專利名稱：多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機性能試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱泵熱水機性能試驗裝置。
背景技術：
熱泵熱水機(器)(簡稱機組)是一種利用電動機驅動的蒸氣壓縮循環(huán)、將低溫熱源(空氣或水)的熱量轉移到較高溫的被加熱水中來制取生活熱水和采暖熱水的設備。機組一般由壓縮機、冷凝器、過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器等部件組成。
按照機組提供熱源的方式來分，機組可以分為空氣源式、水源式。所謂熱源方式是指蒸發(fā)器獲得熱量的方式?？諝庠词綑C組就是通過空氣加熱蒸發(fā)器中的制冷劑液體，使其蒸發(fā)成蒸氣；水源式機組是通過水源進行加熱。
按照機組的制熱方式，可以分為一次加熱式和多次循環(huán)加熱式。機組開始加熱前，在系統(tǒng)使用側進水口處測得的水溫度稱為初始水溫度；對一次加熱式機組，在加熱穩(wěn)定時在系統(tǒng)使用側出水口測得的水溫度稱為終止水溫度；對多次循環(huán)加熱式機組，機組加熱完成后在儲熱或試驗水箱中測得的水平均溫度稱為終止水溫度。
一次加熱式機組是指其使用側初始冷水只流過機組內的換熱器一次就達到用戶設定溫度的機組。多次循環(huán)加熱式機組是指初始冷水通過水泵循環(huán)，多次流過熱水機內的換熱器逐漸達到用戶設定溫度的熱水機。
現(xiàn)有的性能試驗裝置主要是可以對一次加熱式熱泵熱水機組進行試驗和測試。這些機組在進行名義工況制熱量測試時，其使用側和熱源側的進、出水溫度和空氣環(huán)境溫度在到達測試工況時是穩(wěn)定的，其蒸發(fā)溫度和冷凝溫度均不發(fā)生變化，整個測試系統(tǒng)及被試驗的機組均是一個穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。該裝置僅需提供給被試驗一次加熱式機組一個恒定進、出口溫度的穩(wěn)態(tài)水系統(tǒng)。在這類試驗裝置中，均采用在被試驗機組使用側的進、出口管路上安裝進、出水溫度的測量點和流量測量點，通過測量流量和溫差，計算出熱泵熱水機的制熱量。
這種裝置雖可以對一次加熱式機組進行測試，但卻不適用于現(xiàn)在我國市場上大量使用的多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機組。不能適用于該類機組的進、出口溫度及所配用儲熱水箱的水溫逐步上升的情況。在進行多次循環(huán)加熱式機組測試時，機組的冷凝溫度及出口溫度隨著其進水溫度的升高而升高，是一個工況變化的試驗過程，現(xiàn)有的穩(wěn)態(tài)測試裝置無法滿足對該類機組的測試。
原有試驗裝置中的保溫(補水)水箱是為被試機的提供進出水的緩沖和混合裝置，僅需保證水箱出水的溫度基本恒定，而對于整個水箱內部各點的溫度無均勻性要求。由于屬于緩沖水箱一般容量在2～20m3/h的范圍，考慮安裝的方便，一般采用的是方形、水箱底部水平，同時水箱一般只布置一個溫度測量傳感器。
因此這類水箱由于體積龐大，箱體截面大同時截面為方形，因此整個水箱內部溫度不均的現(xiàn)象嚴重，各點溫度相差有的為5～10℃，有的高達10～15℃。同時，由于水箱底面是水平，想在試驗結束后徹底排出水箱內的試驗水是無法實現(xiàn)的。這樣的水箱無法達到多次循環(huán)加熱式熱泵熱水器試驗裝置對可變容積水箱的要求。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種適合于工況變化試驗的多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機性能試驗裝置。
具體的結構改進方案如下多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機性能試驗裝置，包括保溫水箱、熱源側可控溫的試驗環(huán)境、使用側管路和熱源側管路；保溫水箱另一側通過熱源側管道連通著熱源側循環(huán)水泵，該側管道上設有熱源側流量測量傳感器、熱源側水進口溫度測量傳感器，被試機熱源側進水接口、被試機熱源側出水接口，該側管道連通被試機組的熱源側；熱源側可控溫的試驗環(huán)境內布置了熱源側環(huán)境干球溫度測量傳感器、熱源側環(huán)境濕球溫度測量傳感器。
所述保溫水箱一端通過補水泵連通著可變容積水箱的補水口，其管道上串聯(lián)著補水流量測量傳感器和補水電磁閥；可變容積水箱的使用側出水口通過管道連通著使用側循環(huán)水泵和被試機使用側進水接口，其使用側連通回水口的另一支管道上設有使用側流量測量傳感器、使用側水進、出口壓差測量傳感器，并連通被試機使用側出水接口，可變容積水箱的使用側連通被試機組的使用側；所述可變容積水箱為立式圓筒狀，其底部為半橢圓球狀，底部設有出水口，底部水箱壁上均布著四個的溫度測量傳感器接口；可變容積水箱一側壁設有補水口，另一側設有二個以上的回水口；可變容積水箱壁上、沿同一圓周方向均布著四個的溫度測量傳感器接口，沿軸向均布二排以上溫度測量傳感器接口，所述溫度測量傳感器接口軸線垂直于水箱筒體的軸線；出水口位于可變容積水箱底部；可變容積水箱的容積范圍為0.4～7.8m3。
本發(fā)明的有益技術效果如下1、本發(fā)明專門適合多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機組性能測試的特點。
2、本發(fā)明具有容積可變水箱，可適用于5倍制熱量測量范圍跨度的熱泵熱水機組的測試。
3、本發(fā)明水箱具有滿足均勻溫度場的結構，并根據(jù)不同制熱量測量要求在水箱各部位布置溫度測量傳感器，確保了試驗的準確性，提高了測量精度；容積可變水箱內各點溫度均勻度在±0.3℃以內。
圖1為本發(fā)明結構示意圖，圖2為可變容積水箱結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步地說明。
實施例1參見圖1，多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機性能試驗裝置包括保溫(補水)水箱23、可變容積水箱6、熱源側可控溫的試驗環(huán)境11、補水管道1、使用側管路9和熱源側管路22。可變容積水箱6的使用側一支管路即出水口24連通著使用側循環(huán)水泵7和被試機使用側進水接口16，另一支管道上即回水口27的管道上設有使用側流量測量傳感器8、使用側水進、出口壓差測量傳感器10，并連通著被試機使用側出水接口15，可變容積水箱6的使用側連通被試機組14的使用側。
保溫(補水)水箱23一側通過補水管道1連通著補水泵2，補水泵2的出水口連通著補水電磁閥4和補水流量測量傳感器3，且與可變容積水箱6的補水口30相連。保溫(補水)水箱23另一側通過熱源側一支管道22連通著熱源側循環(huán)水泵21和被試機熱源側進水接口17，該支管道上安裝有熱源側水進口溫度測量傳感器19；另一支管道22上安裝有熱源側流量測量傳感器20和被試機熱源側出水接口18，保溫(補水)水箱23的熱源側連通被試機組的熱源側。
熱源側可控溫的試驗環(huán)境11內布置了熱源側環(huán)境干球溫度測量傳感器12、熱源側環(huán)境濕球溫度測量傳感器13，用于放置空氣源式機組。
參見圖2，可變容積水箱6為立式圓筒狀，其容積范圍為0.4～7.8m3，配置可移動水箱蓋29。
其底部25為半橢圓球狀，底部25有出水口24，5個回水口27位于水箱側壁上，另一側水箱壁上設有補水口30，最高處的回水口27與補水口30對應等高。底部水箱壁上均布著四個溫度測量傳感器接口26；可變容積水箱6側壁上、沿圓周方向均布著四個溫度測量傳感器接口28，沿軸向均布五排，每排4只溫度測量傳感器接口，該溫度測量傳感器接口28軸線垂直于水箱筒體6的軸線。試驗時根據(jù)被測試機組制熱量的不同，選擇使用8個溫度測量傳感器接口用于安裝溫度測量傳感器，其它接口用堵頭堵上，同時選擇相應回水管接口。
空氣源式機組試驗時，僅需將被試機組14放置于熱源側可控溫的試驗環(huán)境11中，并將試驗裝置的使用側管路9通過被試機使用側出水接口15、被試機使用側進水接口16與被試機組14連接。
水源式機組試驗時，不僅需將試驗裝置的使用側管路9通過被試機使用側出水接口15、被試機使用側進水接口16與被試機組14連接；而且需要將熱源側管路22通過被試機熱源側進水接口17、被試機熱源側出水接口18與被試機組14連接。
本試驗裝置對機組使用側進行試驗是通過保溫(補水)水箱23、補水管道1、補水泵2、補水流量測量傳感器3、補水電磁閥4、溫度測量傳感器5、可變容積水箱6、使用側循環(huán)水泵7、循環(huán)流量測量傳感器8、使用側管路9、使用側水進、出口壓差測量傳感器10這些組成部分實現(xiàn)的。
保溫(補水)水箱23、補水管道1、補水泵2、補水流量測量傳感器3、補水電磁閥4這些部件可以按所需要的試驗水量給可變容積水箱6和使用側管道9補水，并測量補水量。
由溫度測量傳感器(八個)5、可變容積水箱6、使用側循環(huán)水泵7、循環(huán)流量測量傳感器8、使用側管路9、使用側水進、出口壓差測量傳感器10為機組的變工況試驗提供條件。試驗開始時通過保溫(補水)水箱23補水，并開啟使用側循環(huán)水泵7，使得可變容積水箱6中的溫度測量傳感器5的平均值達到初始水溫度(并保證可變容積水箱中的各溫度測量傳感器均在初始水溫度的±0.3℃范圍內)。當上述溫度達到要求后，開啟被試機組14運行，當可變容積水箱6中的溫度測量傳感器5的平均值達到終止水溫度后，停機試驗完成。
在整個試驗過程中，規(guī)定試驗水量(補水量)的水在可變容積水箱6、使用側循環(huán)水泵7、循環(huán)流量測量傳感器8、使用側管道9、被試機組14中循環(huán)并不斷升溫，從起始水溫度升到終止水溫度。隨著進入被試機組14使用側中的水溫不斷上升，機組冷凝溫度也隨著水溫的上升而升高，機組在整個試驗過程中處于可變工況的過程。整個裝置可以滿足該類特殊機組的試驗條件。
對于熱源側是空氣源式的機組，在進行試驗時還需要模擬熱源側環(huán)境的條件，需要配備熱源側可控溫的試驗環(huán)境11、熱源側環(huán)境干球溫度測量傳感器12、熱源側環(huán)境濕球溫度測量傳感器13等設備和儀表，配備機組試驗時熱源側所需要的熱源環(huán)境。
對于熱源側是水源式的機組，在進行試驗時也需要模擬熱源側環(huán)境的條件，需要配備熱源側水進口溫度測量傳感器19、熱源側水流量測量傳感器20、熱源側循環(huán)水泵21、熱源側管路22等設備，配備機組試驗時熱源側所需要的熱源環(huán)境。
試驗裝置在進行制熱量試驗時，主要的測量點是補水流量測量傳感器3、溫度測量傳感器(八個)5；通過計算出機組使用側溫度測量傳感器5測出的初始水溫度和終止水溫度與補水流量測量傳感器3所測量流量的乘積計算制熱量的差值。
權利要求
1.多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機性能試驗裝置，包括保溫水箱、熱源側可控溫的試驗環(huán)境、使用側管路和熱源側管路；保溫水箱另一側通過熱源側管道連通著熱源側循環(huán)水泵，該側管道上設有熱源側流量測量傳感器、熱源側水進口溫度測量傳感器，被試機熱源側進水接口、被試機熱源側出水接口，該側管道連通被試機組的熱源側；熱源側可控溫的試驗環(huán)境內布置了熱源側環(huán)境干球溫度測量傳感器、熱源側環(huán)境濕球溫度測量傳感器；其特征在于所述保溫水箱一端通過補水泵連通著可變容積水箱的補水口，其管道上串聯(lián)著補水流量測量傳感器和補水電磁閥；可變容積水箱的使用側出水口通過管道連通著使用側循環(huán)水泵和被試機使用側進水接口，其使用側連通回水口的另一支管道上設有使用側流量測量傳感器、使用側水進、出口壓差測量傳感器，并連通被試機使用側出水接口，可變容積水箱的使用側連通被試機組的使用側；所述可變容積水箱為立式圓筒狀，其底部為半橢圓球狀，底部設有出水口，底部水箱壁上均布著四個的溫度測量傳感器接口；可變容積水箱一側壁設有補水口，另一側設有二個以上的回水口；可變容積水箱壁上、沿同一圓周方向均布著四個的溫度測量傳感器接口，沿軸向均布二排以上溫度測量傳感器接口，所述溫度測量傳感器接口軸線垂直于水箱筒體的軸線；出水口位于可變容積水箱底部；可變容積水箱的容積范圍為0.4～7.8m3。
全文摘要
本發(fā)明涉及多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機性能試驗裝置，解決的問題是提供一種適合于工況變化試驗的多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機性能試驗裝置。特點是保溫水箱一端通過補水泵連通可變容積水箱的補水口，其管道上串聯(lián)著補水流量測量傳感器和補水電磁閥；可變容積水箱另一側為使用側管路；可變容積水箱底部有出水口，底部側壁和水箱側壁上均布著溫度測量傳感器接口；水箱一側壁上部設有補水口和一個以上的回水口。本發(fā)明適合多次循環(huán)加熱式熱泵熱水機組性能測試的特點，具有滿足均勻溫度場的結構，并根據(jù)不同制熱量測量要求在水箱各部位布置溫度測量傳感器，確保了試驗的準確性，提高了測量精度；容積可變水箱內各點溫度均勻度在±0.3℃以內。
文檔編號G01M99/00GK1945258SQ200610097189
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月26日 優(yōu)先權日2006年10月26日
發(fā)明者樊高定, 史敏, 張秀平, 王博, 程立權, 王磊 申請人:合肥通用環(huán)境控制技術有限責任公司, 合肥通用機械研究院