套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱交換領(lǐng)域，具體地涉及一種套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著環(huán)境問題的日趨嚴重，新型制冷劑的替代迫在眉睫，但原有換熱設(shè)備能否適用于新型工質(zhì)并且是否依舊具有高效換熱性能仍是未解之謎，為此需對現(xiàn)有換熱設(shè)備進行必要的性能測試。
[0003]對于套管式換熱器，性能測試系統(tǒng)多采用蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，但由于壓縮機的限制，僅能限于對一種制冷劑進行測試，并且較難控制試驗段進、出口處的狀態(tài)，從而無法對針對工況進行設(shè)定。
[0004]而對于某些特定的單管性能測試系統(tǒng)，由于設(shè)備選型的簡陋，僅能滿足單一換熱條件，適用性有限，并不能得到廣泛推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型提供一種套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的某個或多個缺陷。
[0006]本實用新型提供一種套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝實驗平臺，包括:
[0007]制冷劑回路系統(tǒng)，制冷劑在制冷劑回路系統(tǒng)中流動，并且制冷劑回路系統(tǒng)包括前部換熱器、測試段、后部換熱器、儲液器、制冷劑栗；
[0008]冷水機組系統(tǒng)，冷水機組系統(tǒng)在制冷劑回路系統(tǒng)的測試段處與制冷劑回路系統(tǒng)連接，并且包括水栗、冷水機組加熱器和冷水機組換熱器；
[0009]載冷劑循環(huán)系統(tǒng)，載冷劑在載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中流動，并且載冷劑的流向能夠通過調(diào)節(jié)閥來改變，該載冷劑循環(huán)系統(tǒng)能夠分別與制冷劑回路系統(tǒng)中的前部換熱器、測試段、后部換熱器和儲液器連接，以與制冷劑回路系統(tǒng)中的制冷劑進行熱交換；以及
[0010]計算機控制系統(tǒng)，該計算機控制系統(tǒng)用于實現(xiàn)對套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝實驗平臺的控制。
[0011]根據(jù)本實用新型的套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺，在不更換實驗設(shè)備且不增加額外成本的前提下，可對同一制冷工質(zhì)、換熱管道進行沸騰/冷凝試驗。
[0012]在本實用新型的一個具體實施例中，當(dāng)載冷劑循環(huán)系統(tǒng)與后部換熱器和儲液器連接時，從儲液器流出的制冷劑可以在測試段處被加熱沸騰，并且被加熱沸騰的制冷劑可以在后部換熱器處被載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑凝結(jié)，從而能夠進行沸騰實驗。
[0013]在本實用新型的一個具體實施例中，當(dāng)載冷劑循環(huán)系統(tǒng)與前部換熱器和冷水機組換熱器連接時，從儲液器流出的制冷劑可以在前部換熱器處被加熱成氣體，并且可以在測試段處被載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑凝結(jié)，從而能夠進行冷凝實驗。
[0014]在本實用新型的一個具體實施例中，制冷劑回路系統(tǒng)還可以包括制冷回路加熱器，該制冷回路加熱器位于前部換熱器和測試段之間，該制冷回路加熱器用于調(diào)節(jié)加熱量，從而精確地供給制冷劑的流量。
[0015]在本實用新型的一個具體實施例中，制冷劑回路系統(tǒng)中的前部換熱器、測試段、后部換熱器和儲液器均可包括視液鏡，以觀察制冷劑所處狀態(tài)，從而能夠方便且直觀地觀測制冷劑在進出相應(yīng)階段時所處的狀態(tài)。
[0016]在本實用新型的一個具體實施例中，制冷劑回路系統(tǒng)中制冷劑的流量可以在18至180kg/h的范圍內(nèi)，水冷機組系統(tǒng)能夠提供14.4kw的制冷量，從而能夠大副度降低載冷劑的溫度，例如，當(dāng)載冷劑為35%的乙二醇溶液時，其溫度最低可達-7°C。
[0017]在本實用新型的一個具體實施例中，冷水機組系統(tǒng)還可以包括膨脹水箱，膨脹水箱用于補充系統(tǒng)的水循環(huán)量，通過具有該結(jié)構(gòu)特征，能夠使系統(tǒng)工作平穩(wěn)。
[0018]本實用新型提供的套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺可使不同實驗運行時對同一設(shè)備進行重復(fù)性利用，無需搭建新實驗臺，并用水冷機組提供的載冷劑與系統(tǒng)內(nèi)部換熱器進行熱量交換，以滿足實驗工況需求。
【附圖說明】
[0019]附圖是示出本實用新型的套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺的總體示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖詳細地描述本實用新型的套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺的【具體實施方式】。
[0021]附圖是示出本實用新型的套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝換熱性能測試平臺的總體示意圖。
[0022]該套管式換熱器管內(nèi)沸騰/冷凝實驗平臺包括:制冷劑回路系統(tǒng)、冷水機組系統(tǒng)、載冷劑循環(huán)系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)。
[0023]如附圖所示，制冷劑回路系統(tǒng)包括制冷劑栗BR1、質(zhì)量流量計GR1、蒸發(fā)換熱器(也稱為前部換熱器)HEl，電加熱器(制冷回路加熱器)H3、熱能膨脹閥EXV、實驗測試段(或測試段)T.S、冷凝換熱器(也稱為后部換熱器)HE3、儲液器RT。
[0024]在附圖所示的管內(nèi)沸騰/冷凝實驗平臺中，熱能膨脹閥EXV為多個，包括位于測試段的進口和出口入的EXVl和EXV2。由制冷劑栗BRl代替壓縮機提供整個回路的動力。質(zhì)量流量計GRl測量制冷劑的流量。具有儲液功能的儲液器RT可根據(jù)實驗要求自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中制冷劑的充注量，并對該儲液器RT中的制冷劑進行過冷處理，通過視液鏡SI觀察制冷劑所處狀態(tài)，確保質(zhì)量流量計GRl所測數(shù)據(jù)的精確度。
[0025]冷水機組系統(tǒng)在制冷劑回路系統(tǒng)的測試段處與制制冷劑回路系統(tǒng)連接。冷水機組系統(tǒng)(水循環(huán))包括膨脹水箱ET、水栗BW2、電加熱器(冷水機組加熱器)H2、電磁流量計GWl、板式換熱器(冷水機組換熱器)HE2。
[0026]膨脹水箱ET主要用于補充系統(tǒng)水循環(huán)量，電加熱器H2主要用于沸騰實驗加熱，且可根據(jù)板式換熱器HE2的換熱效果與設(shè)定工況間的差距對水循環(huán)進行修正加熱。試驗測試段內(nèi)管為待測銅管，外管為不銹鋼管，制冷劑在內(nèi)管流動，水在環(huán)形管道內(nèi)流動，并且二者呈逆向流，從而能夠進行熱交換。
[0027]制冷劑測試前的狀態(tài)由參數(shù)T5、P3確定，測試后的狀態(tài)由T4、P4確定，從而可由P3、P4計算得到測試端的壓降，并且水循環(huán)中水的進出口水溫由鉑電阻T1、T2測量，進口壓力由Pl獲得。
[0028]該冷水機組系統(tǒng)還包括視液鏡S3和S4，視液鏡S3和S4位于試驗測試段的進出口處，用于觀測制冷劑在進出試驗測試段所處的狀態(tài)。
[0029]載冷劑在載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中流動，該載冷劑循環(huán)系統(tǒng)能夠分別與制冷劑回路系統(tǒng)中的前部換熱器HEl、測試段T.S、后部換熱器ΗΕ3和儲液器RT連接，以與制冷劑回路系統(tǒng)中的制冷劑進行熱交換，并且通過調(diào)節(jié)電磁閥、球閥等改變載冷劑在管路中