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原文传递一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置及测试方法

专利名称：	一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置及测试方法
摘要：	本发明涉及检测领域，具体是一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置及测试方法，沿制冷剂流动方向，蒸发模块、气液分离器、涡旋压缩机、油气分离器、冷凝模块以及储液器依次连接以构成制冷剂回路；所述冷凝模块包括并联布置的第一冷凝支路以及第二冷凝支路，第一冷凝支路上布置有旁路冷凝器，第二冷凝支路上沿制冷剂流动方向依次布置有预冷器、待测冷凝器以及过冷器，旁路冷凝器、预冷器、待测冷凝器以及过冷器均通过冷却水回路冷却；冷凝模块的上游端和/或下游端安装有冷凝质量流量计；本发明可同时对蒸发器以及冷凝器进行传热膜系数测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥通用机械研究院有限公司
发明人：	宋嘉梁;张中清;陈永东;崔云龙;倪利刚
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-18T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202310884162.5
公开号：	CN117074460A
代理机构：	合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	马舒;王挺
分类号：	G01N25/20;G;G01;G01N;G01N25;G01N25/20
申请人地址：	230031 安徽省合肥市蜀山区长江西路888号
主权项：	1.一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，沿制冷剂流动方向，蒸发模块、气液分离器(1)、涡旋压缩机(2)、油气分离器(3)、冷凝模块以及储液器(5)依次连接以构成制冷剂回路；所述冷凝模块包括并联布置的第一冷凝支路以及第二冷凝支路，第一冷凝支路上布置有旁路冷凝器(71)，第二冷凝支路上沿制冷剂流动方向依次布置有预冷器(721)、待测冷凝器(72)以及过冷器(722)，旁路冷凝器(71)、预冷器(721)、待测冷凝器(72)以及过冷器(722)均通过冷却水回路冷却；冷凝模块的上游端和/或下游端安装有冷凝质量流量计(4)；所述蒸发模块包括并联布置的第一蒸发支路以及第二蒸发支路，第一蒸发支路上布置有旁路蒸发器(81)，第二蒸发支路上沿制冷剂流动方向依次布置有预热器(821)、待测蒸发器(82)以及过热器(822)，旁路蒸发器(81)、预热器(821)、待测蒸发器(82)以及过热器(822)均通过电加热水回路加热；蒸发模块的上游端和/或下游端安装有蒸发质量流量计(6)；所述制冷剂回路内布置有检测制冷剂温度以及压力参数的温度以及压力传感器；第一冷凝支路与第二冷凝支路择一开启，第一蒸发支路与第二蒸发支路择一开启，第一冷凝支路与第一蒸发支路的的启闭状态相反。 2.根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，所述旁路冷凝器(71)、预冷器(721)、待测冷凝器(72)以及过冷器(722)均通过冷却水箱(73)与冷水机组(74)连通，以构成冷却水回路；所述旁路冷凝器(71)、预冷器(721)、待测冷凝器(72)以及过冷器(722)均通过输送管路以及回流管路与冷却水箱(73)连接以构成循环，与冷却水箱(73)连接的各输送管路和/或回流管路上布置有输送泵、流量计以及温度传感器。 3.根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，所述旁路蒸发器(81)、预热器(821)、待测蒸发器(82)以及过热器(822)均通过输送管路以及回流管路与电加热水箱(83)连通，以构成冷却水回路；与电加热水箱(83)连接的各输送管路和/或回流管路上布置有输送泵、流量计以及温度传感器。 4.根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，第一冷凝支路、第二冷凝支路、第一蒸发支路以及第二蒸发支路均在入口处布置有电动球阀以控制支路启闭；蒸发模块的上游端布置有电子膨胀阀。 5.根据权利要求1所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置，其特征在于，预冷器(721)、待测冷凝器(72)以及过冷器(722)的进出口处均安装有温度以及压力传感器；预热器(821)、待测蒸发器(82)以及过热器(822)的进出口处均安装有温度以及压力传感器。 6.一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、安装如权利要求1～5中任意一项所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置； S2、开启第二冷凝支路以及第一蒸发支路，关闭第一冷凝支路以及第二蒸发支路，对待测冷凝器(72)进行传热膜系数测试； S3、关闭第二冷凝支路以及第一蒸发支路，开启第一冷凝支路以及第二蒸发支路，对待测蒸发器(82)进行传热膜系数测试。 7.根据权利要求6所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，S2的具体步骤为： S21、根据预冷器(721)入口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到预冷器(721)的入口焓值h1入；计算预冷器(721)的冷却水换热量Q1： Q1＝cMw1(Tw1,out-Tw1,in)；其中，c为水的定压比热； Mw1为冷却水箱(73)与预冷器(721)换热的冷却水流量； Tw1,in为冷却水箱(73)与预冷器(721)连接进口处的冷却水温度； Tw1,out为冷却水箱(73)与预冷器(721)连接出口处的冷却水温度；预冷器(721)的出口焓值h1出为： h1出＝h1入-Q1/Mc；其中，Mc为制冷剂的冷凝质量流量；预冷器(721)的出口焓值h1出即为待测冷凝器(72)的入口焓值hc入，根据待测冷凝器(72)入口处的压力、温度以及入口焓值hc入，查制冷剂物性表得到待测冷凝器(72)入口处的干度； S22、根据过冷器(722)出口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到过冷器(722)的出口焓值h2出：计算过冷器(722)的冷却水换热量Q2： Q2＝cMw2(Tw2,out-Tw2,in) 其中，c为水的定压比热； Mw2为冷却水箱(73)与过冷器(722)换热的冷却水流量； Tw2,in为冷却水箱(73)与过冷器(722)连接进口处的冷却水温度； Tw2,out为冷却水箱(73)与过冷器(722)连接出口处的冷却水温度；过冷器(722)的入口焓值h2入为： h2入＝h2出+Q2/Mc；其中，Mc为制冷剂的冷凝质量流量；过冷器(722)的入口焓值h2入即为待测冷凝器(72)的出口焓值hc出，根据待测冷凝器(72)出口处的压力、温度以及出口焓值hc出，查制冷剂物性表得到待测冷凝器(72)出口处的干度； S23、待测冷凝器(72)的传热膜系数h1为： h1＝Mc(hc入-hc出)/A1(Tb1-Tw1) 其中，A1为待测冷凝器(72)的换热面积； Tw1为待测冷凝器(72)内传热元件的平均壁面温度； Tb1为制冷剂的冷凝温度。 8.根据权利要求7所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，在步骤S22以及步骤S23中，需保证待测冷凝器(72)的入口干度以及出口干度数值在0～1的范围内，再计算待测冷凝器(72)的传热膜系数。 9.根据权利要求6所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，S3的具体步骤为： S31、根据预热器(821)入口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到预热器(821)的入口焓值h3入；计算预热器(821)的电加热水换热量Q3： Q3＝cMw3(Tw3,in-Tw3,out)；其中，c为水的定压比热； Mw3为电加热水箱(83)与预热器(821)换热的电加热水流量； Tw3,in为电加热水箱(83)与预热器(821)连接进口处的电加热水温度； Tw3,out为电加热水箱(83)与预热器(821)连接出口处的电加热水温度；预热器(821)的出口焓值h3出为： h3出＝h3入+Q3/Me；其中，Me为制冷剂的蒸发质量流量；预热器(821)的出口焓值h3出即为待测蒸发器(82)的入口焓值he入，根据待测蒸发器(82)入口处的压力、温度以及入口焓值he入，查制冷剂物性表得到待测蒸发器(82)入口处的干度； S32、根据过热器(822)出口处的温度以及压力参数，查制冷剂物性表得到过热器(822)的出口焓值h4出：计算过热器(822)的电加热水换热量Q4： Q4＝cMw4(Tw4,in-Tw4,out) 其中，c为水的定压比热； Mw4为电加热水箱(83)与过热器(822)换热的电加热水流量； Tw4,in为电加热水箱(83)与过热器(822)连接进口处的电加热水温度； Tw4,out为电加热水箱(83)与过热器(822)连接出口处的电加热水温度；过热器(822)的入口焓值h4入为： h4入＝h4出-Q4/Me；其中，Me为制冷剂的蒸发质量流量；过热器(822)的入口焓值h4入即为待测蒸发器(82)的出口焓值he出，根据待测蒸发器(82)出口处的压力、温度以及出口焓值he出，查制冷剂物性表得到待测蒸发器(82)出口处的干度； S33、待测蒸发器(82)的传热膜系数h2为： h2＝Me(he出-he入)/A2(Tw2-Tb2) 其中，A2为待测蒸发器(82)的换热面积； Tw2为待测蒸发器(82)内传热元件的平均壁面温度； Tb2为制冷剂的蒸发温度。 10.根据权利要求9所述的一种热泵空调系统的传热膜系数测试装置的测试方法，其特征在于，在步骤S32以及步骤S33中，需保证待测蒸发器(82)的入口干度以及出口干度数值在0～1的范围内，再计算待测蒸发器(82)的传热膜系数。
所属类别：	发明专利