一种试验室设备的双路温控循环液供应系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种试验室设备的双路温控循环液供应系统，及其控制方法；双路温控循环液供应系统包括用于为试验室内的低温介质冷却设备组提供低温循环液的回路一，用于为试验室内的常温介质冷却设备组提供常温循环液的回路二，及连接在回路一与回路二之间的双温循环水机组；双温循环水机组包括常温介质热交换罐、低温介质换热管、低温介质热交换罐，低温介质换热管中部位于常温介质热交换罐内，两端口与低温介质热交换罐连通、且端部上均设一阀门；双温循环水机组还包括相互连通的压缩机、冷凝器、节流阀及蒸发器，蒸发器位于低温介质热交换罐内，冷凝器位于常温介质热交换罐内；冷却效率高，集成度高，控制精度高，应用效果显著。著。

【技术实现步骤摘要】
一种试验室设备的双路温控循环液供应系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种试验室设备的冷却系统，具体为试验室设备的一种双路温控循环水供应系统及控制方法。
技术背景
[0002]发动机试验室在运行过程中，空调、油耗仪温控器、中冷器、排放热交换器等设备工作时均会产生不同的热量，为确保这些设备能在期望的温度下正常运行，必须要对这些设备进行冷却。试验室最常用的冷却方案是液冷(注：最常用的介质有水、防冻液、制冷剂)和风冷两种方式形成的方案，其中液冷式方案中最常用的是冷冻水(下文描述为低温水)系统和冷却水(下文描述为常温水)系统，而风冷式方案通常会使用变频风机控制系统。试验室会综合具体的温度需求、空间布置、成本因素等多方面考虑，选择其中合适的方案对设备进行冷却：比如油耗仪温控器、排放热交换器通常会使用液冷式方案；中冷器采用液冷式或风冷式方案进行冷却；空调系统则通过制冷剂进行冷却。
[0003]在现有方案中，液冷方式形成的冷却方案最为广泛使用，其中：
[0004]低温水系统属于一种单路循环水系统(注：即该系统只能提供一路供设备冷却用的循环水)，闭式控制。在该系统中，冷却介质(注：通常为水，如供应的介质低于0℃则需要防冻液)在一个封闭的系统中循环使用，水吸收试验室设备释放的热量，该热量被系统中的制冷剂吸收，然后通过风机进行释放到大气中。
[0005]常温水系统也属于单路循环水系统，其控制方式可采用闭式系统也可采用开式系统控制，两种控制方式最大的区别是开式系统回水压力通常为0kPa，闭式系统回水压力大于0kPa。冷却介质为通常用水，水吸收试验室设备释放的热量后直接通过风机释放到大气中。
[0006]现有技术的缺点：
[0007]1、过能力设计造成浪费。从设计的角度，因为要考虑各种损失以及计算误差的存在，通常循环水系统设计的冷却能力比实际设备需求的能力要大，行业称之为过能力设计。现有的液冷方案属于单路循环水系统，试验室要满足各类设备的冷却需求，需要同时配置低温水系统和常温水系统(低温水系统建设成本远高于常温水系统，如仅使用低温水系统则需要增加建设成本，但仅使用常温水系统则无法满足现有设备的需求)。这两种循环水系统(低温和常温)独立运行，相互之间没有热量的交换，其各自冷却的设备也不存在关联；因此在试验室实际工作中，一旦低温水冷却的设备工作负荷或数量减少，就会造成低温水系统冷却能力的极大浪费；
[0008]2、集成度低，占用空间大，容易提高建设成本。两种冷却系统独立存在，管路及配套设施较多，从结构上需要足够的空间进行布置，因此无形中增加了试验室的基础建设成本。
[0009]3、单路循环水系统中风冷效率相对较低，且受外界环境的影响大，夏季系统提供的常温循环水出口温度比冬季会高出10℃左右，低温循环水出口温度比冬季高出3℃左右，
容易造成被冷却设备在不同季节时散热效果不一致，进而在实际应用中(如发动机的WHTC排放试验需要循环水对中冷器进行冷却)，因为循环水温的偏差而影响试验结果的一致性。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于解决上述现有技术的不足，从而提供一种试验室设备的双路温控循环液供应系统，冷却效率高，集成度高，控制精度高，应用效果显著。
[0011]本专利技术的目的还在于提供上述双路温控循环液供应系统的控制方法，
[0012]一种试验室设备的双路温控循环液供应系统，包括用于为试验室内的低温介质冷却设备组提供低温循环液的回路一，用于为试验室内的常温介质冷却设备组提供常温循环液的回路二，及连接在回路一与回路二之间的双温循环水机组；双温循环水机组包括常温介质热交换罐、低温介质换热管、低温介质热交换罐，低温介质换热管中部位于常温介质热交换罐内，两端口与低温介质热交换罐连通、且端部上均设一阀门；双温循环水机组还包括相互连通的压缩机、冷凝器、节流阀及蒸发器，蒸发器位于低温介质热交换罐内，冷凝器位于常温介质热交换罐内；
[0013]回路一包括低温介质储罐，低温介质储罐出口端经管路及供水泵一与低温介质冷却设备组的冷却循环系统进口端连通，低温介质冷却设备组的冷却循环系统出口端经管路及低温介质热交换罐与低温介质储罐进口端连通；
[0014]回路二包括常温介质储罐，常温介质储罐出口端经供水泵二后分成两路，其中一路经常温介质热交换罐与冷却塔进口端连通，另一路与常温介质冷却设备组的冷却循环系统进口端连通，常温介质冷却设备组的冷却循环系统出口端与冷却塔进口端连通，冷却塔出口端与常温介质储罐进口端连通。
[0015]还包括设置在低温介质储罐出口处管道上的温度传感器和压力控制器，及用于根据温度传感器和压力传感器的信号、进而阀门启闭、压缩机启闭、水泵一及水泵二启闭的控制器。
[0016]所述冷却塔、压缩机及管路的设置方法包括以下步骤：
[0017]步骤1：将试验室的冷却设备分为低温介质冷却设备组、常温介质冷却设备组，并计算低温介质冷却设备组、常温介质冷却设备组中每个冷却设备的散热量Qi；
[0018]步骤2：根据步骤1中的各冷却设备散热量Qi，设置每一个冷却设备需求的水流量qi；
[0019]步骤3：根据步骤2中得出的每一个冷却设备需求的水流量qi，设置每个冷却设备所用的冷却水管的管路管径Di；
[0020]步骤4：将步骤2中计算的各低温介质冷却设备组的每个冷却设备需求的水流量qi，设置回路一的总水流量q
低
、总电功率P
低
，根据常温介质冷却设备组的每个冷却设备需求的水流量qi，设置回路二的总水流量q
常
、总电功率P
常
；
[0021]步骤5：设置压缩机、水泵以及储水罐，压缩机的电功率不低于步骤4中得出的回路一的总电功率P
低
值；冷却塔的的电功率不低于步骤4中得出的回路二的总电功率P
常
值，水流量不低于步骤4中得出的回路二的总水流量q
常
值；低温水泵的流量不低于步骤4中得出的总水流量q
低
，常温水泵的流量不低于步骤4中总水流量q
常
；水罐的容积不低于各主水管容积之和；
[0022]步骤1中每一个冷却设备的散热量Qi为：
[0023]当冷却设备为空调设备时，通过目标温度T1查询对应的h1，通过当前大气环境温度T2查询对应的h2，
[0024]Qi＝Q
空气
*(h1
‑
h2)*ρ
空气
；
[0025]其中，Q
空气
为空调中需要被冷却的空气流量；h1、h2为对应温度的焓值；
[0026]当冷却设备为非空调设备时，
[0027]Qi＝Q
空气/水
*(Ti
出
‑
Ti
进
)*C
空气/水
；
[0028]其中，Ti
出
、Ti
进
为对应冷却设备出口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种试验室设备的双路温控循环液供应系统，其特征在于：包括用于为试验室内的低温介质冷却设备组(4)提供低温循环液的回路一，用于为试验室内的常温介质冷却设备组(9)提供常温循环液的回路二，及连接在回路一与回路二之间的双温循环水机组(5)；双温循环水机组(5)包括常温介质热交换罐(5
‑
1)、低温介质换热管(5
‑
2)、低温介质热交换罐(5
‑
7)，低温介质换热管(5
‑
2)中部位于常温介质热交换罐(5
‑
1)内，两端口与低温介质热交换罐(5
‑
7)连通、且端部上均设一阀门(5
‑
8)；双温循环水机组(5)还包括相互连通的压缩机(5
‑
4)、冷凝器(5
‑
3)、节流阀(5
‑
5)及蒸发器(5
‑
6)，蒸发器(5
‑
6)位于低温介质热交换罐(5
‑
7)内，冷凝器(5
‑
3)位于常温介质热交换罐(5
‑
1)内；回路一包括低温介质储罐(1)，低温介质储罐(1)出口端经管路及供水泵一(3)与低温介质冷却设备组(4)的冷却循环系统进口端连通，低温介质冷却设备组(4)的冷却循环系统出口端经管路及低温介质热交换罐(5
‑
7)与低温介质储罐(1)进口端连通；回路二包括常温介质储罐(6)，常温介质储罐(6)出口端经供水泵二(7)后分成两路，其中一路经常温介质热交换罐(5
‑
1)与冷却塔(8)进口端连通，另一路与常温介质冷却设备组(9)的冷却循环系统进口端连通，常温介质冷却设备组(9)的冷却循环系统出口端与冷却塔(8)进口端连通，冷却塔(8)出口端与常温介质储罐(6)进口端连通。2.根据权利要求1所述的一种试验室设备的双路温控循环液供应系统，其特征在于：还包括设置在低温介质储罐(1)出口处管道上的温度传感器和压力控制器，及用于根据温度传感器和压力传感器的信号、进而阀门(5
‑
8)启闭、压缩机(5
‑
4)启闭、水泵一及水泵二启闭的控制器。3.根据权利要求1所述的一种试验室设备的双路温控循环液供应系统，其特征在于：所述冷却塔(8)、压缩机(5
‑
4)及管路的设置方法包括以下步骤：步骤1：将试验室的冷却设备分为低温介质冷却设备组(4)、常温介质冷却设备组(9)，并计算低温介质冷却设备组(4)、常温介质冷却设备组(9)中每个冷却设备的散热量Qi；步骤2：根据步骤1中的各冷却设备散热量Qi，设置每一个冷却设备需求的水流量qi；步骤3：根据步骤2中得出的每一个冷却设备需求的水流量qi，设置每个冷却设备所用的冷却水管的管路管径Di；步骤4：将步骤2中计算的各低温介质冷却设备组(4)的每个冷却设备需求的水流量qi，设置回路一的总水流量q
低
、总电功率P
低
，根据常温介质冷却设备组(9)的每个冷却设备需求的水流量qi，设置回路二的总水流量q
常
、总电功率P
常
；步骤5：设置压缩机、水泵以及储水罐，压缩机的电功率不低于步骤4中得出的回路一的总电功率P
低
值；冷却塔的的电功率不低于步骤4中得出的回路二的总电功率P
常
值，水流量不低于步骤4中得出的回路二的总水流量q
常
值；低温水泵的流量不低于步骤4中得出的总水流量q
低
，常温水泵的流量不低于步骤4中总水流量q
常
；水罐的容积不低于各主水管容积之和。4.根据权利要求3所述的一种试验室设备的双路温控循环液供应系统，其特征在于：步骤1中每一个冷却设备的散热量Qi为：当冷却设备为空调设备时，通过目标温度T1查询对应的h1，通过当前大气环境温度T2查询对应的h2，Qi＝Q
空气
*(h1
‑
h2)*ρ
空气
；其中，Q
空气
为空调中需要被冷却的空气流量；h1、h2为对应温度的焓值；
当冷却设备为非空调设备时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪侃，叶超，姜易佐，张春雪，蔡成扬，
申请(专利权)人：襄阳达安汽车检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：