一种热泵空调系统经济器性能测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术属于热泵空调性能检测技术领域，具体涉及一种热泵空调系统经济器性能测试系统及测试方法。该测试系统包括设置在储液器与经济器间的第一压力变送器，设置在电子膨胀阀入口的第一质量流量计，设置在待测热泵空调系统蒸发器与气液分离器之间的第三压力变送器；沿主路管道连接经济器入口方向，设置第一温度送变器，沿经济器出口方向，主路管道上设置第二温度送变器；沿辅路管道连接经济器入口方向，设置第三温度送变器，沿经济器出口方向，辅路管道上依次设置第四温度送变器、第二压力变送器、第二质量流量计。本发明专利技术的测试系统填补了目前热泵空调系统经济器性能测试装置及测试方法缺失的空白，有利于促进热泵空调技术的发展与应用。展与应用。展与应用。

【技术实现步骤摘要】
一种热泵空调系统经济器性能测试系统及测试方法


[0001]本专利技术属于热泵空调性能检测
，具体涉及一种热泵空调系统经济器性能测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]热泵空调是一种节能环保的制热/制冷技术，，未来应用前景十分广阔。
[0003]传统热泵空调系统的涡旋压缩机在低蒸发温度下运行时，会发生吸气比容增大、压比升高，排气温度快速升高等问题，造成制热效率下降并严重影响压缩机运行的安全，因此，开发了带有中间补气功能的涡旋压缩机，即补气增焓型热泵空调系统。通过在压缩机压缩中间腔额外补充中压低温制冷剂气体，增加排气量，降低排气温度和比功，同时提升制热能力。另外，补气通道的开启和关闭可以做为一种容量卸载调节的辅助手段。
[0004]补气增焓技术的核心是经济器，具体实现方式为：压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，经冷凝器将热量传递给载热介质后变为液体，从冷凝器出来的高压制冷剂液体经储液器后分为两路：主路的制冷剂液体直接进入经济器内，辅路的制冷剂液体先经过一个电磁阀，再经过膨胀阀节流降压后，变为气液混合物后也进入经济器内，二者在经济器中产生热交换，辅路的制冷剂液体吸热后变为气体后被压缩机的补气口吸入，主路的制冷剂放热变为过冷液体经膨胀阀节流降压后进入蒸发器。在蒸发器内，主路的制冷剂吸收低温环境中的热量而变为低压气体被压缩机吸气口吸入。主路和辅路的制冷剂在压缩机工作腔内混合，再进一步压缩后排出，循环工作。
[0005]经济器的传热与阻力特性对热泵空调系统的制热/制冷性能系数、可靠性和成本至关重要。然而目前行业关注的重点大多集中于蒸发器和冷凝器的开发和优化，关于热泵空调系统经济器的性能测试装置及测试方法仍属空白。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种热泵空调系统经济器性能测试系统。
[0007]本专利技术采用了以下技术方案：
[0008]一种热泵空调系统经济器性能测试系统，该测试系统在待测试热泵空调系统中，所述待测热泵空调系统在储液器与电子膨胀阀之间设置有经济器，经济器通过主路管道与辅路管道分别与待测热泵空调系统的储液器连接，其中，主路管道中制冷剂经经济器进入所述电子膨胀阀，辅助管道中制冷剂经经济器进入待测热泵空调系统中压缩机；
[0009]测试系统包括设置在储液器与经济器间的第一压力变送器，设置在电子膨胀阀入口的第一质量流量计，以及设置在待测热泵空调系统蒸发器与气液分离器之间的第三压力变送器；沿所述主路管道连接经济器入口方向，主路管道上设置第一温度送变器，沿所述经济器出口方向，主路管道上还设置有第二温度送变器；沿所述辅路管道连接经济器入口方向，辅路管道上设置第三温度送变器、电动调节阀，沿所述经济器出口方向，辅路管道上依次设置有第四温度送变器、第二压力变送器、第二质量流量计。
[0010]优选的，所述经济器的主路管道和辅路管道上还分别设置有差压变送器用于测量主路管道和辅路管道中制冷剂压降ΔP，其中第一差压变送器的两端分别连接经济器出入口两侧的主路管道，第二差压变送器的两端分别连接经济器出入口两侧的辅路管道。
[0011]优选的，根据制冷剂流向，定义制冷剂流入方向为前侧，制冷剂流出方向为后侧，则在所述第一温度送变器前侧、第二温度送变器后侧、第三温度送变器后侧，第四温度送变器后侧，还均设置有球形截止阀。
[0012]优选的，所述第二压力送变器与第二质量流量计之间还设置有第一视液镜用于观察辅路管道中出口制冷剂相态。
[0013]上述一种热泵空调系统经济器性能测试系统的测试方法，该方法基于热平衡理论，通过分别测试经济器主路管道和辅路管道中制冷剂的压力及温度变化，计算辅路制冷剂和主路制冷剂的焓值和换热量，最后计算待测热泵空调系统中经济器的换热量、对数平均温差以及总传热系数，得到待测热泵空调系统经济器的综合性能。
[0014]优选的，测量及计算的具体步骤如下：
[0015]S1.在待测热泵空调系统中设置测试系统，待测热泵空调系统中，储液器中高压制冷剂经过第一压力变送器后分别流入主路管路和辅路管路，其中主路制冷剂经过第一温度送变器进入经济器，辅路制冷剂经第三温度送变器以及辅路管道上电动调节阀节流后进入经济器，所述主路制冷剂与辅路制冷剂在经济器中进行热交换；热交换后，所述主路制冷剂流出经济器，依次经过第二温度送变器、第一质量流量计后进入待测热泵空调系统中蒸发器，再经过所述第三压力变送器进入气液分离器，所述辅路制冷剂流出经济器，依次经过第四温度变送器、第二压力变送器和第二质量流量计后，直接进入所述气液分离器；
[0016]S2.由第一压力变送器得到经济器主路管道进口压力P
1,in
，由第一温度变送器得到经济器主路管道进口温度T
1,in
，第二温度变送器得到经济器主路管道出口温度T
1,out
，第一差压变送器得到主路压降ΔP1，第一质量流量计得主路制冷剂的流量M1，则：
[0017]主路管道出口压力P
1,out
＝P
1,in
‑
ΔP1，
[0018]根据具体制冷剂物性查表计算主路管道进口焓值h
1,in
和主路管道出口焓值 h
1,out
，
[0019]经济器主路管道的换热量Q1＝M1(h
1,in
‑
h
1,out
)，
[0020]由第四温度变送器得到经济器辅路管道出口温度T
2,out
，第二压力变送器得到经济器辅路管道出口压力P
2,out
，第二差压变送器得到辅路压降ΔP2，第二质量流量计得辅路制冷剂的流量M2，则：
[0021]根据具体制冷剂物性查表计算辅路管道出口焓值h
2,out
以及根据第三温度变送器和第一压力变送器得到辅路管道进口焓值h
2,in
，
[0022]经济器辅路管道的换热量Q2＝M2(h
2,out
‑
h
2,in
)；
[0023]S3.根据下述公式分别计算经济器的换热量Q、热平衡误差ΔQ、对数平均误差ΔT
m
和总传热系数K：
[0024]Q＝(Q1+Q2)/2
[0025][0026][0027][0028]T
e
为经济器辅路入口制冷剂蒸汽压力对应的饱和温度，A为经济器换热面积。
[0029]优选的，对于待测热泵空调系统指定工况下的经济器性能测试，热泵空调系统中的冷凝器的冷凝压力通过控制冷凝器中冷凝试验水流量大小调节，蒸发器的蒸发压力通过控制蒸发器中蒸发试验水流量大小调节，经济器主路管道中制冷剂流量通过改变压缩机频率调节，经济器辅路管道中制冷剂流量通过电动调节阀开度调节。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031]热泵空调系统经济器性能测试系统基于普通涡旋压缩机(非补气增焓型压缩机)搭建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热泵空调系统经济器性能测试系统，该测试系统设置在待测热泵空调系统中，所述待测热泵空调系统在储液器(50)与电子膨胀阀(60)之间设置有经济器(10)，经济器(10)通过主路管道(11)与辅路管道(12)分别与待测热泵空调系统的储液器(50)连接，其中，主路管道(11)中的制冷剂经经济器(10)进入所述电子膨胀阀(60)，辅助管道(12)中制冷剂经经济器(10)进入待测热泵空调系统中的压缩机(80)；其特征在于，测试系统包括设置在储液器(50)与经济器(10)间的第一压力变送器(20)，设置在电子膨胀阀(60)入口的第一质量流量计(31)，以及设置在待测热泵空调系统蒸发器(70)与气液分离器(81)之间的第三压力变送器(23)；沿所述主路管道(11)连接经济器(10)入口方向，主路管道(11)上设置第一温度送变器(21)，沿所述经济器(10)出口方向，主路管道(11)上还设置有第二温度送变器(22)；沿所述辅路管道(12)连接经济器(10)入口方向，辅路管道(12)上设置第三温度送变器(25)、电动调节阀(13)，沿所述经济器(10)出口方向，辅路管道(12)上依次设置有第四温度送变器(27)、第二压力变送器(28)、第二质量流量计(32)。2.如权利要求1所述的一种热泵空调系统经济器性能测试系统，其特征在于，所述经济器(10)的主路管道(11)和辅路管道(12)上还分别设置有差压变送器用于测量主路管道(11)和辅路管道(12)中制冷剂压降ΔP，其中第一差压变送器(24)的两端分别连接经济器(10)出入口两侧的主路管道(11)，第二差压变送器(26)的两端分别连接经济器(10)出入口两侧的辅路管道(12)。3.如权利要求1所述的一种热泵空调系统经济器性能测试系统，其特征在于，根据制冷剂流向，定义制冷剂流入方向为前侧，制冷剂流出方向为后侧，则在所述第一温度送变器(21)的前侧、第二温度送变器(22)的后侧、第三温度送变器(25)的后侧，第四温度送变器(27)的后侧，还均设置有球形截止阀(42)。4.如权利要求1所述的一种热泵空调系统经济器性能测试系统，其特征在于，所述第二压力送变器(28)与第二质量流量计(32)之间还设置有第一视液镜(29)用于观察辅路管道(12)中出口制冷剂相态。5.如权利要求2
‑
4任一项所述的一种热泵空调系统经济器性能测试系统的测试方法，其特征在于，该方法基于热平衡理论，通过分别测试经济器(10)的主路管道(11)和辅路管道(12)中制冷剂的压力及温度变化，计算辅路制冷剂和主路制冷剂的焓值和换热量，最后计算待测热泵空调系统中经济器(10)的换热量、对数平均温差以及总传热系数，得到待测热泵空调系统经济器的综合性能。6.如权利要求5所述的一种热泵空调系统经济器性能测试系统的测试方法，其特征在于，测量及计算的具体步骤如下：S1.在待测热泵空调系统中设置测试系统，待测热泵空调系统中，储液器(50)中高压制冷剂经过第一压力变送器(20)后分别流入主路管路(11)和辅路管路(12)，其中主路制冷剂经过第一温度送变器(21)进入经济器(10)，辅路制冷剂经第三温度送变器(25)以及辅路管道(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永东，宋嘉梁，崔云龙，颜爱斌，王波海，周秀芝，陈挺辉，卓宏强，
申请(专利权)人：宁波市哈雷换热设备有限公司，
类型：发明
国别省市：