用于压缩机低过热度、大跨度测试的试验装置及试验方法与流程

本发明涉及制冷与空调产品试验装置技术领域，具体是涉及用于压缩机低过热度、大跨度测试的试验装置及试验方法。

背景技术：

随着经济的快速发展和人民生活质量的不断改善，我国的制冷空调行业发展迅速，涌现出了越来越多的大中型压缩机产品，广泛应用于工业和商业领域。同时，这些大中型的压缩机产品还需要不断地完善设计、生产和试验检测手段。由于压缩机的试验手段能对其设计和生产的全过程进行一种客观的反应，因此业界对大中型压缩机的试验装置有了越来越高标准的追求。

气体冷却器是大中型压缩机试验装置中的重要部件。通常这个部件根据国标的要求进行设计和配置，需要满足一定冷量跨度范围的压缩机测试需求。离心式压缩机使用工况要求的吸气过热度很低，通常需要的过热度只有1-2℃。压缩机低压汽液混合物吸收热量后，会完全变成过热气体，过热度是指过热气体与饱和气体的温度差。

现有的用于压缩机测试的试验装置，冷量跨度小，气体冷却器满足不了试验需求，提供不了低过热度的试验环境。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的之一提供了用于压缩机低过热度、大跨度测试的试验装置，冷量跨度大，能够提供低过热度的试验环境，气体冷却器能够满足试验需求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

用于压缩机低过热度、大跨度测试的试验装置，包括气体冷却器和被测试的压缩机，所述压缩机的出气口处连接有压缩机出气管，所述压缩机出气管并连连接分支管，所述测量管段上设置有冷凝部和参数测量部，所述冷凝部用于使从压缩机出气管进入到测量管段的高压热气变成高压汽液混合物，所述参数测量部用于测试压缩机的制冷量；所述气体冷却器包括外筒体和设置在外筒体内部的内筒体；所述外筒体的出气口和内筒体的出气口均与压缩机的进气口相连接，所述外筒体的进液口和内筒体的进液口均通过压缩机出气管和测量管段与压缩机的出气口相连接；所述内筒体用于为被测试的压缩机提供低过热度的试验环境；所述气体冷却器的外筒体和内筒体相配合，用于为被测试的压缩机提供大跨度冷量的试验环境。

进一步，所述内筒体和外筒体均为封闭的，所述内筒体和外筒体之间连接有制冷剂流通管道，用于连通所述外筒体的内部与内筒体的内部，使得制冷剂在外筒体和内筒体间流通，所述制冷剂流通管上设置有阀门。

进一步，所述内筒体上连接有连通管，所述连通管上设置有阀门，所述连通管用于使内筒体和外筒体的压力保持平衡。

进一步，所述外筒体的出气口处设置有外筒出气接头，所述外筒体的进液口处设置有外筒进液接头；所述内筒体的出气口处设置有内筒出气接头，所述内筒体的进液口处设置有内筒进液接头；所述外筒出气接头和内筒出气接头均与压缩机的进气口相连接；所述测量管段的两端连接在压缩机出气管上，所述外筒进液接头和内筒进液接头均与压缩机出气管的出口连接，所述压缩机出气管的出口即远离压缩机的一端。

进一步，所述外筒进液接头通过外筒进液分支管与压缩机出气管的出口连接，所述内筒进液接头通过内筒进液分支管与压缩机出气管的出口连接；所述压缩机的进气口处连接有压缩机进气管，所述外筒出气接头与压缩机进气管之间连接有外筒出气分支管，所述内筒出气接头与压缩机进气管之间连接有内筒出气分支管。

进一步优选的，所述连通管的一端深入到内筒体的内部，所述连通管的另一端连接在外筒进液接头上或外筒进液分支管上或压缩机出气管上或测量管段上。

进一步优选的，所述冷凝部为设置在分支管上的水冷冷凝器，所述参数测量部为设置在测量管段上的流量计，所述流量计位于水冷冷凝器出口的一侧。

进一步优选的，所述内筒进液接头和内筒出气接头均延伸至外筒体的外部；所述内筒进液接头、内筒出气接头、外筒出气接头和外筒进液接头上均设置有阀门；所述外筒出气接头位于外筒体的顶部，所述内筒出气接头位于内筒体的顶部。

进一步优选的，所述外筒体体积为内筒体体积的2倍～3倍。

本发明的目的之二是提供一种试验方法，包括如下步骤：

向试验装置中注入制冷剂，打开外筒出气接头和外筒进液接头的阀门，关闭内筒进液接头和内筒出气接头的阀门，打开连通管上的阀门，所述压缩机排放出高压热气，一部分高压热气通过压缩机出气管直接进入到气体冷却器中，另一部分高压热气进入到水冷冷凝器中成为高压汽液混合物，高压热气和高压汽液混合物在气体冷却器内进行换热，成为低压制冷剂气体，进入到压缩机中，完成一次试验循环，此时，该试验装置提供高过热度、大冷量的试验环境；

关闭外筒出气接头和外筒进液接头的阀门，打开内筒进液接头和内筒出气接头的阀门，关闭连通管上的阀门，所述压缩机排放出高压热气，一部分高压热气通过压缩机出气管直接进入到内筒体中，另一部分高压热气进入到水冷冷凝器中成为高压汽液混合物，高压热气和高压汽液混合物在内筒体内进行换热，成为低压制冷剂气体，进入到压缩机中，完成一次试验循环，此时，该试验装置提供低过热度、小冷量的试验环境。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的气体冷却器包括外筒体和内筒体，在试验压缩机的制冷量时，外筒体能够提供大的换热空间，交换更大的换热量，进而提供较大的冷量；内筒体能够提供小的换热空间，交换较小的换热量，进而提供较小的冷量。外筒体和内筒体配合使用，能够增大冷量的跨度，即增大最大冷量与最小冷量之间的倍数，使得试验装置能够满足冷量跨度较大的被试验压缩机的测试需求。

对于一定冷量的被测试压缩机而言，内筒体拥有更小换热空间，能够在不充注更多的制冷剂情况下，通过只使用内筒体得到更小的制冷剂换热空间，从而提供低过热度的试验环境，满足低过热度压缩机的测试需求，适用离心压缩机试验的需求。

(2)本发明内筒体能够用于测试小冷量的被测试压缩机，外筒体用于测试大冷量的被测试压缩机，不需要重新制作两个压力容器。因此降低了制造成本，并且本发明的气体冷却器减小了其所占用的空间，而且也降低了施工成本、检验成本、维护成本。

(3)大冷量的压缩机也可以使用内筒体进行试验，从而为其提供低过热度的工况条件。小冷量的压缩机也可以使用外筒体进行试验，从而为其提供较高过热度的工况条件。本发明同样可以根据不同工况分别选择内外筒体进行试验，以实现过热度的大跨度调节。

(4)外筒进液接头和内筒体之间连接连通管，当试验装置只使用内筒体时，关闭连通管的阀门，打开制冷剂流通管道的阀门，压缩机开始运行，内筒体的气体不断进入到压缩机内，使得内筒体的压强小于外筒体的压强。外筒体内的液体制冷剂通过制冷剂流通管道进入到内筒体，直至内筒体的液体制冷剂进入到连通管内，此时增大了内筒体的换热面积，使得内筒体在能提供低过热度试验环境的同时又能提供大冷量的试验环境，用于测试大冷量低过热度的压缩机。

(5)内筒体在外筒体的内部，能够防止内筒体与外界的温度传递，保温条件更好，漏热量更小，本发明受外界环境温度影响更小，调节更准确，精度更高。并且调节过程快捷又简便，提高测试效率，节约运行成本。

(6)本发明能够在内筒体中进行大冷量被测试压缩机的低过热度试验，不需要用大量制冷剂填充换热空间。从而显著减小了本发明的试验装置系统内的制冷剂充注量，进而降低了泄露风险和安全隐患。同时也节省了投资成本和运行成本。

(7)内筒体和外筒体之间连接有制冷剂流通管道，形成制冷剂流通的通道，能够保证外筒体和内筒体之间的制冷剂的流通性，使得内筒体和外筒体可以共用制冷剂，达到节省制冷剂的目的。

附图说明

图1和图7为本发明的压缩机的测试平台整体结构图；

图2为本发明的气体冷却器的结构图；

图3为本发明的图2中i处的放大图；

图4为本发明使用内筒体换热的结构图；

图5为本发明使用外筒体换热的结构图；

图6为本发明的原理图。

图中标注符号的含义如下：

10-外筒体100-外筒出气接头1000-外筒出气分支管101-外筒进液接头

1010-外筒进液分支管102-压力开关103-压力显示装置

104-压力安全阀组件11-内筒体110-内筒出气接头

1100-内筒出气分支管111-内筒进液接头112-连通管

1110-内筒进液分支管

20-压缩机200-压缩机进气管201-压缩机出气管

202-测量管段30-水冷冷凝器40-流量计

具体实施方式

以下结合实施例和说明书附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。

实施例1

用于压缩机低过热度、大跨度测试的试验装置，包括气体冷却器和被测试的压缩机20，如图1、图2、图4和图5所示，气体冷却器包括外筒体10和设置在外筒体10内部的内筒体11。外筒体10的出气口处设置有外筒出气接头100，外筒体10的进液口处设置有外筒进液接头101。内筒体11的出气口处设置有内筒出气接头110，内筒体11的进液口处设置有内筒进液接头111。如图2所示，内筒体11的底部开口，用于连通外筒体10的内部与内筒体11的内部。

实施例中，如图1、图2、图4和图5所示，内筒体11的底部可以是开口的，使得内筒体11为开放式的，外筒体10和内筒体11的结构相似，外筒体10的内部的底部通过一个底角焊接在内筒体11的内部底面上，确保稳固。只使用内筒体11时，内筒体11开口处与外筒体10底端的距离很小，使得制冷剂能够进入到内筒体11中，使得内筒体11的内部形成一个相对封闭的空间，此时的内筒体11的换热面积小，能够提供低过热度的试验环境。本实施例中，如图7所示，外筒体10和内筒体11也可以均为封闭的，内筒体11和外筒体10之间连接有制冷剂流通管道，使得制冷剂在外筒体10和内筒体11间流通，制冷剂流通管上设置有阀门，制冷剂流通管道的一端伸入到内筒体11的内部底端，制冷剂流通管道的另一端伸入到外筒体10的内部底端。当气体冷却器只使用内筒体11时，关闭制冷剂流通管道的阀门，确保能够提供换热面积的只有内筒体11，使得气体冷却器能够提供小的换热面积，以此提供低过热度的试验环境。

本实施例中，如图1、图2、图4和图5所示，内筒进液接头111和内筒出气接头110均延伸至外筒体10的外部；内筒进液接头111、内筒出气接头110、外筒出气接头100和外筒进液接头101上均设置有阀门；外筒出气接头100位于外筒体10的顶部，内筒出气接头110位于内筒体11的顶部。

外筒体10体积为内筒体11体积的2倍～3倍，本实施例中，外筒体10体积为内筒体11体积的2.5倍。

如图2所示，在外筒体10上设置有压力开关102，用于控制筒体内的压力，压力显示装置103，用于显示筒体内的压力，压力安全阀组件104。

实施例2

在实施例1的基础上，如图1、图4、图5和图7所示，压缩机20的出气口处连接有压缩机出气管201，压缩机出气管201上并联有测量管段202，测量管段202上设置有冷凝部和参数测量部，冷凝部用于使从压缩机出气管201进入到测量管段202的高压热气变成高压汽液混合物，参数测量部用于测试压缩机20的制冷量。外筒进液接头101通过外筒进液分支管1010与压缩机出气管201的出口连接，内筒进液接头111通过内筒进液分支管1110与压缩机出气管201的出口连接。外筒出气接头100与压缩机进气管200之间连接有外筒出气分支管1000，内筒出气接头110与压缩机进气管200之间连接有内筒出气分支管1100。

本实施例中，测量管段202的两端可以均连接到压缩机出气管201，压缩机出气管201的高压汽液混合物和测量管段202的高压热气在压缩机出气管201中混合，之后进入到外筒进液分支管1010或内筒进液分支管1110中。测量管段202也可以为两个，每个测量管段202的一端连接在压缩机出气管201上，一个测量管段202的另一端连接在外筒进液分支管1010，另一个测量管段202的另一端连接在内筒进液分支管1110上。

连通管112的一端深入到内筒体11的内部，连通管112的另一端连接在外筒进液接头101上或外筒进液分支管1010上或压缩机出气管201上或测量管段202上。

本实施例中，连通管112的一端深入到内筒体11的内部，连通管112的另一端连接在外筒进液接头101。

本实施例中，冷凝部为水冷冷凝器30，水冷冷凝器30将从压缩机20排出的高温高压气态制冷剂液化成液体，参数测量部为流量计40，流量计40为e+h品牌，型号为83f08，流量计40能够测试出单位时间内压缩机20的制冷量，完成对压缩机20的试验。

实施例3

在实施例1、2的基础上，一种基于压缩机低过热度、大跨度测试的试验装置的试验方法。

如图5所示，当试验装置在满负荷运行时，即给需要最大冷量的压缩机20提供试验环境时，打开外筒进液接头101和外筒出气接头100上的开闭阀门，关闭内筒进液接头111和内筒出气接头110的开闭阀门，打开连通管112上的阀门，使得外筒体10和内筒体11所提供的换热空间连通，此时气体冷却器能够提供的换热面积为外筒体10体积和内筒体11体积之和。

压缩机20排放出高压热气，一部分高压热气通过压缩机出气管201直接进入到外筒体10中，另一部分高压热气经过节流阀后进入到测量管段202上的水冷冷凝器30中成为高压汽液混合物，该高压汽液混合物进入到压缩机出气管201中，之后通过外筒进液分支管1010和外筒进液接头101进入到外筒体10中，由于。高压热气和高压汽液混合物在气体冷却器中进行换热，成为低压制冷剂气体，之后经外筒出气接头100、外筒出气分支管1000和压缩机进气管200进入到压缩机20中，完成一次试验循环，此时，该试验装置提供高过热度、大冷量的试验环境。

由于连通管112不仅能够使得外筒体10和内筒体11所提供的换热空间连通，也能够使得外筒体10和内筒体11的压力保持平衡。内筒体11的底部开口，由于两个筒体的压力平衡，制冷剂可以在两个筒体内流通。

本实施例中，如图7所示，外筒体10和内筒体11也可以均为封闭的，内筒体11和外筒体10之间连接有制冷剂流通管道，用于连通所述外筒体10的内部与内筒体11的内部，使得制冷剂在外筒体10和内筒体11间流通。当需要提供提供高过热度、大冷量的试验环境时，打开制冷剂流通管道的阀门。

实施例4

在实施例1、2的基础上，如图4所示，当试验装置运行于下限制冷量或低过热度工况时，即试验装置为需要小冷量的压缩机20提供试验环境时，应当打开内筒进液接头111和内筒出气接头110的阀门，关闭外筒进液接头101和外筒出气接头100上的阀门，关闭连通管112的阀门。当测试压缩机20开始运行，制冷剂气体被测试压缩机20不断从气体冷却器的内筒出气接头110吸走时，使得内筒体11的压强小于外筒体10的压强。由于内筒体11的底部开口，内筒体11和外筒体10连通，外筒体10内的液体制冷剂进入到内筒体11，与外筒体10的换热空间相比，内筒体11的换热空间很小，在不充注过多制冷剂的情况下，内筒体11能够提供小的换热空间，能够满足试验装置小换热量的要求，能够进行被测试压缩机20的低过热度试验。

当液体制冷剂进入到连通管112内，此时增大了内筒体11的换热面积，使得内筒体11在能提供低过热度试验环境的同时又能提供大冷量的试验环境，用于测试大冷量低过热度的压缩机20。

本实施例中，如图7所示，外筒体10和内筒体11也可以均为封闭的，内筒体11和外筒体10之间连接有制冷剂流通管道，用于连通所述外筒体10的内部与内筒体11的内部，使得制冷剂在外筒体10和内筒体11间流通。当需要提供低过热度、小冷量的试验环境时，关闭制冷剂流通管道的阀门。

实施例5

在实施例1、2的基础上，当试验装置运行于上限制冷量或下限制冷量之间时，应当关闭连通管112的阀门，打开内筒进液接头111和内筒出气接头110的阀门，打开外筒进液接头101和外筒出气接头100上的阀门，打开制冷剂流通管道的阀门。

实施例6

在实施例1、2、3、4、5的基础上，从压缩机20排出的高温高压气态制冷剂也可以先进入油分离器，经油分离器出来的制冷剂分为两部分，一部分制冷剂经排气节流阀后进入气体冷却器；另一部分制冷剂顺次流经水冷冷凝器30、储液器和过冷器后成为过冷液体后经液管节流阀后进入气体冷却器；上述两路制冷剂流体在本发明的气体冷却器内充分换热，出来的低压过热制冷剂气体进入压缩机20吸气管口，制冷剂完成一个循试验环。