【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换热器的干度控制的，尤其是涉及一种换热器实验的干度控制装置和方法。
技术介绍
1、换热器设计用的关联式开发是以不同干度下的换热数据为依据的，因此在换热器实验研究中通常需要对干度进行控制。干度控制的精度直接影响换热系数测量的准确性，从而影响换热器的设计精度，在换热器研究中具有重要意义。
2、目前在换热器实验研究中，一种现有控制制冷剂干度的技术是通过冷却水进出口温差和冷却水循环流量控制换热量，仪表依照最大换热量进行选型，但当制冷剂干度从低干度向高干度发生变化后，实际测量值不在仪器最佳测量范围内，导致测量误差大，无法实现干度变化的高精度自动控制。
3、另一种控制制冷剂干度的技术是先将制冷剂液体过热，再加热来控制制冷剂干度，通过改变加热电压、电流来调节对制冷剂的加热量，但电加热的热损失通常难以预测，因此也无法实现干度的高精度控制。
4、综上，现有的换热器实验中，由于测量仪器的检测范围和电流控制的不确定性，很难进行准确的干度控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提高换热器的干度控制精度而提供的一种换热器实验的干度控制装置和方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种换热器实验的干度控制装置，装置包括制冷循环系统、冷却液循环系统以及数据采集与反馈系统，制冷循环系统包括设于制冷剂管进口的第一流量计、第一温度传感器、第一压力传感器、多个串联的换热器和制冷剂管出口的第二压力传感器和第二温度传感
4、进入制冷剂管进口的气体为过热制冷剂气体；
5、换热器的出水口连接该换热器对应的止回阀的一端，止回阀的另一端连接下一个换热器的入水口，最后一个换热器的出水口连接恒温箱，恒温箱通过液体泵连接各个换热器的调节阀，调节阀连接对应的换热器的入水口，每个换热器的入水口还设有流量计和温度传感器，每个换热器的出水口设有温度传感器，所述恒温箱内设有冷却液；
6、传感器连接控制器和上位机。
7、进一步地，串联的换热器为2个以上。
8、进一步地，控制器为plc控制器。
9、进一步地，换热器的形式为套管换热器或板式换热器。
10、进一步地，上位机为电脑。本专利技术的另一方面，还提出一种换热器实验的干度控制方法，方法采用上述的装置，方法包括：
11、s1、进行初始化，开启恒温箱，通过上位机设定恒温箱冷却液温度，设装置设有n个换热器，换热器的序号为1，2，……，n，按照离制冷剂管进口从近到远的顺序排列，对换热器的调节阀进行相应的编号，过热制冷剂气体输入装置，将1号换热器的1号调节阀全开，其余调节阀关闭，此时n个换热器全部工作；
12、s2、将2号调节阀全开，其余调节阀关闭，此时n-1个换热器工作，1号换热器不工作，其余换热器工作，运行稳定后通过第二温度传感器和第二压力传感器确定制冷剂管出口温度和压力，上位机通过采集制冷剂管出口温度和压力计算得到干度信息x1，依次对3，4，……n号调节阀执行s2，得到干度信息x2、x3、…、xn-1；
13、s3、在上位机中输入制冷剂管出口的目标干度值x设；
14、s4、判断目标干度值和干度信息之间的关系，基于判断得到的关系对调节阀进行控制，直至制冷剂管出口的干度与目标干度值一致。
15、进一步地，s4的具体步骤为：
16、比较目标干度值和干度信息，若x设≤x1，则将1号调节阀全开，关闭其余调节阀，将第二温度传感器和第二压力传感器测量的制冷剂管出口温度和压力实时传入上位机，计算此时的制冷剂管出口干度，调节1号调节阀，直至此时的制冷剂管出口干度与目标干度值一致；
17、若xi<x设≤xi+1，i≥1，则i+1号调节阀先全开，关闭所有其余调节阀，将第二温度传感器和第二压力传感器测量的制冷剂管出口温度和压力实时传入上位机，计算此时的制冷剂管出口干度，调节i+1号调节阀，直至此时的制冷剂管出口干度与目标干度值一致；
18、若x设>xn-1，则n号调节阀先全开，关闭所有其余调节阀，将第二温度传感器和第二压力传感器测量的制冷剂管出口温度和压力实时传入上位机，计算此时的制冷剂管出口干度，调节n号调节阀，直至此时的制冷剂管出口干度与目标干度值一致。
19、进一步地，若目标干度值发生变化，则重新执行s4。
20、进一步地，方法还包括：
21、将第一流量计、第一温度传感器和第一压力传感器检测到的信息上传至上位机，基于第一流量计、第一温度传感器和第一压力传感器检测到的信息和单个换热器的换热面积，确定换热器的数量n。
22、进一步地，方法还包括：
23、将每个换热器的入水口的流量计和温度传感器，以及每个换热器的出水口的温度传感器检测到的信息上传至上位机，监控每个换热器的冷量。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
25、本专利技术通过设计基于可调节数量的串联换热器组的换热器实验的干度控制装置，在过热制冷剂气体由高干度到低干度的过程中，通过控制正常运行换热器数量来改变换热面积，满足不同的干度的控制要求。比较现有的通过冷却水进出口温差和冷却水循环流量控制换热量和通过改变加热电压、电流来调节对制冷剂的加热量方法，本专利技术通通过多组换热器的联合控制，可以将干度调节的整个过程拆解为更细致的阶梯状过程，当干度调节的精度要求较高时，通过本专利技术的控制方法，能实现依次将干度先向目标干度改变一个阶梯，在到该阶梯后，再进行进一步的调节，直至达到要求的干度。通过逐步调节的方法，最终的精度高，同时支持较小范围的调节，对于每个阶梯的调节，由于干度变化小，可以使用量程更小的传感器，提高调节干度的精度。
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1.一种换热器实验的干度控制装置，其特征在于，装置包括制冷循环系统、冷却液循环系统以及数据采集与反馈系统，制冷循环系统包括设于制冷剂管进口的第一流量计、第一温度传感器、第一压力传感器、多个串联的换热器和制冷剂管出口的第二压力传感器和第二温度传感器，冷却液循环系统包括流量计、温度传感器、调节阀、止回阀、恒温箱和液体泵，据采集与反馈系统包括控制器和上位机；
2.根据权利要求1所述的一种换热器实验的干度控制装置，其特征在于，串联的换热器为2个以上。
3.根据权利要求1所述的一种换热器实验的干度控制装置，其特征在于，控制器为PLC控制器。
4.根据权利要求1所述的一种换热器实验的干度控制装置，其特征在于，换热器的形式为套管换热器或板式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种换热器实验的干度控制装置，其特征在于，上位机为电脑。
6.一种换热器实验的干度控制方法，其特征在于，方法采用权利要求1～5中任一项所述的装置，方法包括：
7.根据权利要求6所述的一种换热器实验的干度控制方法，其特征在于，S4的具体步骤为：
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