本发明专利技术属于防除冰试验技术领域，涉及一种用于结冰模拟试验设备的换热装置及方法。本发明专利技术结冰模拟设备的换热装置包括换热器、入口及出口管路、入口及出口温度传感器、粗调阀、精调阀、流量计及流量控制阀等。根据试验要求预设流量值，通过流量控制阀控制进入换热器的制冷剂流量；根据换热器出口制冷剂温度值，通过掺混及加热方式实时调节入口制冷剂温度，实现前反馈控制；设置粗调、精调阀门及电加热器，缩短温度稳定时间，提高温度控制精度。本发明专利技术效果良好，能够有效实现结冰试验时的温度精确控制，保证试验结果的准确性和有效性。保证试验结果的准确性和有效性。保证试验结果的准确性和有效性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于结冰模拟试验设备的换热装置及方法
[0001]本专利技术属于防除冰试验
，涉及一种用于结冰模拟试验设备的换热装置及方法。
技术介绍
[0002]进行结冰及防除冰地面模拟试验时，温度是一项很重要的指标。不同温度下，结冰类型、结冰形状都有较大差异。环境温度对防除冰所需功率也影响很大，因此试验时必须保证试验温度精确稳定。而实际试验时，由于喷雾产生的大量水气热负荷，以及加热防除冰时的短时间大负荷，以及试验过程中开门测量等其它因素的影响，都容易造成温度的快速升高，影响试验结果。
[0003]本专利技术正是针对结冰及防除冰试验的具体情况，设置了专门的换热装置，有效保证温度精确控制，满足试验要求。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是：提供一种适用于结冰试验地面模拟设备的换热装置，可以有效实现试验设备内的温度精确控制，保证试验效果。
[0005]另外，基于所述换热装置，本专利技术还提供一种结冰试验地面模拟换热方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种用于结冰模拟试验设备的换热装置，其包括换热器1、供液管路10、出液管路3、储液罐6、供液温度传感器11、出口温度传感器2、粗调阀4、精调阀5、流量计8、流量控制阀7、加热器9，
[0007]换热器1入口和出口分别与供液管路10和出液管路3相连，出口设置出口温度传感器2，入口设置供液温度传感器11；
[0008]流量计8、流量控制阀7均设置在供液管路10上，先通过流量控制阀7调节流量后，再通过流量计8测量流量；
[0009]粗调阀4和精调阀5并联设置在出液管路3上，阀门出口分为两路，一路回流至储液罐6，重新制冷进入循环，另一路连接到供液管路10流量控制阀7前的位置，使得储液罐6中的制冷剂与粗调阀4和精调阀5的供液汇合流入到供液管路10中，通过混合出液管路3中较高温度制冷剂与储液罐6中低温制冷剂，能够获得满足试验要求的不同温度制冷剂，并且能够有效节约制冷剂加温所需要的能量；
[0010]加热器9为电加热管，置于供液管路10中，在流量计8的出口位置后，用于对供液温度进行精确调节，缩短温度稳定时间，提高温度控制精度。
[0011]所述的换热器1为铜管铝翅片，采用椭圆管翅片形式。翅片前厚后薄，前疏后密布置，有效保证换热面积，并避免在喷雾结冰试验时，出现换热器结冰堵塞现象。
[0012]所述的换热器1分为前后两组，根据需要控制不同换热器组工作，有效节约能耗。每组换热器采用多个模块布置，具体模块个数由截面尺寸决定，能够提高截面换热均匀性，保证温度控制精度。
[0013]所述粗调阀4和精调阀5均与主控系统连接，主控系统根据出口温度传感器2温度值，分别控制选择粗调阀4或精调阀5工作。
[0014]当出口温度传感器2显示温度与预设入口制冷温度差大于5℃时，粗调阀4工作，温度小于等于5℃时切换为精调阀5工作，从而能够更好的控制供液温度精度。
[0015]所述储液罐6连接有制冷压缩机组12。
[0016]一种基于权力所述的换热装置的结冰模拟试验换热方法，其操作过程如下：首先根据试验要求预设制冷剂流量值和温度值，通过流量控制阀7调节流量，通过流量计8测量和显示流量，试验过程中流量固定不再进行调节；再根据换热器1出口制冷剂温度及预设入口制冷剂温度值，采用冷热混流和加热控温方式实时调节；当出口制冷剂温度与预设温度差大于5℃时，采用粗调阀4工作，温度小于等于5℃时切换为精调阀5工作；精调阀5工作时，同时开启电加热器8，缩短温度稳定时间，提高温度控制精度；入口制冷剂温度达到预设温度值后系统稳定工作，并根据温度变化实时调节。
[0017]主控系统根据实时测量的换热器出口温度、储液罐内温度及换热效率等，综合计算出流量分配比率，再通过控制阀出口与储液罐之间的制冷剂流量相对量，实现对温度的精确控制。
[0018]本专利技术的优点是：
[0019]本专利技术通过测量换热器出口制冷剂温度，能够在试验设备内温度过高或过低时，实现制冷系统主机的快速加减载，缩短调节时间；通过设置流量计和调节阀，精确控制制冷剂流量；通过精确控制制冷剂温度实现结冰试验的温度精确控制，保证试验结果的有效性。
附图说明
[0020]图1是本专利技术用于结冰模拟试验设备的换热装置的结构示意图，
[0021]图中：1.换热器；2.出口温度传感器；3.出液管路；4.粗调阀；5.精调阀；6.储液罐；7.流量控制阀；8.流量计；9.加热器；10.供液管路；11.供液温度传感器；12.制冷机组。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术的具体实施方式做进一步详细说明。
[0023]请参阅图1，本专利技术用于结冰模拟试验设备的换热装置，可用于冰风洞、结冰气候室等试验设备，其包括换热器、供液管路、出液管路、储液罐、供液温度传感器、出口温度传感器、粗调阀、精调阀、流量计、流量控制阀、加热器。
[0024]其中，所述换热器用于实现试验设备内部的热交换，换热器为铜管铝翅片，采用椭圆管翅片形式，翅片前厚后薄，采用前疏后密的布置形式，有效保证换热面积及换热效果，并且避免结冰试验来流水含量较大时，换热器结冰造成堵塞。
[0025]同时，所述换热器分为前后两组，根据不同试验要求分别开启控制，可以有效降低能耗。每组采用多个布置，本实施例中，每组4个，有效保证了整个截面的换热效果及温度均匀性。
[0026]所述入口管路和出口管路为常规管路，连接各部件，用于制冷剂进入及流出换热器，实现循环换热。所述流量控制阀，为流量阀门用于控制制冷剂流量，流量计则用于监测及显示进入换热器的制冷剂流量，以便于实现制冷剂流量精确控制。所述粗调阀门和精调
阀门为不同流量孔径的阀门，二者并联设置，并由主控系统根据出口温度切换控制，用来控制制冷剂掺混流量，最终得到不同制冷剂温度。
[0027]所述加热器为电加热管，也可以为其它加热设备，置入供液管路中，以精确控制制冷剂供液温度。
[0028]本专利技术结冰试验地面模拟设备的换热设备，根据换热器出口制冷剂温度实时调节换热器入口制冷剂温度，实现前反馈控制方式，提高温度控制反应速度；流量计、流量控制阀均设置在供液管路上，根据试验要求预设流量值，先通过流量控制阀调节流量，再通过流量计测量流量，保证进入换热器的制冷剂流量满足要求，有效控制温度范围；采用混流和加热控温方式调节换热器供液温度，配置粗调阀和精调阀，两个控制阀门并联设置在出液管路上，阀门出口分为两路，一路回流至储液罐，一路连接到供液管路流量计前的位置。加热器在供液管路上流量计的出口位置处。降温初期粗调阀工作，供液温度接近时切换为精调阀工作，同时开启电加热器，缩短温度稳定时间，提高温度控制精度。
[0029]实施例1：
[0030]在冰风洞中进行产品结冰试验，要求试验温度为－15℃。根据前期标定的数据，设定入口制冷剂温度－25℃；此时冰风洞试验段的温度18℃，测量换热器出口制冷剂温度为20℃，控制粗调阀开启，制冷系统持本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于结冰模拟试验设备的换热装置，其特征在于，包括换热器(1)、供液管路(10)、出液管路(3)、储液罐(6)、供液温度传感器(11)、出口温度传感器(2)、粗调阀(4)、精调阀(5)、流量计(8)、流量控制阀(7)、加热器(9)；换热器(1)入口和出口分别与供液管路(10)和出液管路(3)相连，出口设置出口温度传感器(2)，入口设置供液温度传感器(11)；流量计(8)、流量控制阀(7)均设置在供液管路(10)上，先通过流量控制阀(7)调节流量后，再通过流量计(8)测量流量；粗调阀(4)和精调阀(5)并联设置在出液管路(3)上，阀门出口分为两路，一路回流至储液罐(6)，一路连接到供液管路(10)流量控制阀(7)前的位置，储液罐(6)出口与粗调阀(4)和精调阀(5)的供液出口汇合流入到供液管路中；加热器(9)在供液管路上，流量计的出口位置处。2.根据权利要求1所述的换热器(1)，其特征是，所述的换热器(1)为铜管铝翅片，采用椭圆管翅片形式，翅片前厚后薄，布置为前疏后密。3.根据权利要求1所述的换热器(1)，其特征是，所述的换热器(1)分为前后两组，每组采用多个布置，具体个数由截面尺寸决定。4.根据权利要求1所述的用于结冰模拟试验设备的换热装置，其特征在于，所述粗调阀(4)和精调阀(5)均与主控系统连接，该主控系统根据出口温度传感器(2)温度值，分别控制选择粗调阀(4)或精调阀(5)工作。...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑莉，崔友亮，彭又新，郭玉东，
申请(专利权)人：武汉航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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