铜管管内蒸发实验系统的制作方法

文档序号:5849136阅读:349来源:国知局
专利名称:铜管管内蒸发实验系统的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种蒸发实验系统,特别是可以实现蒸发试验段 前端的过冷度调节,以及满足在小管径小流量时,制冷剂泵的大流量 调节的管内蒸发实验系统。
背景技术
为了提高换热器的效率,减小换热器的尺寸,铜管的强化换热技 术得到不断的发展,各种各样的强化换热铜管被开发出来,为此,需 要一种方法和装置测量铜管的管内蒸发换热系数,以验证设计,并为 换热器设计提供参考。当前,许多管内蒸发和冷凝实验装置采用蒸汽 压縮式制冷循环,不能满足多种制冷剂在管内蒸发实验。由于管内蒸 发的复杂性,这方面的研究许多仍以理论分析为主,因此需求一种专 门的实验测试装置。 发明内容
本实用新型是要解决铜管管内蒸发测量的技术问题,而提出一种 利用液压计量泵循环同时可以实现蒸发状态模拟的铜管管内蒸发实 验系统,该系统在进行蒸发实验时,可以调控蒸发温度,同时满足对 各种实验管型的变流量调节。
本实用新型的技术方案是 一种铜管管内蒸发实验系统,包括 制冷剂循环,测试段,水循环,恒温控制回路,前端过冷处理回路,
4冷凝处理回路,计算机测量控制系统,其特点是制冷剂循环由液压 式计量泵P0、套管换热器HE3、电子膨胀阀EXV、测试段T.S.、板式 换热器HE2、换热储液器RT串联连接而成;水循环由泵P1和电热水 箱H1组成,其中,电热水箱H1与泵P1,流量计G1串接后并接在测 试段的的两端,恒温控制回路由换热储液器RT与冷源R2、水泵P5、 电热水箱H4组成,并且并接在液压式计量泵P0与板式换热器HE2之 间;前端过冷处理回路由套管式换热器HE3,水泵P2,电热水箱H2, H3,冷源R1组成,冷凝处理回路由换热器HE2与水泵P3、电热水箱 H3组成,其中,板式换热器HE2出水口通过电磁阀SV1,泵P2,电 热水箱H2与套管换热器HE3的进水口连接,套管换热器HE3的出水 口通过电热水箱H3或冷源Rl与水泵P4串接,水泵P3与板式换热器 HE2进水口连接;测试段由三段套管换热器串联而成,测试段的套管 进出口两端分别连接有用于测量水温的铂电阻T4、 T5 ;测试段后面 连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻Tl和压力变送器PS1,测试段 前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T2,测试段前、后并接有 用于测量制冷剂侧压力降的差压变送器AP,电子膨胀阀EXV前面连 接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T3。
液压式计量泵P0与套管换热器HE3之间连接有制冷剂质量流量计G2 , 制冷剂质量流量计G2入口连接液视镜S3;液压计量泵P0入口连接 液视镜S4,出口连接脉冲阻尼器B;液压式计量泵P0与连接脉冲阻 尼器B,液视镜S3串连两端并接有截止阀SV3;液压式计量泵P0与 换热器HE2之间串接有截止阀SV2;测试段由三段2000mm套管换器串联而成,内管是待测试的铜管,外管是内径15mmPPR管,PPR管 外径为20mm, PPR管与内管之间接一铜管,壁厚3mm,铜管与PPR用 玻璃胶粘连,PPR管外套为不锈钢管。
本实用新型的有益效果在于在进行蒸发实验,可以控制蒸发温 度,同时实现试验段入口过冷度的调节,还可以实现计量泵定流量实 验管内变流量的调节。数据采集控制系统使用简单、兼容开放,界面 直观、开发周期短。

图l是本实用新型的原理框图。
具体实施方式

以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。 如图1所示,本实用新型的铜管管内蒸发实验系统,包括套管 式水/制冷剂蒸发、制冷剂流体处理服务器、冷源、计算机测量控制 系统等四部分组成。制冷剂流体处理服务器由蒸发器、储液罐、制冷 剂泵等部件。
铜管管内蒸发实验系统由制冷剂循环,测试段,水循环,恒温 控制回路,前端过冷处理回路,冷凝处理回路等组成。制冷剂循环由 液压式计量泵PO、套管换热器HE3、电子膨胀阀EXV、测试段T. S、 板式换热器HE2、换热储液器RT串联连接而成;水循环由泵P1和电 热水箱H1组成,其中,电热水箱H1与泵P1,流量计G1串接后并接 在测试段的的两端,恒温控制回路由换热储液器RT与冷源R2、水泵 P5、电热水箱H4组成,并且并接在液压式计量泵PO与板式换热器服2之间;前端过冷处理回路由套管式换热器HE3,水泵P2,电热水 箱H2, H3,冷源R1组成,冷凝处理回路由换热器HE2与水泵P3、电 热水箱H3组成,其中,板式换热器服2出水口通过电磁阀SV1,泵 P2,电热水箱H2与套管换热器HE3的进水口连接,套管换热器HE3 的出水口通过电热水箱H3或冷源Rl与水泵P4串接,水泵P3与板式 换热器服2进水口连接;测试段由三段套管换热器串联而成,测试段 的套管进出口两端分别连接有用于测量水温的铂电阻T4、 T5 ;测试 段后面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻Tl和压力变送器PS1, 测试段T. S前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T2,测试段T. S 前、后并接有用于测量制冷剂侧压力降的差压变送器AP,电子膨胀 阀EXV前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T3。
液压式计量泵P0与套管换热器HE3之间连接有制冷剂质量流量 计G2,制冷剂质量流量计G2入口连接液视镜S3;液压计量泵P0入 口连接液视镜S4,出口连接脉冲阻尼器B;液压式计量泵PO与连接 脉冲阻尼器B,液视镜S3串连两端并接有截止阀SV3;液压式计量泵 P0与换热器HE2之间串接有截止阀SV2。
测试段T. S由三段2000mm套管换热器串联而成,内管是待测试的铜 管,外管是内径15mmPPR管,PPR管外径为20rnm, PPR管与内管之间 接一铜管,壁厚3mm,铜管与PPR用玻璃胶粘连,PPR管外套为不锈 钢管。制冷剂在内管流动,水在套环内流动,冷却水循环由泵P1和 电热水箱H1组成,水的流量由流量计G1测量,套管的进出口水温由 铂电阻T4、 T5测量,测试段T. S后的制冷剂状态由铂电阻Tl和压力变送器PS2测量,测试段T. S前的制冷剂状态由T2测量,测试段T. S 制冷剂侧压力降由差压变送器AP测量,电子膨胀阀EXV前制冷剂状 态由铂电阻T3和压力变送器PS1测量,视镜Sl和视镜S2用于观察 测试段的进出口的制冷剂是否是纯液态或纯气态。
换热储液器RT与冷源R2、水泵P5、电热水箱H4等组成一个恒 温控制回路控制换热储液器RT的蒸发压力。换热储液器RT同时具有 储液功能,自动调节系统的制冷剂充注量。
套管式换热器HE3,水泵P2,电热水箱H2, H3,冷源R1,组成 前端过冷处理回路。在实验管径在9.52mm以上,计量泵大流量时, 关闭截止阀SV2,在换热面积大时,试验段前入口处饱和压力小于换 热储液器RT内的压力,此时保证在入口满足制冷剂是液态,达到蒸 发条件。在实验管径9.52mm以下,调整计量泵PO在大流量,手动调 节截止阀SV3,使得制冷剂回流,降低试验段入口处的制冷剂饱和压 力,使得入口处过冷,而达到满液蒸发。观察质量流量计的界面参数, 实时调整管内流量的大小,完成测试。
换热器HE2与水泵P3、电热水箱H3等组成冷凝处理回路,当进
行蒸发实验时,把测试段蒸发的过热制冷剂蒸汽冷却成液态,冷源 Rl和水泵P4、电热水箱H3组成一个恒温水控制回路。
制冷剂的质量流量由流量计G2测量,流量计G2入口联接一液视 镜S3;液压计量泵P0入口联接一液视镜S4,出口联接脉冲阻尼器,
消除出口压力脉动。
制冷剂泵的流量可以在100^/加2.s ~ 400Xg/m2 s范围内调节;冷源是一组风冷冷水机组,可以提供-5'C 25'C可调的恒温冷冻水; 计算机测量控制系统应用PLC结合组态软件实现数据采集,并分离出 管内蒸发换热系数。该实验装置也可以用于测量铜管的管内蒸发阻力 特性。
该装置的测量和控制软件采用台达PLC结合组态软件,界面直 观,具有原理图、控制面板、实时数据曲线、热力计算、数据报表和 历史数据查询等功能。
权利要求1.一种铜管管内蒸发实验系统,包括制冷剂循环,测试段,水循环,恒温控制回路,前端过冷处理回路,后端冷凝处理回路,计算机测量控制系统,其特征在于所述制冷剂循环由液压式计量泵(P0)、套管换热器(HE3)、电子膨胀阀(EXV)、测试段(T.S)、板式换热器(HE2)、换热储液器(RT)串联连接而成;所述冷却水循环由泵(P1)和电热水箱(H1)组成,其中,电热水箱(H1)与泵(P1),流量计(G1)串接后并接在测试段(T.S)的的两端;所述恒温控制回路由换热储液器(RT)与冷源(R2)、水泵(P5)、电热水箱(H4)组成,并且并接在液压式计量泵(P0)与板式换热器(HE2)之间;所述前端过冷处理回路由套管式换热器(HE3),水泵(P2),电热水箱(H2,H3),冷源(R1)组成,所述后端冷凝处理回路由换热器(HE2)与水泵(P3)、电热水箱(H3)组成,其中,板式换热器(HE2)出水口通过电磁阀(SV1),泵(P2),电热水箱(H2)与套管换热器(HE3)的进水口连接,套管换热器(HE3)的出水口通过电热水箱(H3)或冷源(R1)与水泵(P4)串接,水泵(P3)与板式换热器(HE2)进水口连接;测试段(T.S)由三段套管换热器串联而成,测试段(T.S)的套管进出口两端分别连接有用于测量水温的铂电阻(T4,T5);测试段(T.S)后面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻(T1)和压力变送器(PS1),测试段(T.S)前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻(T2),测试段(T.S)前、后并接有用于测量制冷剂侧压力降的差压变送器(ΔP),电子膨胀阀(EXV)前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻(T3)。
2. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统,其特征在于所 述液压式计量泵(P0)与套管换热器(HE3)之间连接有制冷剂质量 流量计(G2),制冷剂质量流量计(G2)入口连接液视镜(S3)。
3. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统,其特征在于所 述液压计量泵(P0)入口连接液视镜(S4),出口连接脉冲阻尼器(B)。
4. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统,其特征在于所 述液压式计量泵(P0)与连接脉冲阻尼器(B),液视镜(S3)串连的 两端并接有截止阀(SV3);液压式计量泵(P0)与换热器(HE2)之 间串接有截止阀(SV2)。
5. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统,其特征在于所 述测试段(T.S)由三段2000腿套管换热器串联而成,内管是待测试 的铜管,外管是内径15mmPPR管,PPR管外径为20mm, PPR管与内管 之间接一铜管,壁厚3腦,铜管与PPR用玻璃胶粘连,PPR管外套为 不锈钢管。
专利摘要本实用新型涉及一种铜管管内蒸发实验系统,包括制冷剂循环,测试段,水循环,恒温控制回路,前端过冷处理回路,冷凝处理回路,计算机测量控制系统。制冷剂循环由液压式计量泵P0、套管换热器HE3、电子膨胀阀EXV、测试段T.S.、板式换热器HE2、换热储液器RT串联连接而成;冷却水循环由泵P1和电热水箱H1组成,电热水箱H1与泵P1,电磁流量计G1串接后并接在测试段的的两端。本实用新型在进行蒸发实验,可以控制蒸发温度,同时实现试验段入口过冷度的调节,还可以实现计量泵定流量实验管内变流量的调节。数据采集控制系统使用简单、兼容开放,界面直观、开发周期短。
文档编号G01M99/00GK201397242SQ20092007065
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者张建国, 杨志强, 伟 王, 王金锋, 陶乐仁 申请人:上海理工大学
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