一种通用式热泵空调系统性能检测装置及其检测方法制造方法及图纸

一种通用式热泵空调系统性能检测装置及其检测方法，包括：动力系统，用于压缩制冷剂，排出压缩机后的高温高压制冷剂气体，包括压缩机；温度压力检测系统，用于接收管道流量信号、温度信号与压力信号，从而判别制热工况或制冷工况下压缩机与换热器的性能表现，包括温控箱，流量计，压力传感器，温度传感器，四通阀；换热系统，用于冷却剂的相变，与外界进行热交换，包括膨胀阀、换热器一、换热器二、PTC加热器。本发明专利技术采用通用式热泵空调检测方法，可以同时检测制冷与制热工况下压缩机与换热器的性能，且可以根据需求更换不同型号的压缩机与换热器，操作简单，有效提高检测效率。增设温度箱，改变不同温度测试范围，实现不同工况下压缩机与换热器的性能检测，有效缩短研发周期。有效缩短研发周期。有效缩短研发周期。

【技术实现步骤摘要】
一种通用式热泵空调系统性能检测装置及其检测方法


[0001]本专利技术属于新能源汽车热泵空调检测
，特别涉及一种通用式热泵空调系统性能检测装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]当前新能源汽车产业发展快速，研究新能源汽车的空调系统以及热管理也变得极为迫切。由于我国汽车厂商众多，也是出现了多种多样的新能源汽车的车型，虽然各种车型的新能源汽车热泵空调原理一样，但各自的规格尺寸和型式均不相同，所以在新能源汽车热泵空调的设计、验证、调节改善、包括运算逻辑方面都会有大量的财力、物力、人力的投入。目前，我们对热泵型空调的验证、检测通常都是在标准焓差台试验台进行，通过按照标准的方法检测以获得相关数据，然后再根据这些数据调整或修改空调的设计，整个过程周期长、费用高，对人员专业素质要求也高。
[0003]因此急需提供一种汽车热泵空调测试系统，它能够快速地测试汽车热泵空调系统在各种模式下的制冷和制热性能，不需要使用焓差台，测试速度更快，测试过程更简单，通过不同零部件之间的配合工作实现，极大缩短开发周期，降低人力、物力和财力的投入。

技术实现思路

[0004]针对现有热泵空调系统性能检测技术的不足，本专利技术提供一种通用式热泵空调系统性能检测装置及其检测方法，其测试系统可以在汽车热泵空调系统设计开发前期对空调系统进行制热或制冷性能测试，保证压缩机的冷热工况正常运行，从而大大缩短研发周期。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种通用式热泵空调系统性能检测装置及其检测方法，包括：<br/>[0006]动力系统，用于压缩制冷剂，排出压缩机后的高温高压制冷剂气体，包括压缩机；
[0007]温度压力检测系统，用于接收管道流量信号、温度信号，从而判别制热工况或制冷工况性能表现，包括温控箱，流量计，压力传感器，温度传感器，四通阀；
[0008]换热系统，用于冷却剂的相变，与外界进行热交换，包括膨胀阀、换热器一、换热器二、PTC加热器；
[0009]所述压缩机的吸入口和排出口分别通过四通阀与换热器一、换热器二相连，所述换热器一、换热器二分别置于温控箱内，换热器一、二之间的管道接有膨胀阀，所述换热器一、二处的温控箱内分别设有PTC加热器；所述四通阀，用来改变制冷剂气体流向。
[0010]进一步地，所述压缩机采用柔性接口接入系统，方便不同种类压缩机接入，用于压缩制冷剂，推动制冷剂在系统中循环；
[0011]进一步地，所述温控箱采用铝合金材质，用于模拟不同环境温度，通过铜管与水泵相连；所述温度传感器采用热电偶传感器，用于检测所述管道高温高压的气体温度；所述换热器一与膨胀阀之间、换热器二与膨胀阀之间分别设置预加热系统，用于提高管内气体温度，降低压缩机的压缩比；所述流量计采用叶轮式流量计，用于记录冷却剂的流量；
[0012]进一步地，所述膨胀阀用于调整所述换热器一出口与换热器二入口的压力比，保证输出低温低压的气体至换热器二；所述换热器一采用柔性接口接入系统，方便不同型号换热器一接入，用于将所述压缩机压缩后的高温高压制冷剂气体冷凝为饱和液体，期间释放大量热量；所述换热器二采用柔性接口接入系统，方便不同型号的换热器二接入系统，设有PTC电加热装置，用于将制冷剂液体蒸发为饱和气体，期间吸收大量热量；
[0013]进一步地，所述压缩机质量流量、耗功与出口状态的算法满足以下关系：
[0014]压缩机质量流量计算公式：
[0015][0016]其中，m
com
为压缩机质量流量，kg/s；η
v
为容积效率；v
th
为理论排气量，m3/r；r
com
为压缩机转速，r/s；v
suc
为吸气比容，m3/kg。
[0017]压缩机功率计算公式：
[0018]W＝m
com
(h
dis
‑
h
suc
)/f
Q
[0019]其中，W为压缩机耗功，kw；h
dis
为排气焓，kJ/kg；h
suc
为吸气焓，kJ/kg；f
Q
为热损系数(可视为常数，一般在0.9～1.0之间)。
[0020][0021]其中，h
dis|s
为等熵压缩下的排气焓，kJ/kg；η
s
为等熵效率。
[0022]进一步地，所述换热器一的换热面积的算法满足以下关系：
[0023]制冷剂侧有效换热面积由直接换热面积与间接换热面积组成：
[0024]A
r
＝A
r1
+η
t
A
r2
[0025]其中，冷剂侧直接换热面积：
[0026]A
r1
＝2[T
di
‑
T
hi
‑
C
P
(N
C
‑
1)]l
w
+π
·
T
hi
l
w
[0027]其中，T
di
为扁管内宽，m；T
hi
为扁管内高，m；C
P
为定压比热容，J/(kg
·
K)。
[0028]在计算制冷剂侧换热面积时，将微通道间距视作内表面矩形截面直肋，用以增加内表面换热，故在计算制冷剂侧间接换热面积时可以采用下述公式：
[0029]A
r1
＝2(N
C
‑
1)T
hi
l
w
[0030]肋片效率：
[0031][0032][0033]进一步地，所述换热器二传热算法满足以下关系：
[0034]换热器二的传热面积计算公式：
[0035]Q
e
＝KAΔT
m
[0036]Q
e
为换热器二的制冷量，W；K为换热器二的传热系数，W/M2.℃；A为换热器二的传热面积，M2；ΔT
m
为换热器二的平均传热温差，℃。
[0037][0038]其中，T1、T2为被冷却液体进、出换热器二的温度，℃；T
e
为蒸发温度，℃；
[0039]系统制冷量：Q
e
＝m
ae
(h
aei
‑
h
aeo
)
[0040]系统制热量：Q
e
＝m
ac
(h
aco
‑
h
aci
)
[0041]其中，h
aei
，h
aeo
为换热器二左右两端的焓值。
[0042]进一步地，所述膨胀阀质量流量损失算法满足以下关系：
[0043][0044]其中，C
d
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用式热泵空调系统性能检测装置，其特征是，包括：动力系统，用于压缩制冷剂，排出压缩机后的高温高压制冷剂气体，包括压缩机；温度压力检测系统，用于接收管道流量信号、温度信号和压力信号，从而判别制热工况或制冷工况下压缩机与换热器的性能表现，包括温控箱、流量计、压力传感器、温度传感器、四通阀；换热系统，用于冷却剂的相变，与外界进行热交换，包括膨胀阀、换热器一、换热器二、PTC加热器。2.根据权利要求1所述的一种通用式热泵空调系统性能检测装置，其特征是，所述压缩机的吸入口和排出口分别通过四通阀与换热器一、换热器二相连，所述换热器一、换热器二分别置于温控箱内，换热器一、二之间的管道接有膨胀阀，所述换热器一、二处的温控箱内分别设有PTC加热器；所述四通阀，用来作改变制冷剂气体流向。3.根据权利要求2所述的一种通用式热泵空调系统性能检测装置，其特征是，所述压缩机采用柔性接口接入系统，方便不同种类压缩机接入，用于压缩制冷剂，推动制冷剂在系统中循环。4.根据权利要求2所述的一种通用式热泵空调系统性能检测装置，其特征是，所述温控箱采用铝合金材质，用于模拟环境温度，通过铜管与水泵相连。5.根据权利要求2所述的一种通用式热泵空调系统性能检测装置，其特征是，所述温度传感器采用热电偶传感器，用于检测所述管道高温高压的气体温度。6.根据权利要求2所述的一种通用式热泵空调系统性能检测装置，其特征是，所述换热器一与膨胀阀之间、换热器二与膨胀阀之间分别设置预加热系统，用于提高管内气体温度，降低压缩机的压缩比。7.根据权利要求2所述的一种通用式热泵空调系统性能检测方法，其特征是，包括以下步骤：1)首先，启动温度压力检测系统，实时监测温度与压力；2)制冷模式时，从压缩机的高压排出口排出的制冷剂依次流经压力和温度传感器、换热器一、换热器一出口的压力和温度传感器、膨胀阀、膨胀阀出口的压力和温度传感器、换热器二及换热器二出口的压力传感器、温度传感器、流量计，最后从压缩机的低压吸入口返回压缩机；其中，制冷剂在换热器一进行冷凝放热反应，在换热器二进行蒸发吸热反应以达到降温的目的，换热器一处的PTC加热器不工作，换热器二处的PTC加热器工作，换热器二处的风扇吹冷风；3)制热模式时，从压缩机的高压排出口排出的制冷剂依次流经压力和温度传感器、换热器二、换热器二出口的压力和温度传感器、膨胀阀、膨胀阀出口的压力和温度传感器、换热器一及换热器一出口的压力传感器、温度传感器、流量计，最后从压缩机的低压吸入口返回压缩机；其中，制冷剂在换热器二进行冷凝放热反应，以达到加热的目的，在换热器一进行蒸发吸热反应，换热器一处的PTC加热器工作，换热器二处的PTC加热器不工作，换热器二处的风扇吹热风。8.根据权利要求7所述的一种通用式热泵空调系统性能检测方法，其特征是，所述压缩机质量流量、耗功与出口状态的算法满足以下关系：压缩机质量流量计算公式：
其中，m
com
为压缩机质量流量，kg/s；η
v
为容积效率；v
th
为理论排气量，m3/r；r
com
为压缩机转速，r/s；v
suc
为吸气比容，m3/kg；压缩机功率计算公式：W＝m
com
(h
dis
‑
h
su...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁昆，陈新文，李兆华，
申请(专利权)人：陈新文，
类型：发明
国别省市：