护，使工作人员无需更换第一换热器1就能够蒸发测试或冷凝测试，简化了换热器测试系统的操作步骤，提高了测试效率。
59.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，控制阀组包括第一电磁阀12、第二电磁阀13、第三电磁阀14和第四电磁阀15；第一电磁阀12设于第一换热器1与过冷度调节装置3之间，第二电磁阀13设于节流阀7与待测换热器2之间，第三电磁阀14设于第一支路16上，第四电磁阀15设于第二支路17上；其中，第一支路16一端连接在第一电磁阀12与过冷度调节装
置3之间管路上，另一端连接在第二电磁阀13与待测换热器2之间的管路上；第二支路17一端连接在第一电磁阀12与第一换热器1之间的管路上，另一端连接在第二电磁阀13与节流阀7之间的管路上。
60.当待测换热器2为蒸发器时，第一电磁阀12和第二电磁阀13开通，第三电磁阀14和第四电磁阀15关闭，第一循环回路连通，过冷度调节装置3的流入端与第一电磁阀12相连，过冷度调节装置3的流出端与第二电磁阀13相连。当待测换热器2为冷凝器时，第三电磁阀14和第四电磁阀15开通，第一电磁阀12和第二电磁阀13关闭，第二循环回路连通，过冷度调节装置3的流入端与第三电磁阀14相连，过冷度调节装置3的流出端和第四电磁阀15相连。
61.本实施例中，如图1所示，当待测换热器2为蒸发器时，调节第二水阀42向第一换热器1通入冷水，使第一换热器1切换为冷凝器，此时第一电磁阀12和第二电磁阀13开通，第三电磁阀14和第四电磁阀15关闭，经第一换热器1冷凝后的制冷剂通过第一电磁阀12后，能够流入过冷度调节装置3，经过冷度调节装置3调节过冷度后，再通过第二电磁阀13，流入待测换热器2进行蒸发，然后使蒸发后的制冷剂从待测换热器2的流入第一换热器1中进行冷凝，形成第一循环回路。
62.如图2所示，当待测换热器2为冷凝器时，调节第二水阀42向第一换热器1通入冷却水减少，使第一换热器1流入的热水增多，第一换热器1切换为蒸发器，此时第三电磁阀14和第四电磁阀15开通，第一电磁阀12和第二电磁阀13关闭，经待测换热器1冷凝后的制冷剂通过第三电磁阀14流入第一支路16后，能够流入过冷度调节装置3，经过冷度调节装置3调节过冷度后，再通过第二支路17，流入第一换热器1进行蒸发，然后使蒸发后的制冷剂从第一换热器1的流入待测换热器2中进行冷凝，形成第二循环回路。
63.因此，该结构的设计能够改变换热器测试系统中的测试回路的连通关系，便于对待测换热器2进行蒸发或冷凝测试，且结构简单、成本低，易于操作和维修，通过控制第一电磁阀12、第二电磁阀13、第三电磁阀14和第四电磁阀15的开通和关闭，保证了冷凝后的制冷剂能够通过过冷度调节装置3进行过冷度调节，进一步保证了冷凝剂冷凝完全处于液态，提高了换热器测试系统测量的准确性，且进一步保证了测试回路中蒸发前的制冷剂具有相同的过冷度，提高了测试精度。
64.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，换热器测试系统还包括质量流量计5，质量流量计5设于第二支路17与节流阀7之间，用于测量流经节流阀7之后的制冷剂的质量流量。
65.本实施例中，质量流量计5是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，能够测量换热器测试系统中制冷剂的质量流量，用于计算制冷剂的焓值，从而能够使换热器测试系统能够测量待测换热器2的换热性能，且质量流量计5设置于第二支路17于节流阀7之间，能够保证质量流量计5所测量的制冷剂都能够经过冷度调节装置3进行调节过冷度，从而能够保证质量流量计5测量的制冷剂冷凝完全，提高质量流量计5测量的制冷剂的质量流量的准性，从而提高换热器测试系统的测量精度。
66.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，换热器测试系统还包括控制器，控制器用于根据测量装置6测量的温度和压力以及质量流量计5测量的质量流量控制第一水阀41的开度。
67.本实施例中，控制器可根据测量装置6测量的温度和压力以及质量流量计5测量的
质量流量判断换热器测试系统中的制冷剂的过冷度是否符合实验需求，从而能够判断出制冷剂是否冷凝完全，从而能够根据数值调节第一水阀41的开度，调节冷却水流入过冷度调节装置3的水量，从而能够调节制冷剂的过冷度，使制冷剂冷凝完全，该控制器提高了换热气测试系统中制冷剂过冷度的可控性，提高了换热器测试系统的测试效率。
68.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，控制阀组还包括四通换向阀9，四通换向阀9包括第一端口91、第二端口92、第三端口93和第四端口94，第一端口91与压缩机8出气侧连通，第二端口92与压缩机8的进气侧连通，第三端口93与第一换热器1连通，第四端口94与待测换热器2连通。
69.本实施例中，如图1所示，待测换热器2为蒸发器，第一换热器1切换为冷凝器，此时控制四通换向阀9中的第一端口91与第三端口93连通，第四端口94与第二端口92连通，能够使经待测换热器2蒸发的制冷剂通过第四端口94流入四通换向阀9，再通过第二端口92流出，进入压缩机8压缩后，从第一端口91流入四通换向阀9，再通过第三端口93流出，进入第一换热器1进行冷凝，使得第一循环回路连通；如图2所示，待测换热器2为冷凝器，第一换热器1切换为蒸发器，此时控制四通换向阀9的第一端口91与第四端口94连通，第三端口93与第二端口92连通，能够使经第一换热器1蒸发的制冷剂通过第三端口93流入四通换向阀9，再通过第二端口92流出，进入压缩机8压缩后，从第一端口91流入四通换向阀9，再通过第四端口94流出，进入待测换热器2进行冷凝，使得第二循环回路连通。因此，四通换向阀9通过改变制冷剂的流动通道，能够改变制冷剂流向，从而转换换热器测试系统的连通回路，且结构简单，易于操作，能够降低换热器测试系统测试回路的结构复杂性，降低换热器测试系统的成本。
70.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，待测换热器2的两端连接有过滤器10，以对流入或流出待测换热器2的制冷剂进行过滤。
71.本实施例中，待测换热器2两端的过滤器10能够过滤掉制冷剂在测试回路中循环时携带的杂质，保证流入被测的待测换热器2的制冷剂清洁，避免杂质随制冷剂进入待测换热器2影响测试结果，提高换热器测试系统的测试精度，同时也能降低测试回路中杂质堆积，防止测试回路堵塞，提高换热器测试系统的稳定性。
72.在一种具体实施例中，如图1和图2所示，待测换热器2的两端连接有手动控制阀11，以控制待测换热器2两侧回路的通断。
73.本实施例中，待测换热器2的两端的手动控制阀11能够阻截待测换热器2两端的制冷剂的流通，且手动控制阀11结构简单，不易损坏，且便于拆卸，能够便于管道的拆装，从而方便更换待测换热器2，提高了换热器测试系统的测试效率，另外，也可以在电磁阀的位置并联手动控制阀11，能够避免电磁阀故障时测试回路无法导通的风险，提高换热器测试系统的稳定性。
74.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。