专利名称：地表水换热器换热量测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地表水水源热泵系统地表水换热器换热量测试仪器，尤其是涉及一种地表水换热器换热量测试仪。
背景技术：
水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊)，或者是人工再生水源(工业废水、地热尾水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵技术利用热泵机组实现低温位热能向高温位转移，将水体和地层蓄能分别在冬、夏季作为供暖的热源和空调的冷源。在冬季，把水体和地层中的热量"取"出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到水体和地层中去。地表浅层温度较为恒定的特性，使得热泵机组的运行更加可靠和稳定，也保证了系统的高效性和经济性。由于地表水水源热泵空调系统具有高效节能和经济性的特点，近年水源热泵得到了广泛的应用。水源热泵系统中地表水换热器的性能对该系统高效运行有决定性的影响， 所以地表水换热器的优化设计至关重要。但是，地表水换热器换热性能与现场条件如水面积大小、深度、全年水温、水流速、水质以及换热器形式等因素相关，所以准确地测量地表水换热器换热量，并与热泵机组进行匹配设计是地表水源热泵系统推广和应用中的关键技术和核心问题。目前，关于地埋管换热器换热量测试技术已有不少了，如土壤源热泵地埋管换热器换热能力的数字化测试装置(专利号ZL 200720096974. X)、一种便携式测试地埋管换热器换热能力的测试装置(专利号ZL 200820151891.0)、一种地源热泵地埋管换热量测试仪 (专利号ZL 200820065709. X)等，但是这些测试技术只能针对土壤源埋管换热器的换热量测试，不能测试地表水如海水、江水、湖水的换热器换热量，主要原因是在部分地区如哈尔宾、大连如海水、江水、湖水等的水面出现结冰的现象或地表水温度接近零度时，地表水换热器管内的水一般加入防冻液，而且水源热泵机组运行制热工况时，地表水换热器管内水溶液温度可能低于零度以下。所以以上测试技术是不能用于测量地表水换热器换热量。而关于地表水换热器换热量的检测技术目前还是一片空白，缺乏相应检测方法和手段。所以研究开发地表水换热器换热量测试仪是优化水源热泵设计与施工的关键，也是推广应用水源热泵系统的趋势所在。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以准确地用于现场直接测量不同形式地表水换热器单位管长换热量和总换热量的测试仪，可以测试水源热泵空调系统向地表水放热或取热量两种模式下的地表水换热器的换热量。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现地表水换热器换热量测试仪，其特征在于，该测试仪包括风冷制冷机组、循环水泵、阀门、水-水换热器、带温控电加热器、保温水箱、流量计、温度传感器、地表水换热器及制冷机组控制器，所述的风冷制冷机组经管道与水-水换热器连接，该水-水换热器设在保温水箱中，保温水箱中设有带温控电加热器，风冷制冷机组与水-水换热器之间的管道上设有阀门及循环水泵，保温水箱经管道与地表水换热器连接，管道上设有循环水泵、流量计、阀门及温度传感器，所述的地表水换热器设在保温水箱内。所述的风冷制冷机组可以制取-10°C乙二醇水溶液，该风冷制冷机组采用变频控制可以调节制冷量，满足不同吸热量测试要求。所述的循环水泵采用变频控制可以调节水流量，满足地表水换热器不同流量的测试要求。所述的带温控电加热器采用分级控制加热，不仅可以微调保温水箱水温，而且可以满足地表水换热器不同释热量和不同水温的测试要求。所述的制冷时，冷冻水管内、水-水换热器、保温水箱和被测水系统管内以及被测换热器的水溶液都添加防冻剂。所述的防冻剂包括乙二醇。所述的流量计及温度传感器与数据采集器或电脑连接，实现地表水换热器进出水温度和流量数据实现自动采集。模拟夏季工况时，向地表水放热的装置为电加热器，启动电加热器把水箱中的水加热到设定温度，循环水泵驱动水流至地表水换热器中，通过地表水换热后又流回保温水箱中，测得循环水流经地表水换热器前后的温差和流量，即可计算得到地表水换热器换热量或单位管长换热量。模拟冬季工况时，向地表水吸取热量的装置为风冷制冷机组，启动风冷制冷机组把水箱中的水冷却到设定温度，循环水泵驱动水流至地表水换热器中，通过地表水换热后又流回保温水箱中，测得循环水流经地表水换热器前后的温差和流量，即可计算得到地表水换热器换热量或单位管长换热量。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点地表水换热器换热量测试仪可准确测量水源热泵系统地表水换热器向地表水散热和吸热两种模式下的换热器换热量大�。晌慈缺孟低车纳杓铺峁┳既返幕咀柿虾鸵谰荩欣诘乇硭巢愕厝茸试吹暮侠砜⒗茫也馐陨璞富菇峁辜虻ィ哂幸欢ǖ挠τ猛乒慵壑�。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例地表水换热器换热量测试仪，其结构如图1所示，该测试仪包括风冷制冷机组1、 循环水泵、阀门、水-水换热器5、带温控电加热器6、保温水箱14、循环水泵7、流量计8、温度传感器、地表水换热器13及制冷机组控制器16，风冷制冷机组1经管道与水-水换热器 5连接，该水-水换热器5设在保温水箱14中，保温水箱14中设有带温控电加热器6，顶部设有搅拌器15。风冷制冷机组1与水-水换热器5之间的管道上设有阀门3、阀门4及循环水泵2，保温水箱14经管道与地表水换热器13连接，管道上设有循环水泵7、流量计8、温度传感器9、阀门10及阀门11、温度传感器12，地表水换热器13设在保温水箱14内，制冷机组控制器16设在风冷制冷机组1及设有水-水换热器5的保温水箱14之间。风冷制冷机组1可以制取-10°C冷冻水(加有防冻液)，该风冷制冷机组采用变频控制可以调节制冷量，满足不同吸热量测试要求。循环水泵采用变频控制可以调节水流量， 满足地表水换热器不同流量的测试要求。带温控电加热器采用分级控制加热，不仅可以微调保温水箱水温，而且可以满足地表水换热器不同释热量和不同水温的测试要求。风冷制冷机组1的冷冻水管内、水-水换热器5、保温水箱14和被测水系统管内以及被测换热器的水溶液都添加防冻剂乙二醇。流量计及温度传感器与数据采集器或电脑连接，实现地表水换热器进出水温度和流量数据实现自动采集。冬季地表水换热器吸热时测量换热器换热量工作流程测量地表水换热器冬季换热量时，开启阀门3、阀门4，启动循环水泵2和风冷制冷机组1，通过水-水换热器5把保温水箱14中的水冷却到设定温度；然后开启阀门10、阀门 11，启动循环水泵7驱动水流至地表水换热器13中，与地表水进行换热后又流回保温水箱 14中，当地表水换热器13与地表水换热稳定后，测得温度传感器9和温度传感器12温度和流量计8，即可计算得到地表水换热器换热量或单位管长换热量。夏季地表水换热器释热时测量换热器换热量工作流程测量地表水换热器夏季换热量时，开启阀门10、阀门11，启动带温控电加热器6， 启动循环水泵7驱动水流至地表水换热器13中，与地表水进行换热后又流回保温水箱14 中，当地表水换热器与地表水换热稳定后，测得温度传感器9和温度传感器12温度和流量计8，即可计算得到地表水换热器换热量或单位管长换热量。地表水换热器换热量计算Q = CpX P XLX At式中，Q-地表水换热器换热量，kff ;Cp-水的比热，kj/kg. °C;P-水的密度，kg/m3 ； L-循环水流量，m3/s ； Δ t-换热器出水与进水温差，V。(2)地表水换热器单位长度的平均换热量计算q = Q/1式中，Q-地表水换热器单位长度换热量，kff ；1-地表水换热器总长度，m。
权利要求1.地表水换热器换热量测试仪，其特征在于，该测试仪包括风冷制冷机组、循环水泵、 阀门、水-水换热器、带温控电加热器、保温水箱、流量计、温度传感器、地表水换热器及制冷机组控制器，所述的风冷制冷机组经管道与水-水换热器连接，该水-水换热器设在保温水箱中，保温水箱中设有带温控电加热器，风冷制冷机组与水-水换热器之间的管道上设有阀门及循环水泵，保温水箱经管道与地表水换热器连接，管道上设有循环水泵、流量计、 阀门及温度传感器，所述的地表水换热器测试仪测量地表水换热器吸热量时保温水箱中加入防冻剂。
2.根据权利要求1所述的地表水换热器换热量测试仪，其特征在于，所述的风冷制冷机组为变频控制的制冷机组。
3.根据权利要求1所述的地表水换热器换热量测试仪，其特征在于，所述的循环水泵为变频控制的循环水泵。
4.根据权利要求1所述的地表水换热器换热量测试仪，其特征在于，所述的带温控电加热器为分级控制加热的电加热器。
5.根据权利要求1所述的地表水换热器换热量测试仪，其特征在于，所述的流量计及温度传感器与数据采集器或电脑连接。
专利摘要本实用新型涉及地表水换热器换热量测试仪，包括风冷制冷机组、循环水泵、阀门、水-水换热器、带温控电加热器、保温水箱、流量计、温度传感器、地表水换热器及制冷机组控制器，冷冻水系统和被测水系统添加防冻剂。与现有技术相比，本实用新型可准确测量地表水水源热泵系统地表水换热器向地表水散热和吸热两种模式下的换热器换热量大�。晌慈缺孟低车纳杓铺峁┳既返幕咀柿希静馐砸瞧饔欣诘乇硭巢愕厝茸试吹暮侠砜⒗茫也馐陨璞富菇峁辜虻ィ哂幸欢ǖ挠τ猛乒慵壑�。
文档编号G01K17/08GK202119617SQ201120153729
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者傅允准 申请人:上海工程技术大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
