一种开式空气源热泵干燥机组性能测试装置及其测试方法与流程

1.本发明属于设备性能测试技术领域，具体涉及一种开式空气源热泵干燥机组性能测试装置及其测试方法。


背景技术：

2.开式空气源热泵干燥机组简称开式干燥机组，开式干燥机组的作用是通过空气源热泵加热空气，用以提供热风进行加热排湿的干燥设备的热源主机。广泛应用于木材、谷物、食品、制药、陶瓷、水产、纺织、化工造纸、茶叶、污泥处理等行业，在空气的热湿处理过程中起到了重要作用，其供热量、除湿效率等性能参数的高低对物料的品质好坏会产生直接影响。
3.开式干燥机组按出风干球温度分为高温型和中温型，干燥机组出厂前需要进行产品性能测试或实施第三方检测，但目前市面上并没有开式干燥机组性能测试装置，nb/t 10156-2019《空气源热泵干燥机组通用技术规范》中规定开式干燥机组的性能试验方法按gb/t 17758-2010《单元式空气调节机》附录a的焓差试验装置进行测试，从开式干燥机组的工作运行模式来看，开式干燥机组采用环路式空气焓差法测试其性能更加科学、合理。但目前国内干燥机组的生产制造企业和检测机构的焓差试验室多以风洞式为主。高温型开式干燥机组的出风温度高达70℃以上，中温型开式干燥机组出风温度高达55℃以上，相应的回风温度也较高，在一些特殊行业，甚至要求更高的出风温度，由于常规风洞焓差试验室高温环境难以实现，且高温环境会给检验检测设备带来火灾等安全隐患；另一方面试验室高温环境极易损害检验检测人员的健康。因此，亟待解决。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种开式空气源热泵干燥机组性能测试装置及其测试方法，该装置不仅结构简单，而且在满足开式干燥机组性能测试的同时，又能保证测试环境的安全性。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
6.一种开式空气源热泵干燥机组性能测试装置及其测试方法，其特征在于，包括待测干燥机组；所述待测干燥机组放置在焓差实验室内；还包括为待测干燥机组提供实验温度场的进风加热组件，以及对待测干燥机组的出风进行降温的出风冷却组件；所述进风加热组件连通焓差实验室外侧的通风管与待测干燥机组的进风口；所述出风冷却组件连通待测干燥机组的出风口与焓差实验室内的风洞；所述风洞中装有引风机。
7.优选的，所述进风加热组件包括加热均流箱；所述加热均流箱安装在焓差实验室内，一端与焓差实验室外的通风管连接，另一端与待测干燥机组的进风口连接，且加热均流箱与通风管的连接处设置有第一温度传感器，加热均流箱与待测干燥机组的进风口连接处设置有第二温度传感器；所述第一温度传感器与第二温度传感器之间设置有电加热网；所述电加热网对流经加热均流箱的气流进行加热。
8.优选的，所述出风冷却组件包括水平布置的降温均流箱；所述降温均流箱的一端与待测干燥机组的出风口连通，另一端与风洞连通，且降温均流箱与待测干燥机组的出风口的连接处设置有第三温度传感器；所述降温均流箱与风洞的连接处设有冷却水盘管；所述冷却水盘管依据第三温度传感器的温度值对对流经降温均流箱的空气进行降温。
9.优选的，还包括隔热风管；所述隔热风管设置在降温均流箱与待测干燥机组的出风口连接处，一端与待测干燥机组的出风口连通，另一端与降温均流箱连通，将待测干燥机组出风口中的热风导入降温均流箱中。
10.优选的，还包括第一均流网；所述第一均流网安装在加热均流箱中，且位于电加热网与第二温度传感器之间，将加热均流箱中加热后的热风均匀导入待测干燥机组的进风口中。
11.优选的，还包括第二均流网；所述第二均流网安装在降温均流箱中，并位于第三温度传感器与待测干燥机组的出风口之间，将待测干燥机组的出风口处的热风均匀导向冷却水盘管。
12.优选的，还包括恒温水箱；所述恒温水箱与冷却水盘管的出水口连通，且恒温水箱中布置有功率可调节的输水泵；所述输水泵与冷却水盘管的进水口连通，将恒温水箱中的水输送至冷却水盘管中。
13.优选的，还包括干湿球温度传感器；所述干湿球温度传感器安装在焓差实验室内，监测焓差实验室内的温度。
14.优选的，还包括计算机；所述计算机与电加热网、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、输水泵、待测干燥机组、引风机，以及干湿球温度传感器均电连接。
15.优选的，所述具体操作步骤如下：
16.s1：将待测干燥机组安装到焓差实验室内，待测干燥机组的进风口与加热均流箱连通，出风口与隔热风管连通，并将待测干燥机组与计算机进行电连接；
17.s2：在计算机上设定待测干燥机组需要测量参数的标准值，同时计算机启动风洞内的引风机、待测干燥机组；
18.计算机根据第一温度传感器以及第二温度传感器测试的数据与标准值比较分析，然后调节电加热网对加热均流箱中的空气进行加热，使得加热均流箱中的温度场以及待测干燥机组出风口处的出风的温度达到标准要求，
19.计算机依据第三温度传感器测试的数值对恒温水箱的温度进行调节，同时控制输水泵向冷却水盘管输入恒温水箱中的冷却水，实现待测干燥机组出风温度的降低；
20.s3：计算机控制引风机的运行功率，使沿气流方向的风量和静压处于稳定状态，保证待测干燥机组进风口处的第二温度传感器测试数值，以及待测干燥机组出风处第三温度传感器测试的数值均处于稳定状态；
21.s4：待各项要求参数处于稳定状态持续15min以上时，计算机采集35min内所有测试周期的测试数据，由35min所有数据取平均值计算待测干燥机组(10)的性能参数：
22.风洞焓差法制热量计算公式如下：
[0023][0024]
上式中：q为待测干燥机组的制热量(kw)，ρ为流经待测干燥机组内空气的平均密
度(kg/m3)，d为流经待测干燥机组内空气的含湿量(kg/kg干空气)。l为流经待测干燥机组中的风量(m3/s)，c
pa
为流经待测干燥机组内空气的平均定压比热(kj/(kg
·
℃))，t1和t2分别为待测干燥机组进、出风口第二温度传感器和第三温度传感器的空气温度(℃)。
[0025]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0026]
(1)本发明通过在风洞焓差试验室内设置加热均流箱，将加热均流箱的一端与焓差实验室外的通风管连接，另一端与待测干燥机组的进风口连接，并在加热均流箱与通风管的连接处设置有第一温度传感器，在加热均流箱与待测干燥机组的进风口连接处设置有第二温度传感器；在第一温度传感器与第二温度传感器之间设置有电加热网。当待测干燥机组进行性能测试所需要的温度场较高时，通过第一温度传感器将焓差实验室外的通风管内进风的温度传递至控制器终端，控制终端通过设定的标准值，开启电加热网对流经加热均流箱的气流进行加热，直至第二温度传感器测得加热均流箱内的温度场满足标准测试的温度。通过这样的设置，不仅使得操作人员能够对待测干燥机组性能测试的温度场实现精准把控，而且使得待测干燥机组在焓差实验室内所需的温度场能与焓差实验室的温度场隔离开，从而保证了焓差实验室内温度场始终处于常温状态，确保焓差实验室内的仪器与操作人员不受待测干燥机组性能测试所需高温温度场的影响，在提升了实验效率的同时，也提升了安全性。
[0027]
(2)本发明通过在焓差实验室内设置降温均流箱；将降温均流箱的一端与待测干燥机组的出风口连通，另一端与风洞连通，且降温均流箱与待测干燥机组的出风口的连接处设置有第三温度传感器；并在降温均流箱与风洞的连接处设置冷却水盘管。当第三温度传感器将待测干燥机组的出风口处的出风温度传递给控制终端时，控制终端依据温度值控制冷却水盘管中的水流速度，从而实现以较快的速度将降温均流箱中的气流温度降低。通过这样的设置，有效降低进入风洞的气流温度，使得由降温均流箱进入焓差实验室的风洞中的气流的温度处于安全范围内，不会对焓差实验室内的温度场产生影响，实现了在常规风洞焓差试验室实现高温型、中温型开式干燥机组的性能测试，在降低了实验成本的同时，也保证了高温型、中温型开式干燥机组性能测试的安全性。
[0028]
(3)本发明通过在加热均流箱内设置第一均流网，使得加热均流箱内气流能够均匀的导入待测干燥机组的进风口中，从而保证了待测待测干燥机组性能测试所需要的温度场的稳定性，提升了干燥机组性能测试最终结果的准确性。
[0029]
(4)本发明通过降温均流箱中设置第二均流网，且第二均流网位于第三温度传感器与待测干燥机组的出风口之间，使得待测干燥机组的出风口处的出风能够均匀导向冷却水盘管，使得气流的温度能够迅速被冷却水盘管降低，提升了降温效率。
[0030]
(5)本发明通过设置恒温水箱，恒温水箱与冷却水盘管的出水口连通，且恒温水箱中布置有功率可调节的输水泵，输水泵与冷却水盘管的进水口连通。通过这样的设置使得冷却水盘管中的水流始终处于较低温度，而且也实现了水流循环使用，同时由于输水泵的功率可调节，从而实现了冷却水盘管降温效果可控，提升了冷却水盘管降温效果。
[0031]
(6)本发明通过在在降温均流箱与待测干燥机组的出风口连接处设置隔热风管，由于隔热风管具有良好的隔热效果，使得待测干燥机组的出风口处的出风在输送至降温均流箱的过程中不会产生热传导，从而降低了待测干燥机组的出风口处的出风对焓差实验室内温度场的影响，提升了焓差实验室内温度场的安全性。
[0032]
(7)本发明通过在焓差实验室内设置监测焓差实验室内温度的干湿球温度传感器，从而使得焓差实验室内的温度场随时可以查看，提升了焓差实验室内的操作人员和仪器工作的安全性。
[0033]
(8)本发明通过设置计算机；并使得计算机与电加热网、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、输水泵、待测干燥机组、引风机，以及干湿球温度传感器均电连接。通过这样的设置无需对风洞焓差试验室进行改造，而各个传感器采集测量待测干燥机组的技术参数均通过通讯传输到设有开式干燥机组性能测试程序的计算机上，计算机自动完成检测和数据处理，为待测干燥机组性能测试的改进提供数据支撑的同时，也提升了待测干燥机组性能测试实验结果的准确性与高效性。
[0034]
(9)本发明设计的装置结构简单，容易安装，操作方便，只需将加热均流箱和降温均流箱通过隔热风管与待测干燥机组连接即可自动测量待测干燥机组的性能参数，提升了实验效率。
附图说明
[0035]
图1为本发明的结构示意图；
[0036]
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
[0037]
10-待测干燥机组
ꢀꢀ
20-焓差实验室
ꢀꢀ
21-干湿球温度传感器
[0038]
31-通风管
ꢀꢀ
311-第一温度传感器
ꢀꢀꢀ
32-隔热风管
[0039]
40-加热均流箱
[0040]
41-电加热网
ꢀꢀ
42-第一均流网
ꢀꢀ
43-第二温度传感器
[0041]
50-降温均流箱
ꢀꢀ
51-第二均流网
ꢀꢀ
52-第三温度传感器
[0042]
53-冷却水盘管
ꢀꢀ
60-风洞
具体实施方式
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
实施例1
[0045]
如图1所示的一种开式空气源热泵干燥机组性能测试装置，其特征在于，包括安装在焓差实验室20内的待测干燥机组10。待测干燥机组10的进风口通过进风加热组件与焓差实验室20外的通风管31连通；待测干燥机组10的出风口通过出风冷却组件与焓差实验室20内的风洞60连通，在风洞60中装有引风机。当风洞60中装有引风机开启，气流沿通风管31进入进风加热组件，进风加热组件将气流的温度加热至待测干燥机组10性能测试所需的实验温度场的温度；而待测干燥机组10的出风口处出风的温度被出风冷却组件进行降温后进入风洞60中。
[0046]
进风加热组件由加热均流箱40、第一温度传感器311、第一均流网42、第二温度传感器43和电加热网41组成；加热均流箱40安装在焓差实验室20内，一端与焓差实验室20外的通风管31连接，另一端与待测干燥机组10的进风口连接。而第一温度传感器311设置在加
热均流箱40与通风管31的连接处，第二温度传感器43设置在加热均流箱40与待测干燥机组10的进风口连接处；电加热网41设置在第一温度传感器311与第二温度传感器43之间，电加热网41对流经加热均流箱40的气流进行加热。而第一均流网42位于电加热网41与第二温度传感器43之间，将加热均流箱40中加热后的热风均匀导入待测干燥机组10的进风口中。
[0047]
当待测干燥机组10进行性能测试所需要的温度场较高时，通过第一温度传感器311将焓差实验室外的通风管31内进风的温度传递至控制器终端，控制终端通过设定的标准值，开启电加热网41对流经加热均流箱40的气流进行加热，直至第二温度传感器43测得加热均流箱40内的温度场满足标准测试的温度。通过这样的设置，不仅使得操作人员能够对待测干燥机组10性能测试的温度场实现精准把控，而且使得待测干燥机组10在焓差实验室20内所需的温度场能与焓差实验室20的温度场隔离开，从而保证了焓差实验室20内的温度场始终处于常温状态，确保焓差实验室内20的仪器与操作人员不受待测干燥机组10性能测试所需温度场的影响，在提升了实验效率的同时，也提升了安全性。
[0048]
出风冷却组件由降温均流箱50、第三温度传感器52、冷却水盘管53和第二均流网51组成。降温均流箱50的一端与待测干燥机组10的出风口连通，另一端与风洞60连通。第三温度传感器52设置在降温均流箱50与待测干燥机组10的出风口的连接处，冷却水盘管53设置在降温均流箱50与风洞60的连接处。第二均流网51安装在降温均流箱50中，并位于第三温度传感器52与待测干燥机组10的出风口之间，将待测干燥机组10的出风口处的热风均匀导向冷却水盘管53。冷却水盘管53依据第三温度传感器52的温度值对对流经降温均流箱50的空气进行降温。
[0049]
当第三温度传感器52将待测干燥机组10的出风口处的出风温度传递给控制终端时，控制终端依据温度值控制冷却水盘管53中的水流速度，从而实现以较快的速度将降温均流箱50中的气流温度降低。通过这样的设置，有效降低进入风洞60的气流温度，使得由降温均流箱50进入焓差实验室20的风洞中的气流的温度处于安全范围内，不会对焓差实验室20内的温度场产生影响，实现了在常规风洞焓差试验室实现高温型、中温型开式干燥机组的性能测试，在降低了实验成本的同时，也保证了高温型、中温型开式干燥机组性能测试的安全性。
[0050]
还包括恒温水箱；恒温水箱与冷却水盘管53的出水口连通，且恒温水箱中安装有功率可调节的输水泵；输水泵与冷却水盘管53的进水口连通，将恒温水箱中的水输送至冷却水盘管53中。
[0051]
还包括隔热风管32；隔热风管32设置在降温均流箱50与待测干燥机组10的出风口连接处，一端与待测干燥机组10的出风口连通，另一端与降温均流箱50连通，将待测干燥机组10出风口中的热风导入降温均流箱50中。
[0052]
降温均流箱50在焓差实验室水平布置，避免降温均流箱50中气流降温产生的冷凝水回流至隔热风管32中，最终损伤机器的现象出现。
[0053]
还包括干湿球温度传感器21；干湿球温度传感器21安装在焓差实验室20内，监测焓差实验室20内的温度。
[0054]
还包括计算机；计算机与电加热网41、第一温度传感器311、第二温度传感器43、第三温度传感器52、输水泵、待测干燥机组10、引风机，以及干湿球温度传感器21均电连接。
[0055]
实施例2
[0056]
一种开式空气源热泵干燥机组性能测试方法的具体操作步骤如下：
[0057]
s1：将待测干燥机组10安装到焓差实验室20内，待测干燥机组10的进风口与加热均流箱40连通，出风口与隔热风管32连通，并将待测干燥机组10与计算机进行电连接；
[0058]
s2：在计算机上设定待测干燥机组10需要测量参数的标准值，同时计算机启动风洞60内的引风机、待测干燥机组10；
[0059]
计算机根据第一温度传感器311以及第二温度传感器43测试的数据与标准值比较分析，然后调节电加热网41对加热均流箱40中的空气进行加热，使得加热均流箱40中的温度场以及待测干燥机组10出风口处的出风的温度达到标准要求，
[0060]
计算机依据第三温度传感器52测试的数值对恒温水箱的温度进行调节，同时控制输水泵向冷却水盘管53输入恒温水箱中的冷却水，实现待测干燥机组10出风温度的降低；
[0061]
s3：计算机控制引风机的运行功率，使沿气流方向的风量和静压处于稳定状态，保证待测干燥机组10进风口处的第二温度传感器43测试数值，以及待测干燥机组10出风处第三温度传感器52测试的数值均处于稳定状态；
[0062]
s4：待各项要求参数处于稳定状态持续15min以上时，计算机采集35min内所有测试周期的测试数据，由35min所有数据取平均值计算待测干燥机组(10)的性能参数：
[0063]
风洞焓差法制热量计算公式如下：
[0064][0065]
上式中：q为待测干燥机组10的制热量(kw)，ρ为焓差实验室20内空气的密度(kg/m3)，d为焓差实验室20内空气的含湿量(kg/kg干空气)。l为风洞60中的风量(m3/s)，c
pa
为流经待测干燥机组10内空气的平均定压比热(kj/(kg
·
℃))，t1和t2分别为待测干燥机组10进、出口第二温度传感器43和第三温度传感器52的空气温度(℃)。
[0066]
由上述方法可知，本发明设计的装置结构简单，容易安装，操作方便，只需将加热均流箱40和降温均流箱50通过隔热风管与待测干燥机组10连接即可自动测量待测干燥机组10的性能参数，提升了实验效率。
[0067]
当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0068]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。