專利名稱：銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，特別是可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)試驗(yàn)段 前端的過冷度調(diào)節(jié)，以及滿足在小管徑小流量時(shí)，制冷劑泵的大流量 調(diào)節(jié)的管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了提高換熱器的效率，減小換熱器的尺寸，銅管的強(qiáng)化換熱技 術(shù)得到不斷的發(fā)展，各種各樣的強(qiáng)化換熱銅管被開發(fā)出來，為此，需 要一種方法和裝置測量銅管的管內(nèi)蒸發(fā)換熱系數(shù)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)，并為 換熱器設(shè)計(jì)提供參考。當(dāng)前，許多管內(nèi)蒸發(fā)和冷凝實(shí)驗(yàn)裝置采用蒸汽 壓縮式制冷循環(huán)，不能滿足多種制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)。由于管內(nèi)蒸 發(fā)的復(fù)雜性，這方面的研究許多仍以理論分析為主，因此需求一種專 門的實(shí)驗(yàn)測試裝置。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是要解決銅管管內(nèi)蒸發(fā)測量的技術(shù)問題，而提出一種 利用液壓計(jì)量泵循環(huán)同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)狀態(tài)模擬的銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在進(jìn)行蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以調(diào)控蒸發(fā)溫度，同時(shí)滿足對 各種實(shí)驗(yàn)管型的變流量調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括 制冷劑循環(huán)，測試段，水循環(huán)，恒溫控制回路，前端過冷處理回路，
4冷凝處理回路，計(jì)算機(jī)測量控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是制冷劑循環(huán)由液壓 式計(jì)量泵P0、套管換熱器HE3、電子膨脹閥EXV、測試段T.S.、板式 換熱器HE2、換熱儲液器RT串聯(lián)連接而成；水循環(huán)由泵P1和電熱水 箱H1組成，其中，電熱水箱H1與泵P1，流量計(jì)G1串接后并接在測 試段的的兩端，恒溫控制回路由換熱儲液器RT與冷源R2、水泵P5、 電熱水箱H4組成，并且并接在液壓式計(jì)量泵P0與板式換熱器HE2之 間；前端過冷處理回路由套管式換熱器HE3，水泵P2，電熱水箱H2， H3，冷源R1組成，冷凝處理回路由換熱器HE2與水泵P3、電熱水箱 H3組成，其中，板式換熱器HE2出水口通過電磁閥SV1，泵P2，電 熱水箱H2與套管換熱器HE3的進(jìn)水口連接，套管換熱器HE3的出水 口通過電熱水箱H3或冷源Rl與水泵P4串接，水泵P3與板式換熱器 HE2進(jìn)水口連接；測試段由三段套管換熱器串聯(lián)而成，測試段的套管 進(jìn)出口兩端分別連接有用于測量水溫的鉑電阻T4、 T5 ;測試段后面 連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻Tl和壓力變送器PS1，測試段 前面連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻T2，測試段前、后并接有 用于測量制冷劑側(cè)壓力降的差壓變送器AP，電子膨脹閥EXV前面連 接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻T3。
液壓式計(jì)量泵P0與套管換熱器HE3之間連接有制冷劑質(zhì)量流量計(jì)G2 ， 制冷劑質(zhì)量流量計(jì)G2入口連接液視鏡S3;液壓計(jì)量泵P0入口連接 液視鏡S4，出口連接脈沖阻尼器B;液壓式計(jì)量泵P0與連接脈沖阻 尼器B，液視鏡S3串連兩端并接有截止閥SV3;液壓式計(jì)量泵P0與 換熱器HE2之間串接有截止閥SV2;測試段由三段2000mm套管換器串聯(lián)而成，內(nèi)管是待測試的銅管，外管是內(nèi)徑15mmPPR管，PPR管 外徑為20mm， PPR管與內(nèi)管之間接一銅管，壁厚3mm，銅管與PPR用 玻璃膠粘連，PPR管外套為不銹鋼管。
本實(shí)用新型的有益效果在于在進(jìn)行蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)，可以控制蒸發(fā)溫 度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)段入口過冷度的調(diào)節(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量泵定流量實(shí) 驗(yàn)管內(nèi)變流量的調(diào)節(jié)。數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)使用簡單、兼容開放，界面 直觀、開發(fā)周期短。

圖l是本實(shí)用新型的原理框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 如圖1所示，本實(shí)用新型的銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括套管 式水/制冷劑蒸發(fā)、制冷劑流體處理服務(wù)器、冷源、計(jì)算機(jī)測量控制 系統(tǒng)等四部分組成。制冷劑流體處理服務(wù)器由蒸發(fā)器、儲液罐、制冷 劑泵等部件。
銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由制冷劑循環(huán)，測試段，水循環(huán)，恒溫 控制回路，前端過冷處理回路，冷凝處理回路等組成。制冷劑循環(huán)由 液壓式計(jì)量泵PO、套管換熱器HE3、電子膨脹閥EXV、測試段T. S、 板式換熱器HE2、換熱儲液器RT串聯(lián)連接而成；水循環(huán)由泵P1和電 熱水箱H1組成，其中，電熱水箱H1與泵P1，流量計(jì)G1串接后并接 在測試段的的兩端，恒溫控制回路由換熱儲液器RT與冷源R2、水泵 P5、電熱水箱H4組成，并且并接在液壓式計(jì)量泵PO與板式換熱器服2之間；前端過冷處理回路由套管式換熱器HE3，水泵P2，電熱水 箱H2， H3，冷源R1組成，冷凝處理回路由換熱器HE2與水泵P3、電 熱水箱H3組成，其中，板式換熱器服2出水口通過電磁閥SV1，泵 P2，電熱水箱H2與套管換熱器HE3的進(jìn)水口連接，套管換熱器HE3 的出水口通過電熱水箱H3或冷源Rl與水泵P4串接，水泵P3與板式 換熱器服2進(jìn)水口連接；測試段由三段套管換熱器串聯(lián)而成，測試段 的套管進(jìn)出口兩端分別連接有用于測量水溫的鉑電阻T4、 T5 ;測試 段后面連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻Tl和壓力變送器PS1， 測試段T. S前面連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻T2，測試段T. S 前、后并接有用于測量制冷劑側(cè)壓力降的差壓變送器AP,電子膨脹 閥EXV前面連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻T3。
液壓式計(jì)量泵P0與套管換熱器HE3之間連接有制冷劑質(zhì)量流量 計(jì)G2，制冷劑質(zhì)量流量計(jì)G2入口連接液視鏡S3;液壓計(jì)量泵P0入 口連接液視鏡S4，出口連接脈沖阻尼器B;液壓式計(jì)量泵PO與連接 脈沖阻尼器B，液視鏡S3串連兩端并接有截止閥SV3;液壓式計(jì)量泵 P0與換熱器HE2之間串接有截止閥SV2。
測試段T. S由三段2000mm套管換熱器串聯(lián)而成，內(nèi)管是待測試的銅 管，外管是內(nèi)徑15mmPPR管，PPR管外徑為20rnm， PPR管與內(nèi)管之間 接一銅管，壁厚3mm，銅管與PPR用玻璃膠粘連，PPR管外套為不銹 鋼管。制冷劑在內(nèi)管流動，水在套環(huán)內(nèi)流動，冷卻水循環(huán)由泵P1和 電熱水箱H1組成，水的流量由流量計(jì)G1測量，套管的進(jìn)出口水溫由 鉑電阻T4、 T5測量，測試段T. S后的制冷劑狀態(tài)由鉑電阻Tl和壓力變送器PS2測量，測試段T. S前的制冷劑狀態(tài)由T2測量，測試段T. S 制冷劑側(cè)壓力降由差壓變送器AP測量，電子膨脹閥EXV前制冷劑狀 態(tài)由鉑電阻T3和壓力變送器PS1測量，視鏡Sl和視鏡S2用于觀察 測試段的進(jìn)出口的制冷劑是否是純液態(tài)或純氣態(tài)。
換熱儲液器RT與冷源R2、水泵P5、電熱水箱H4等組成一個(gè)恒 溫控制回路控制換熱儲液器RT的蒸發(fā)壓力。換熱儲液器RT同時(shí)具有 儲液功能，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷劑充注量。
套管式換熱器HE3，水泵P2，電熱水箱H2， H3，冷源R1，組成 前端過冷處理回路。在實(shí)驗(yàn)管徑在9.52mm以上，計(jì)量泵大流量時(shí)， 關(guān)閉截止閥SV2，在換熱面積大時(shí)，試驗(yàn)段前入口處飽和壓力小于換 熱儲液器RT內(nèi)的壓力，此時(shí)保證在入口滿足制冷劑是液態(tài)，達(dá)到蒸 發(fā)條件。在實(shí)驗(yàn)管徑9.52mm以下，調(diào)整計(jì)量泵PO在大流量，手動調(diào) 節(jié)截止閥SV3，使得制冷劑回流，降低試驗(yàn)段入口處的制冷劑飽和壓 力，使得入口處過冷，而達(dá)到滿液蒸發(fā)。觀察質(zhì)量流量計(jì)的界面參數(shù)， 實(shí)時(shí)調(diào)整管內(nèi)流量的大小，完成測試。
換熱器HE2與水泵P3、電熱水箱H3等組成冷凝處理回路，當(dāng)進(jìn)
行蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把測試段蒸發(fā)的過熱制冷劑蒸汽冷卻成液態(tài)，冷源 Rl和水泵P4、電熱水箱H3組成一個(gè)恒溫水控制回路。
制冷劑的質(zhì)量流量由流量計(jì)G2測量，流量計(jì)G2入口聯(lián)接一液視 鏡S3;液壓計(jì)量泵P0入口聯(lián)接一液視鏡S4，出口聯(lián)接脈沖阻尼器，
消除出口壓力脈動。
制冷劑泵的流量可以在100^/加2.s ~ 400Xg/m2 s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；冷源是一組風(fēng)冷冷水機(jī)組，可以提供-5'C 25'C可調(diào)的恒溫冷凍水； 計(jì)算機(jī)測量控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC結(jié)合組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并分離出 管內(nèi)蒸發(fā)換熱系數(shù)。該實(shí)驗(yàn)裝置也可以用于測量銅管的管內(nèi)蒸發(fā)阻力 特性。
該裝置的測量和控制軟件采用臺達(dá)PLC結(jié)合組態(tài)軟件，界面直 觀，具有原理圖、控制面板、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、熱力計(jì)算、數(shù)據(jù)報(bào)表和 歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。
權(quán)利要求1.一種銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括制冷劑循環(huán)，測試段，水循環(huán)，恒溫控制回路，前端過冷處理回路，后端冷凝處理回路，計(jì)算機(jī)測量控制系統(tǒng)，其特征在于所述制冷劑循環(huán)由液壓式計(jì)量泵(P0)、套管換熱器(HE3)、電子膨脹閥(EXV)、測試段(T.S)、板式換熱器(HE2)、換熱儲液器(RT)串聯(lián)連接而成；所述冷卻水循環(huán)由泵(P1)和電熱水箱(H1)組成，其中，電熱水箱(H1)與泵(P1)，流量計(jì)(G1)串接后并接在測試段(T.S)的的兩端；所述恒溫控制回路由換熱儲液器(RT)與冷源(R2)、水泵(P5)、電熱水箱(H4)組成，并且并接在液壓式計(jì)量泵(P0)與板式換熱器(HE2)之間；所述前端過冷處理回路由套管式換熱器(HE3)，水泵(P2)，電熱水箱(H2，H3)，冷源(R1)組成，所述后端冷凝處理回路由換熱器(HE2)與水泵(P3)、電熱水箱(H3)組成，其中，板式換熱器(HE2)出水口通過電磁閥(SV1)，泵(P2)，電熱水箱(H2)與套管換熱器(HE3)的進(jìn)水口連接，套管換熱器(HE3)的出水口通過電熱水箱(H3)或冷源(R1)與水泵(P4)串接，水泵(P3)與板式換熱器(HE2)進(jìn)水口連接；測試段(T.S)由三段套管換熱器串聯(lián)而成，測試段(T.S)的套管進(jìn)出口兩端分別連接有用于測量水溫的鉑電阻(T4，T5)；測試段(T.S)后面連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻(T1)和壓力變送器(PS1)，測試段(T.S)前面連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻(T2)，測試段(T.S)前、后并接有用于測量制冷劑側(cè)壓力降的差壓變送器(ΔP)，電子膨脹閥(EXV)前面連接有用于測量制冷劑狀態(tài)的鉑電阻(T3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所 述液壓式計(jì)量泵(P0)與套管換熱器(HE3)之間連接有制冷劑質(zhì)量 流量計(jì)(G2)，制冷劑質(zhì)量流量計(jì)(G2)入口連接液視鏡(S3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所 述液壓計(jì)量泵(P0)入口連接液視鏡(S4)，出口連接脈沖阻尼器(B)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所 述液壓式計(jì)量泵(P0)與連接脈沖阻尼器(B)，液視鏡(S3)串連的 兩端并接有截止閥(SV3);液壓式計(jì)量泵(P0)與換熱器(HE2)之 間串接有截止閥(SV2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所 述測試段(T.S)由三段2000腿套管換熱器串聯(lián)而成，內(nèi)管是待測試 的銅管，外管是內(nèi)徑15mmPPR管，PPR管外徑為20mm， PPR管與內(nèi)管 之間接一銅管，壁厚3腦，銅管與PPR用玻璃膠粘連，PPR管外套為 不銹鋼管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種銅管管內(nèi)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括制冷劑循環(huán)，測試段，水循環(huán)，恒溫控制回路，前端過冷處理回路，冷凝處理回路，計(jì)算機(jī)測量控制系統(tǒng)。制冷劑循環(huán)由液壓式計(jì)量泵P0、套管換熱器HE3、電子膨脹閥EXV、測試段T.S.、板式換熱器HE2、換熱儲液器RT串聯(lián)連接而成；冷卻水循環(huán)由泵P1和電熱水箱H1組成，電熱水箱H1與泵P1，電磁流量計(jì)G1串接后并接在測試段的的兩端。本實(shí)用新型在進(jìn)行蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)，可以控制蒸發(fā)溫度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)段入口過冷度的調(diào)節(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量泵定流量實(shí)驗(yàn)管內(nèi)變流量的調(diào)節(jié)。數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)使用簡單、兼容開放，界面直觀、開發(fā)周期短。
文檔編號G01M99/00GK201397242SQ20092007065
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者張建國, 楊志強(qiáng), 偉 王, 王金鋒, 陶樂仁 申請人:上海理工大學(xué)