专利名称：铜管管内蒸发实验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蒸发实验系统，特别是可以实现蒸发试验段 前端的过冷度调节，以及满足在小管径小流量时，制冷剂泵的大流量 调节的管内蒸发实验系统。
背景技术：
为了提高换热器的效率，减小换热器的尺寸，铜管的强化换热技 术得到不断的发展，各种各样的强化换热铜管被开发出来，为此，需 要一种方法和装置测量铜管的管内蒸发换热系数，以验证设计，并为 换热器设计提供参考。当前，许多管内蒸发和冷凝实验装置采用蒸汽 压縮式制冷循环，不能满足多种制冷剂在管内蒸发实验。由于管内蒸 发的复杂性，这方面的研究许多仍以理论分析为主，因此需求一种专 门的实验测试装置。 发明内容
本实用新型是要解决铜管管内蒸发测量的技术问题，而提出一种 利用液压计量泵循环同时可以实现蒸发状态模拟的铜管管内蒸发实 验系统，该系统在进行蒸发实验时，可以调控蒸发温度，同时满足对 各种实验管型的变流量调节。
本实用新型的技术方案是 一种铜管管内蒸发实验系统，包括 制冷剂循环，测试段，水循环，恒温控制回路，前端过冷处理回路，
4冷凝处理回路，计算机测量控制系统，其特点是制冷剂循环由液压 式计量泵P0、套管换热器HE3、电子膨胀阀EXV、测试段T.S.、板式 换热器HE2、换热储液器RT串联连接而成；水循环由泵P1和电热水 箱H1组成，其中，电热水箱H1与泵P1，流量计G1串接后并接在测 试段的的两端，恒温控制回路由换热储液器RT与冷源R2、水泵P5、 电热水箱H4组成，并且并接在液压式计量泵P0与板式换热器HE2之 间；前端过冷处理回路由套管式换热器HE3，水泵P2，电热水箱H2， H3，冷源R1组成，冷凝处理回路由换热器HE2与水泵P3、电热水箱 H3组成，其中，板式换热器HE2出水口通过电磁阀SV1，泵P2，电 热水箱H2与套管换热器HE3的进水口连接，套管换热器HE3的出水 口通过电热水箱H3或冷源Rl与水泵P4串接，水泵P3与板式换热器 HE2进水口连接；测试段由三段套管换热器串联而成，测试段的套管 进出口两端分别连接有用于测量水温的铂电阻T4、 T5 ;测试段后面 连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻Tl和压力变送器PS1，测试段 前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T2，测试段前、后并接有 用于测量制冷剂侧压力降的差压变送器AP，电子膨胀阀EXV前面连 接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T3。
液压式计量泵P0与套管换热器HE3之间连接有制冷剂质量流量计G2 ， 制冷剂质量流量计G2入口连接液视镜S3;液压计量泵P0入口连接 液视镜S4，出口连接脉冲阻尼器B;液压式计量泵P0与连接脉冲阻 尼器B，液视镜S3串连两端并接有截止阀SV3;液压式计量泵P0与 换热器HE2之间串接有截止阀SV2;测试段由三段2000mm套管换器串联而成，内管是待测试的铜管，外管是内径15mmPPR管，PPR管 外径为20mm， PPR管与内管之间接一铜管，壁厚3mm，铜管与PPR用 玻璃胶粘连，PPR管外套为不锈钢管。
本实用新型的有益效果在于在进行蒸发实验，可以控制蒸发温 度，同时实现试验段入口过冷度的调节，还可以实现计量泵定流量实 验管内变流量的调节。数据采集控制系统使用简单、兼容开放，界面 直观、开发周期短。
图l是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。 如图1所示，本实用新型的铜管管内蒸发实验系统，包括套管 式水/制冷剂蒸发、制冷剂流体处理服务器、冷源、计算机测量控制 系统等四部分组成。制冷剂流体处理服务器由蒸发器、储液罐、制冷 剂泵等部件。
铜管管内蒸发实验系统由制冷剂循环，测试段，水循环，恒温 控制回路，前端过冷处理回路，冷凝处理回路等组成。制冷剂循环由 液压式计量泵PO、套管换热器HE3、电子膨胀阀EXV、测试段T. S、 板式换热器HE2、换热储液器RT串联连接而成；水循环由泵P1和电 热水箱H1组成，其中，电热水箱H1与泵P1，流量计G1串接后并接 在测试段的的两端，恒温控制回路由换热储液器RT与冷源R2、水泵 P5、电热水箱H4组成，并且并接在液压式计量泵PO与板式换热器服2之间；前端过冷处理回路由套管式换热器HE3，水泵P2，电热水 箱H2， H3，冷源R1组成，冷凝处理回路由换热器HE2与水泵P3、电 热水箱H3组成，其中，板式换热器服2出水口通过电磁阀SV1，泵 P2，电热水箱H2与套管换热器HE3的进水口连接，套管换热器HE3 的出水口通过电热水箱H3或冷源Rl与水泵P4串接，水泵P3与板式 换热器服2进水口连接；测试段由三段套管换热器串联而成，测试段 的套管进出口两端分别连接有用于测量水温的铂电阻T4、 T5 ;测试 段后面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻Tl和压力变送器PS1， 测试段T. S前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T2，测试段T. S 前、后并接有用于测量制冷剂侧压力降的差压变送器AP,电子膨胀 阀EXV前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻T3。
液压式计量泵P0与套管换热器HE3之间连接有制冷剂质量流量 计G2，制冷剂质量流量计G2入口连接液视镜S3;液压计量泵P0入 口连接液视镜S4，出口连接脉冲阻尼器B;液压式计量泵PO与连接 脉冲阻尼器B，液视镜S3串连两端并接有截止阀SV3;液压式计量泵 P0与换热器HE2之间串接有截止阀SV2。
测试段T. S由三段2000mm套管换热器串联而成，内管是待测试的铜 管，外管是内径15mmPPR管，PPR管外径为20rnm， PPR管与内管之间 接一铜管，壁厚3mm，铜管与PPR用玻璃胶粘连，PPR管外套为不锈 钢管。制冷剂在内管流动，水在套环内流动，冷却水循环由泵P1和 电热水箱H1组成，水的流量由流量计G1测量，套管的进出口水温由 铂电阻T4、 T5测量，测试段T. S后的制冷剂状态由铂电阻Tl和压力变送器PS2测量，测试段T. S前的制冷剂状态由T2测量，测试段T. S 制冷剂侧压力降由差压变送器AP测量，电子膨胀阀EXV前制冷剂状 态由铂电阻T3和压力变送器PS1测量，视镜Sl和视镜S2用于观察 测试段的进出口的制冷剂是否是纯液态或纯气态。
换热储液器RT与冷源R2、水泵P5、电热水箱H4等组成一个恒 温控制回路控制换热储液器RT的蒸发压力。换热储液器RT同时具有 储液功能，自动调节系统的制冷剂充注量。
套管式换热器HE3，水泵P2，电热水箱H2， H3，冷源R1，组成 前端过冷处理回路。在实验管径在9.52mm以上，计量泵大流量时， 关闭截止阀SV2，在换热面积大时，试验段前入口处饱和压力小于换 热储液器RT内的压力，此时保证在入口满足制冷剂是液态，达到蒸 发条件。在实验管径9.52mm以下，调整计量泵PO在大流量，手动调 节截止阀SV3，使得制冷剂回流，降低试验段入口处的制冷剂饱和压 力，使得入口处过冷，而达到满液蒸发。观察质量流量计的界面参数， 实时调整管内流量的大�。瓿刹馐浴�
换热器HE2与水泵P3、电热水箱H3等组成冷凝处理回路，当进
行蒸发实验时，把测试段蒸发的过热制冷剂蒸汽冷却成液态，冷源 Rl和水泵P4、电热水箱H3组成一个恒温水控制回路。
制冷剂的质量流量由流量计G2测量，流量计G2入口联接一液视 镜S3;液压计量泵P0入口联接一液视镜S4，出口联接脉冲阻尼器，
消除出口压力脉动。
制冷剂泵的流量可以在100^/加2.s ~ 400Xg/m2 s范围内调节；冷源是一组风冷冷水机组，可以提供-5'C 25'C可调的恒温冷冻水； 计算机测量控制系统应用PLC结合组态软件实现数据采集，并分离出 管内蒸发换热系数。该实验装置也可以用于测量铜管的管内蒸发阻力 特性。
该装置的测量和控制软件采用台达PLC结合组态软件，界面直 观，具有原理图、控制面板、实时数据曲线、热力计算、数据报表和 历史数据查询等功能。
权利要求1.一种铜管管内蒸发实验系统，包括制冷剂循环，测试段，水循环，恒温控制回路，前端过冷处理回路，后端冷凝处理回路，计算机测量控制系统，其特征在于所述制冷剂循环由液压式计量泵(P0)、套管换热器(HE3)、电子膨胀阀(EXV)、测试段(T.S)、板式换热器(HE2)、换热储液器(RT)串联连接而成；所述冷却水循环由泵(P1)和电热水箱(H1)组成，其中，电热水箱(H1)与泵(P1)，流量计(G1)串接后并接在测试段(T.S)的的两端；所述恒温控制回路由换热储液器(RT)与冷源(R2)、水泵(P5)、电热水箱(H4)组成，并且并接在液压式计量泵(P0)与板式换热器(HE2)之间；所述前端过冷处理回路由套管式换热器(HE3)，水泵(P2)，电热水箱(H2，H3)，冷源(R1)组成，所述后端冷凝处理回路由换热器(HE2)与水泵(P3)、电热水箱(H3)组成，其中，板式换热器(HE2)出水口通过电磁阀(SV1)，泵(P2)，电热水箱(H2)与套管换热器(HE3)的进水口连接，套管换热器(HE3)的出水口通过电热水箱(H3)或冷源(R1)与水泵(P4)串接，水泵(P3)与板式换热器(HE2)进水口连接；测试段(T.S)由三段套管换热器串联而成，测试段(T.S)的套管进出口两端分别连接有用于测量水温的铂电阻(T4，T5)；测试段(T.S)后面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻(T1)和压力变送器(PS1)，测试段(T.S)前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻(T2)，测试段(T.S)前、后并接有用于测量制冷剂侧压力降的差压变送器(ΔP)，电子膨胀阀(EXV)前面连接有用于测量制冷剂状态的铂电阻(T3)。
2. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统，其特征在于所 述液压式计量泵(P0)与套管换热器(HE3)之间连接有制冷剂质量 流量计(G2)，制冷剂质量流量计(G2)入口连接液视镜(S3)。
3. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统，其特征在于所 述液压计量泵(P0)入口连接液视镜(S4)，出口连接脉冲阻尼器(B)。
4. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统，其特征在于所 述液压式计量泵(P0)与连接脉冲阻尼器(B)，液视镜(S3)串连的 两端并接有截止阀(SV3);液压式计量泵(P0)与换热器(HE2)之 间串接有截止阀(SV2)。
5. 根据权利要求1所述的铜管管内蒸发实验系统，其特征在于所 述测试段(T.S)由三段2000腿套管换热器串联而成，内管是待测试 的铜管，外管是内径15mmPPR管，PPR管外径为20mm， PPR管与内管 之间接一铜管，壁厚3腦，铜管与PPR用玻璃胶粘连，PPR管外套为 不锈钢管。
专利摘要本实用新型涉及一种铜管管内蒸发实验系统，包括制冷剂循环，测试段，水循环，恒温控制回路，前端过冷处理回路，冷凝处理回路，计算机测量控制系统。制冷剂循环由液压式计量泵P0、套管换热器HE3、电子膨胀阀EXV、测试段T.S.、板式换热器HE2、换热储液器RT串联连接而成；冷却水循环由泵P1和电热水箱H1组成，电热水箱H1与泵P1，电磁流量计G1串接后并接在测试段的的两端。本实用新型在进行蒸发实验，可以控制蒸发温度，同时实现试验段入口过冷度的调节，还可以实现计量泵定流量实验管内变流量的调节。数据采集控制系统使用简单、兼容开放，界面直观、开发周期短。
文档编号G01M99/00GK201397242SQ20092007065
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者张建国, 杨志强, 伟 王, 王金锋, 陶乐仁 申请人:上海理工大学
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