專利名稱：液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實驗臺控制系統(tǒng)，具體是一種液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)，用于空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在制冷系統(tǒng)中，電子膨脹閥作為新一代制冷節(jié)流裝置受到制冷行業(yè)的青睞。其中步進(jìn)電機(jī)電動式電子膨脹閥具有節(jié)能、可靠性和可控性高的優(yōu)點，獲得廣泛應(yīng)用。但是，對于電子膨脹閥流量特性的研究，生產(chǎn)企業(yè)通常根據(jù)中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10212-2000(制冷空調(diào)用直動式電子膨脹閥)采用簡易的氮氣流量測試法，這種方法采用膨脹閥出口通大氣，調(diào)節(jié)進(jìn)口處氮氣壓力為0.1Mpa(表壓)，測量出膨脹閥在不同開度條件下正向和逆向的氮氣流量值。該方法雖然操作簡單但與膨脹閥實際運行特性卻有較大誤差。所謂電子膨脹閥的流量特性，就是指電子膨脹閥的開度和實際制冷劑質(zhì)量流量之間的變化關(guān)系。準(zhǔn)確詳細(xì)地獲知電子膨脹閥流量特性對于電子膨脹閥的設(shè)計、制冷系統(tǒng)匹配及控制方案有重要指導(dǎo)意義。
經(jīng)過分析和計算，采用實際制冷循環(huán)作為電子膨脹閥流量特性的測試手段存在著諸多問題，如由于潤滑油問題造成測試制冷劑種類單一；實驗臺整體能耗較大；測試工況范圍較窄不能滿足多種測試對象要求等。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明主題相同或者類似的文獻(xiàn)的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有測試標(biāo)準(zhǔn)存在的不足和缺陷，提供一種以模擬制冷系統(tǒng)節(jié)流過程的液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)。使其以磁力泵代替制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)，不僅解決了制冷劑潤滑油問題可測試多種制冷劑的流量特性而且大大降低實驗臺的整體能耗，成為膨脹閥生產(chǎn)企業(yè)測定產(chǎn)品容量和進(jìn)行流量特性研究的理想裝置。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明控制系統(tǒng)包括三種回路冷源回路、熱源回路和測試回路。測試回路是完成模擬膨脹閥節(jié)流過程的主回路；冷源回路和熱源回路是為測試回路提供冷熱源。測試回路包括磁力泵、質(zhì)量流量計、高壓換熱器、電子膨脹閥、低壓換熱器、儲液罐和干燥過濾器。它的連接方式和制冷劑流動回路如下制冷劑經(jīng)磁力泵升壓后，經(jīng)過磁力泵出口和高壓換熱器的銅管連接進(jìn)入高壓換熱器，在高壓換熱器中完成吸熱過程達(dá)到設(shè)定溫度。升溫后的液態(tài)高壓制冷劑經(jīng)過高壓換熱器的出口與電子膨脹閥入口間的銅管連接，流到電子膨脹閥的入口，經(jīng)電子膨脹閥的節(jié)流降壓作用轉(zhuǎn)化為低溫低壓的兩相制冷劑流體。兩相制冷劑流體經(jīng)過電子膨脹閥出口與低壓換熱器之間的銅管連接進(jìn)入低壓換熱器，經(jīng)過制冷劑的冷凝放熱過程轉(zhuǎn)化為過冷低壓液態(tài)制冷劑。液態(tài)制冷劑經(jīng)過銅管連接進(jìn)入儲液罐上端入口，然后經(jīng)過銅管連接進(jìn)入儲液罐上端入口，儲液罐下端出口與干燥過濾器的入口用銅管連接，干燥過濾器的出口與磁力泵的入口連接，冷源回路通過低壓換熱器與測試回路相聯(lián)接，熱源回路通過低壓換熱器與測試回路相聯(lián)接。換熱器采用的是板式換熱器。為防止系統(tǒng)制冷劑的泄漏，磁力泵、高低壓換熱器、儲液罐的進(jìn)出口采用銀焊條釬焊，由于需要更換測試對象電子膨脹閥的進(jìn)出口采用喇叭口連接。
冷源回路硬件包括冷水機(jī)組(主要包括冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和熱力膨脹閥)、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔、冷水箱(55％乙二醇溶液)、冷水箱電加熱器(6KW\12KW\12KW)、冷水循環(huán)泵和乙二醇循環(huán)泵。它們的連接方式冷水機(jī)組冷凝器水測的出口與冷卻水循環(huán)泵的入口相連，冷卻水循環(huán)泵的出口與冷卻塔的入口相連，冷卻塔的出口與冷水機(jī)組冷凝器水測的入口相連，連接方式采用鍍鋅管螺紋連接。冷水機(jī)組蒸發(fā)器水測的出口與冷水循環(huán)泵的入口連接，冷水循環(huán)泵的出口與冷水箱的一個入口連接，冷水箱的一個出口與冷水機(jī)組蒸發(fā)器的入口連接，聯(lián)接方式為銅管銀焊條釬焊。冷水箱的另一個出口與乙二醇循環(huán)泵的入口連接，乙二醇循環(huán)泵的出口與低壓換熱器的水側(cè)入口相連，低壓換熱器水測出口與冷水箱的另一個入口相連。冷水箱電加熱器(電加熱絲)分成3組功率安裝于冷水箱的底部。
熱源回路包括熱水箱、熱水箱電加熱器(6KW\12KW)和熱水循環(huán)泵。其連接方式為熱水從熱水箱出口經(jīng)過銅管連接進(jìn)入熱水泵入口，然后從熱水泵出口泵出經(jīng)銅管連接進(jìn)入高壓換熱器水側(cè)的入口，經(jīng)過熱交換的熱水經(jīng)高壓換熱器水側(cè)的出口與熱水箱入口的銅管連接進(jìn)入熱水箱。為防止泄漏采用銅管銀焊條釬焊。
實驗臺的主要功能是測試在設(shè)定閥進(jìn)出口工況條件下，不同膨脹閥開度制冷劑的質(zhì)量流量。本控制系統(tǒng)是要保證實驗臺各相關(guān)設(shè)備協(xié)調(diào)工作，在可靠、安全和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上達(dá)到設(shè)定工況快速調(diào)節(jié)，實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整記錄，方便和減少試驗人員的操作和工作量。經(jīng)過調(diào)研和對實驗臺工作環(huán)境的分析，控制系統(tǒng)決定采用可編程控制器(PLC)作為控制電路的核心硬件。
本發(fā)明測試回路以磁力泵代替制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)，解決了制冷劑潤滑油問題，可測試膨脹閥多種制冷劑的流量特性，為膨脹閥生產(chǎn)企業(yè)測定產(chǎn)品容量和進(jìn)行流量特性研究提供了理想方法和裝置。冷熱源回路的裝置設(shè)計和控制方法使實驗臺的整體能耗大為降低，節(jié)約了實驗成本。整個實驗臺的控制系統(tǒng)以PLC為控制核心，使實驗臺的運行在可靠、安全和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上達(dá)到設(shè)定工況快速調(diào)節(jié)。實現(xiàn)實驗測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整記錄，方便和減少試驗人員的操作和工作量。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括測試回路1、冷源回路2和熱源回路3，測試回路1包括電子膨脹閥4、低壓換熱器5、儲液罐6、干燥過濾器7、磁力泵8、質(zhì)量流量計9、高壓換熱器10，其連接方式為磁力泵8出口和質(zhì)量流量計9入口相連，質(zhì)量流量計9的出口與高壓換熱器10入口連接，高壓換熱器10的出口與電子膨脹閥4入口連接，電子膨脹閥4出口與低壓換熱器5之間的銅管連接，然后經(jīng)過銅管連接進(jìn)入儲液罐6上端入口，儲液罐6下端出口與干燥過濾器7的入口用銅管連接，干燥過濾器7的出口與磁力泵8的入口連接，冷源回路2通過低壓換熱器5與測試回路1相聯(lián)接，熱源回路3通過高壓換熱器10與測試回路1相聯(lián)接。
冷源回路2包括冷水機(jī)組11、冷水箱12、冷水箱電加熱器13和乙二醇循環(huán)泵14，其連接方式冷水機(jī)組11蒸發(fā)器與冷水箱12的一個入口連接，冷水箱12的一個出口與冷水機(jī)組11蒸發(fā)器的入口連接，聯(lián)接方式為銅管銀焊條釬焊，冷水箱12的另一個出口與乙二醇循環(huán)泵14的入口連接，乙二醇循環(huán)泵14的出口與低壓換熱器5的水側(cè)入口相連，低壓換熱器5水側(cè)出口與冷水箱12的另一個入口相連，冷水箱電加熱器13分成三組安裝于冷水箱的底部進(jìn)行加熱調(diào)節(jié)。
熱源回路3包括熱水箱15、熱水箱電加熱器16和熱水循環(huán)泵17，其連接方式為熱水箱15出口經(jīng)過銅管連接熱水循環(huán)泵17入口，熱水循環(huán)泵17出口經(jīng)銅管連接高壓換熱器10水側(cè)的入口，高壓換熱器10水側(cè)的出口與熱水箱15入口的銅管連接，采用銅管銀焊條釬焊，熱水箱電加熱器16分成兩組安裝與熱水箱15的底部。
高壓換熱器10、低壓換熱器5采用的是板式換熱器。磁力泵8、高壓換熱器10、低壓換熱器5、儲液罐6的進(jìn)出口采用銀焊條釬焊，電子膨脹閥4的進(jìn)出口采用喇叭口連接。
實施例滿開度500脈沖電子膨脹閥DPF2.2在標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)工況下流量特性的測定將待測電子膨脹閥安裝在測試回路中，然后通過PC機(jī)將膨脹閥開度設(shè)定為500脈沖，將膨脹閥入口制冷劑溫度設(shè)定為38℃，壓力設(shè)定為16.487Bar，閥后溫度設(shè)定為5℃，冷水箱溫度設(shè)定為-30℃，熱水箱溫度設(shè)定為40℃；系統(tǒng)上電，冷熱水箱溫度開始調(diào)節(jié)，待冷熱水箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，熱水泵、冷水泵和磁力泵依次啟動，側(cè)是回路自動調(diào)節(jié)開始；依靠磁力泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閥前壓力的調(diào)節(jié)，依靠熱水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行閥前溫度的調(diào)節(jié)，依靠冷水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行閥后溫度；待系統(tǒng)達(dá)到平衡后并且膨脹閥進(jìn)出口狀態(tài)達(dá)到設(shè)定值時記錄下此時制冷劑的質(zhì)量流量；將膨脹閥開度設(shè)定為450脈沖，待系統(tǒng)達(dá)到平衡和設(shè)定值后記錄此時制冷劑的質(zhì)量流量，以此類推每次減少50脈沖，直到膨脹閥開度為50脈沖，記錄下每個開度制冷劑的質(zhì)量流量，便完成了一個膨脹閥流量特性的測定實驗。
權(quán)利要求
1.一種液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)，包括測試回路(1)、冷源回路(2)和熱源回路(3)，其特征在于，測試回路(1)包括電子膨脹閥(4)、低壓換熱器(5)、儲液罐(6)、干燥過濾器(7)、磁力泵(8)、質(zhì)量流量計(9)、高壓換熱器(10)，其連接方式為磁力泵(8)出口和質(zhì)量流量計(9)入口相連，質(zhì)量流量計(9)的出口與高壓換熱器(10)入口連接，高壓換熱器(10)的出口與電子膨脹閥(4)入口連接，電子膨脹閥(4)出口與低壓換熱器(5)之間的銅管連接，然后經(jīng)過銅管連接進(jìn)入儲液罐(6)上端入口，儲液罐(6)下端出口與干燥過濾器(7)的入口用銅管連接，干燥過濾器(7)的出口與磁力泵(8)的入口連接，冷源回路(2)通過低壓換熱器(5)與測試回路(1)相聯(lián)接，熱源回路(3)通過高壓換熱器(10)與測試回路(1)相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)，其特征是，冷源回路(2)包括冷水機(jī)組(11)、冷水箱(12)、冷水箱電加熱器(13)和乙二醇循環(huán)泵(14)，其連接方式冷水機(jī)組(11)蒸發(fā)器與冷水箱(12)的一個入口連接，冷水箱(12)的一個出口與冷水機(jī)組(11)蒸發(fā)器的入口連接，聯(lián)接方式為銅管銀焊條釬焊，冷水箱(12)的另一個出口與乙二醇循環(huán)泵(14)的入口連接，乙二醇循環(huán)泵(14)的出口與低壓換熱器(5)的水側(cè)入口相連，低壓換熱器(5)水側(cè)出口與冷水箱(12)的另一個入口相連，冷水箱電加熱器(13)分成三組安裝于冷水箱的底部進(jìn)行加熱調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)，其特征是，熱源回路(3)包括熱水箱(15)、熱水箱電加熱器(16)和熱水循環(huán)泵(17)，其連接方式為熱水箱(15)出口經(jīng)過銅管連接熱水循環(huán)泵(17)入口，熱水循環(huán)泵(17)出口經(jīng)銅管連接高壓換熱器(10)水側(cè)的入口，高壓換熱器(10)水側(cè)的出口與熱水箱(15)入口的銅管連接，采用銅管銀焊條釬焊，熱水箱電加熱器(16)分成兩組安裝與熱水箱(15)的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)，其特征是，高壓換熱器(10)、低壓換熱器(5)采用的是板式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)，其特征是，磁力泵(8)、高壓換熱器(10)、低壓換熱器(5)、儲液罐(6)的進(jìn)出口采用銀焊條釬焊，電子膨脹閥(4)的進(jìn)出口采用喇叭口連接。
全文摘要
一種液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實驗臺控制系統(tǒng)，用于空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域。包括測試回路、冷源回路和熱源回路，測試回路包括磁力泵、質(zhì)量流量計、高壓換熱器、電子膨脹閥、低壓換熱器、儲液罐和干燥過濾器，磁力泵出口和質(zhì)量流量計入口相連，質(zhì)量流量計出口與高壓換熱器入口連接，高壓換熱器出口與電子膨脹閥入口連接，電子膨脹閥出口與低壓換熱器之間的銅管連接，然后經(jīng)過銅管連接進(jìn)入儲液罐上端入口，儲液罐下端出口與干燥過濾器的入口用銅管連接，干燥過濾器出口與磁力泵的入口連接，冷源回路通過低壓換熱器與測試回路相聯(lián)接，熱源回路通過低壓換熱器與測試回路相聯(lián)接。本發(fā)明解決了制冷劑潤滑油問題，可測試膨脹閥多種制冷劑的流量特性。
文檔編號G01M99/00GK1587920SQ20041005421
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者張川, 馬善偉, 陳江平, 陳芝久 申請人:上海交通大學(xué)