专利名称：换热器性能测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试装置，具体涉及一种换热器性能测试装置。
背景技术：
为满足包括汽车在内的各类机动车的水箱散热器和暖风装置等换热器厂家的测 试要求，需要对此类换热器进行换热量性能的测试。目前常用的换热器性能测试设备，包括分别与待测试设备串联的液体循环设备、 空气循环设备，液体循环设备将加热后的液体输入待测试设备换热器，空气循环设备将空 气输入换热器；加热后的液体与空气在换热器内进行热交换。如
图1所示，液体循环设备包括串联在同一回路的水箱8、电加热器3、水泵4、调节 阀5、流量计6，待测试设备7也串联在此回路中；水箱8内的水或乙二醇溶液在水泵4的作 用下经过电加热器3流入待测试设备7，在待测试设备7内与空气进行热交换后，温度降低 的水或乙二醇溶液最终流回水箱8，完成液体循环。电加热器3用于对液体进行加热，调节 阀5用于调节流经待测试设备7的液体流量，流量计6则用于显示流量。空气循环设备包括风机1、风洞2，风机1、风洞2与待测试设备7串联。风机1和 风洞2将新风输入待测试设备7，并将温度升高后的空气从待测试设备7排出。风洞2可以是吸入式风洞或吹出式风洞，当风洞2是吸入式风洞，待测试设备7设 置于风洞2的上游；当风洞2是吹出式风洞，待测试设备7设置于风洞2的下游，如图2所
7J\ o根据相关标准(如JIS D 1614,QC/T634-2000)规定，换热器入口热流体与入口空 气的温度差值在60°C左右或进口水温约在85°C左右。在测试过程中，电加热器3需要持续 对加热介质(即水或乙二醇溶液)进行加热，以弥补加热介质散失到空气中的热量，从而保 证测试温度达到标准规定的要求。由于在测试过程中，电加热器3需要不断消耗能量，因此现有的换热器性能测试 设备能耗较高；而空气所吸收的这部分热量成为废热，也没有得到有效利用。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种换热器性能测试装置，它可以降低测 试过程中的能耗。为解决上述技术问题，本实用新型换热器性能测试装置的技术解决方案为包括分别与待测试设备串联的液体循环设备、空气循环设备，以及与液体循环设 备、空气循环设备连接的热泵热回收设备。所述液体循环设备包括串联在同一回路的水箱、加热器、水泵；所述热泵热回收设 备包括串联在同一回路的热泵压缩机组、吸热盘管、放热盘管，吸热盘管设置于所述空气循 环设备的排风口 ；放热盘管设置于水箱内或液体循环回路中。所述热泵压缩机组是固定能力的单台热泵机组；或者是固定能力的多台热泵机组
3组合；或者是转速、容量或能力可连续改变的单台热泵机组；或者是连续可变能力的热泵 与固定能力的热泵的组合。所述加热器为可调式加热器。所述空气循环设备包括风机、风洞，风洞是吸入式风洞或吹出式风洞。本实用新型可以达到的技术效果是本实用新型通过热泵热回收设备对液体进行加热，由于热泵的制热能力远大于其 输入功率，故与现有的电加热直接供热的方式相比，本实用新型可大大降低能耗。本实用新型在保证测试设备的精度的基础上，能够持续回收散失到冷却介质中的 大部分热量，解决热量由低温向高温传递的问题，使能量得到循环利用，杜绝能源浪费；同 时将回收的热量用于加热介质，从而极大地降低了测试设备的能耗，降低了设备的运行成 本，满足节能的要求。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明图1是现有技术吸风式换热器性能测试装置的结构示意图；图2是现有技术吹风式换热器性能测试装置的结构示意图；图3是本实用新型换热器性能测试装置的结构示意图；图4是本实用新型另一实施例的结构示意图。图中附图标记说明1为风机，3为加热器，5为调节阀，7为待测试设备，9为热泵压缩机组，11为节流装置，
2为风洞， 4为水泵， 6为流量计， 8为水箱， 10为吸热盘管， 12为放热盘管。
具体实施方式
如图3所示，本实用新型换热器性能测试装置，包括分别与待测试设备串联的液 体循环设备、空气循环设备，以及与液体循环设备、空气循环设备连接的热泵热回收设备；液体循环设备包括串联在同一回路的水箱8、加热器3、水泵4、调节阀5、流量计6， 待测试设备7也串联在此回路中；空气循环设备包括风机1、风洞2，风机1、风洞2与待测 试设备7串联；热泵热回收设备包括串联在同一回路的热泵压缩机组9、节流装置11、吸热盘管 10、放热盘管12，吸热盘管10设置于空气循环设备的排风口，位于待测试设备7的下游，用 于吸收排风口处空气的热量；放热盘管12设置于水箱8内，用于加热水箱8内的液体；放热 盘管12也可设置于液体循环回路中，用于加热液体循环回路中的液体介质。吸热盘管10内走低温低压的制冷剂，吸热盘管10为热泵系统的蒸发器，吸热盘管 10为气液换热式的各类换热器，进行空气与制冷剂之间的换热，吸热盘管10内的制冷剂吸 收空气中的热量。吸热盘管10可以是铜管翅片式换热器。[0035]放热盘管12内走高温高压的制冷剂，放热盘管12为热泵系统的冷凝器，放热盘管 12为液液换热的各类换热器，进行液体与制冷剂之间的换热，放热盘管12内的制冷剂向液 体中释放热量。放热盘管12可以是螺纹铜管式换热器或板式换热器。加热器3连续可调，用于对热泵机组的补充，能够弥补热泵热回收设备制热量的 限制，以保证液体温度控制的稳定性。如采用固定级的热泵机组，可以通过加热器来弥补热 泵能力与散热器的差值；在采用连续可调热泵时，如果热泵的调节范围有限，或调节精度较 差，可采用此加热器进行弥补，以保证测试台的试验能力范围和控制精度。加热器3可以是包括电加热器在内的各类满足控制精度的可调式加热器。具体来说，加热器3的作用体现在以下几点1、弥补分级加载与散热器能力的差值；2、如热泵的制热能力不足，或换热器的能力过小，此时采用加热器进行辅助加热， 以保证液体温度控制的稳定性；3、用于在热泵能力连续可调但控制精度不高时，用来保证水侧温度控制的稳定 性；4、在预热升温阶段待测试设备7和空气循环设备不工作时，使液体升温过程。因此，加热器3可以解决热回收系统的种种不足，保证测试装置的功能不受影响。风洞2可以是吸入式风洞或吹出式风洞，当风洞2是吸入式风洞，待测试设备7设 置于风洞2的上游；当风洞2是吹出式风洞，待测试设备7设置于风洞2的下游，如图4所
7J\ o热泵压缩机组9用于热回收，热泵压缩机组9可以是固定能力的单台热泵机组；也 可以是固定能力的多台热泵机组组合，根据不同的加热量开启需要的热泵台数；或者是转 速、容量或能力可以连续改变的单台热泵机组；或者是连续可变能力的热泵与固定能力的 热泵的组合，如采用一台连续可变能力的热泵，另外一台或多台为固定能力的热泵。当采用多台热泵组合或能力可变热泵时，可根据水温和加热器的加热量来控制增 大或减少热泵的制热能力，加载或卸载热泵机组，改变热回收量，以适应不同能力的水箱散 热器的测试工作。本实用新型通过热泵热回收设备进行废热回收，吸热盘管10将空气循环设备排 出的空气中的热量进行回收，放热盘管12则将所回收的热量用于加热水箱8内的液体，从 而将低温空气中的热量抽取释放到高温热水(或乙二醇水溶液)中，形成热量循环利用的 回路，从而避免了热量的浪费。本实用新型可用于对包括汽车在内的各类机动车水箱散热器和暖风装置等采用 水或乙二醇水溶液作为加热介质，以空气为冷却介质的气液换热器进行性能测试。以汽车行业的水箱散热器为例进行节能效果的说明。对于汽车水箱散热器来说，进行换热能力测试时，试验条件一般为在一定的新 风温度下(通常为5 35°C )，保持试验件一定的入口水温与入口空气的温差(通常为 60士 10°C)，以及流过散热器两侧一定的风速(或风量)和水流量。在测试系统满足以上条 件，并达到热力参数稳定后，取一定时间间隔的各热力学测试数据的平均值，用来计算该散 热器的最终换热量。通常情况下新风温度在20°C时，出风温度在40 50°C左右，热水温度 约为80°C。此时热泵回热系统的吸热盘管内的制冷剂蒸发温度约为25 35°C，放热盘管的制冷剂冷凝温度约85 100°C。该测试的特点是1)试验功率较大，通常对于小型车辆来说其水箱散热器也可以 达到150kW左右的散热量，由于漏热等原因加热器的加热量此时要在160kW左右，整个测试 台的能耗约为180kW左右；2)试验时间较长，每一组工况测试数据约2小时，如果要做出一 个水箱散热器在一定流量不同风量下的散热特性曲线，一般需要测5组数据，整个试验需 要10小时。通常此类测试均采用电加热器作为热源，由此可见该测试的能耗较大，以以上 数据为例，如果取能耗平均系数为0.6，每天测试能耗约为180X10X0.6 = 1080kWh。采用热泵制热时，制热量与压缩机能耗之比(COP)约为2. 5 4左右。取COP = 3 时，上例中每日能耗约为(180-160+160/3) X 10X0. 6 = 440kWh。每日节电量约为640kWh， 节电率约59%。
权利要求一种换热器性能测试装置，包括分别与待测试设备串联的液体循环设备、空气循环设备，其特征在于还包括与液体循环设备、空气循环设备连接的热泵热回收设备。
2.根据权利要求1所述的换热器性能测试装置，其特征在于所述液体循环设备包括 串联在同一回路的水箱、加热器、水泵；所述热泵热回收设备包括串联在同一回路的热泵压 缩机组、吸热盘管、放热盘管，吸热盘管设置于所述空气循环设备的排风口 ；放热盘管设置 于水箱内或液体循环回路中。
3.根据权利要求2所述的换热器性能测试装置，其特征在于所述热泵压缩机组是固 定能力的单台热泵机组；或者是固定能力的多台热泵机组组合；或者是转速、容量或能力 可连续改变的单台热泵机组；或者是连续可变能力的热泵与固定能力的热泵的组合。
4.根据权利要求2所述的换热器性能测试装置，其特征在于所述加热器为可调式加 热器。
5.根据权利要求1或2所述的换热器性能测试装置，其特征在于所述空气循环设备 包括风机、风洞，风洞是吸入式风洞或吹出式风洞。
专利摘要本实用新型公开了一种换热器性能测试装置，包括分别与待测试设备串联的液体循环设备、空气循环设备，以及与液体循环设备、空气循环设备连接的热泵热回收设备。本实用新型通过设置热泵热回收设备，能够在保证测试设备的精度的基础上，持续回收散失到冷却介质中的大部分热量，解决热量由低温向高温传递的问题，使能量得到循环利用，杜绝能源浪费；同时将回收的热量用于加热介质，从而极大地降低了测试设备的能耗，降低了设备的运行成本，满足节能的要求。
文档编号G01M99/00GK201637595SQ201020162099
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者张鹏 申请人:上海佐竹冷热控制技术有限公司