專利名稱：一種可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷與空調(diào)產(chǎn)品試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的不斷改善，我國的家電行業(yè)發(fā)展迅速，其中冰箱行業(yè)涌現(xiàn)出大量的小型壓縮機產(chǎn)品，需要不斷地完善冰箱的設(shè)計、生產(chǎn)和試驗檢測手段。由于冰箱的試驗手段能對其設(shè)計和生產(chǎn)的全過程進行一種客觀的反應(yīng)，因此業(yè)界對冰箱壓縮機的試驗裝置有了越來越高標(biāo)準(zhǔn)的追求。以往的小冷量換熱器，需要的換熱面積很小，制作精度要求高，工期長，成本也較高。使用時，對配置的風(fēng)路或者水路配件要求很高。以水換熱器為例，其需要的調(diào)節(jié)閥或者水泵很小，對管路、閥體、水泵的漏熱和蓄熱量要求很高，這就需要使用很高檔的金屬材料。 如果使用水浴等換熱環(huán)境，不但使用時控制調(diào)節(jié)過程漫長，大大降低了試驗的效率，而且試驗成本更是直線飆高。由于小冷量換熱的要求較高，因此現(xiàn)有裝置中的調(diào)節(jié)閥、水泵或是換熱器基本依賴進口，價格不菲，且適應(yīng)性和通用性都不強，不易于大面積的推廣和使用。進一步的，對于應(yīng)用于試驗裝置中的換熱器，由于冷凝器和過冷器及量熱器的要求不同，所以需要進行非標(biāo)的再設(shè)計和改造，給工程帶來了不少麻煩。所以國內(nèi)的制冷空調(diào)試驗裝置領(lǐng)域亟切期盼一種控制方便、調(diào)節(jié)簡單快捷、用途廣泛且價格低廉的小冷量換熱器問世。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，本高精度換熱器結(jié)構(gòu)簡單， 換熱量小，調(diào)節(jié)穩(wěn)定，能夠使小換熱量的調(diào)節(jié)精度大大提高，確保了試驗系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，包括封閉的筒體，所述筒體中設(shè)置有換熱盤管，且筒體中充填有導(dǎo)熱介質(zhì)，所述換熱盤管的進口管路和出口管路均伸出在筒體的外側(cè)；所述筒體中還設(shè)置有對導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱的電加熱器。本高精度換熱器還可以通過以下方式得以進一步實現(xiàn)所述導(dǎo)熱介質(zhì)為R123或R11。所述電加熱器浸沒在導(dǎo)熱介質(zhì)中，換熱盤管設(shè)置在導(dǎo)熱介質(zhì)的液面上側(cè)。所述筒體的上部設(shè)置有壓力保護裝置。所述壓力保護裝置包括設(shè)置在筒體上頂面處的用于檢測換熱器內(nèi)部壓力的壓力開關(guān)，壓力開關(guān)與設(shè)置在筒體外側(cè)的壓力顯示裝置和/或報警裝置電連接。所述壓力保護裝置還包括設(shè)置在筒體上頂面處的壓力安全閥。所述筒體的上部還設(shè)置有向筒體內(nèi)部輸送導(dǎo)熱介質(zhì)的輸送管，所述輸送管上設(shè)置有閥門。所述換熱盤管的上側(cè)設(shè)置有冷卻盤管，冷卻盤管通過冷卻管路與設(shè)置在筒體外側(cè)的制冷裝置相連通并構(gòu)成冷卻回路。所述制冷裝置為壓縮冷凝機組。所述筒體的主體為Φ 159或Φ 189或Φ 219的無縫鋼管，無縫鋼管的底部和頂部均焊接有密封板。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1)、本發(fā)明尤其適用于微小換熱量的調(diào)節(jié)，當(dāng)換熱管路中的制冷劑為R22時，下限流量約^g/h。2)、本發(fā)明可以作為加熱換熱器或者冷卻換熱器，通用性很強，便于推廣使用。3)、相較于傳統(tǒng)的換熱器，本發(fā)明調(diào)節(jié)精度高，跨度更大，受外界影響很小。4)、本高精度換熱器中沒有傳統(tǒng)的水管路或是風(fēng)機等部件，空間不受影響和限制， 尤其便于應(yīng)用于移動式的系統(tǒng)產(chǎn)品中；適于模塊化和產(chǎn)品化。5)、本高精度換熱器調(diào)節(jié)效率高，操作簡單且換熱速度快。


圖1是本高精度換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記的含義如下10-筒體 20-導(dǎo)熱介質(zhì)30-換熱盤管31-進口管路32-出口管路40-電加熱器50-制冷裝置51-冷卻盤管60-壓力開關(guān)70-壓力顯示裝置80-壓力安全閥90-閥門
具體實施例方式如圖1所示，一種可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，包括封閉的筒體10，所述筒體10中設(shè)置有換熱盤管30，且筒體10中充填有導(dǎo)熱介質(zhì)20，所述換熱盤管30的進口管路31和出口管路32均伸出在筒體10的外側(cè)；所述筒體10中還設(shè)置有對導(dǎo)熱介質(zhì)20進行加熱的電加熱器40。導(dǎo)熱介質(zhì)20 —般選擇為低沸點、物理性質(zhì)穩(wěn)定的液體，以確保換熱器能夠安全穩(wěn)定的工作，本發(fā)明中的導(dǎo)熱介質(zhì)20優(yōu)選為R123或R11。進一步的，如圖1所示，所述電加熱器40浸沒在導(dǎo)熱介質(zhì)20中；換熱盤管30設(shè)置在導(dǎo)熱介質(zhì)20的液面上側(cè)，或者換熱盤管30的一部分浸沒在導(dǎo)熱介質(zhì)20中。當(dāng)電加熱器40通電加熱時，由于電加熱器40浸沒在導(dǎo)熱介質(zhì)20中，因此導(dǎo)熱介質(zhì)20被電加熱器40加熱后變?yōu)榈蛪赫羝蛪赫羝仙镣搀w10頂部時又因溫度降低而被冷卻為低壓液體，然后滴落在載有循環(huán)制冷劑的換熱盤管30上，此低壓液體又與換熱盤管30內(nèi)部的循環(huán)制冷劑進行換熱，從而實現(xiàn)了對制冷劑的降溫作用。在上述技術(shù)方案中，也即在調(diào)節(jié)換熱盤管30內(nèi)部循環(huán)制冷劑溫度的部件僅為電加熱器40的情況下，本發(fā)明可以用作壓縮機試驗裝置上常用的量熱器，只需要精確的測量電加熱器40也即電加熱管的功率即可滿足量熱器的高標(biāo)準(zhǔn)要求。
為了提高本高精度換熱器在工作時的安全性和穩(wěn)定性，所述筒體10的上部設(shè)置有壓力保護裝置。壓力保護裝置有多種實現(xiàn)方案，優(yōu)選的，如圖1所示，所述壓力保護裝置包括設(shè)置在筒體10上頂面處的用于檢測換熱器內(nèi)部壓力的壓力開關(guān)60，壓力開關(guān)60與設(shè)置在筒體 10外側(cè)的壓力顯示裝置70和/或報警裝置電連接，則當(dāng)本高精度換熱器內(nèi)部的壓力異常時，壓力開關(guān)60通過壓力顯示裝置70顯示壓力的同時，還通過報警裝置發(fā)出聲光報警，以提醒操作人員的注意。進一步的，如圖1所示，所述壓力保護裝置還包括設(shè)置在筒體10上頂面處的壓力安全閥80，從而確保了本高精度換熱器的安全性能。導(dǎo)熱介質(zhì)20的充填方式也有多種選擇，比如在筒體10上開設(shè)一灌裝孔，通過此灌裝孔將導(dǎo)熱介質(zhì)20充填到筒體10內(nèi)部，再用堵頭將灌裝孔堵死即可。優(yōu)選的，如圖1所示，所述筒體10的上部還設(shè)置有向筒體10內(nèi)部輸送導(dǎo)熱介質(zhì)20 的輸送管，所述輸送管上設(shè)置有閥門90。則當(dāng)需要向筒體10的內(nèi)部充填導(dǎo)熱介質(zhì)20時，可以打開閥門90，通過輸送管灌入導(dǎo)熱介質(zhì)20即可，操作簡便且便于控制。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，如圖1所示，所述換熱盤管30的上側(cè)設(shè)置有冷卻盤管51， 冷卻盤管51通過冷卻管路與設(shè)置在筒體10外側(cè)的制冷裝置50相連通并構(gòu)成冷卻回路。進一步的，所述制冷裝置50為壓縮冷凝機組。更進一步的，所述筒體10的主體為Φ 159或Φ 189或Φ 219的無縫鋼管，無縫鋼管的底部和頂部均焊接有密封板。下面結(jié)合圖1對本發(fā)明的工作過程做進一步說明。如圖1所示，所述換熱器筒體10由Φ 159無縫鋼管制成，無縫鋼管的底部和頂部均焊接密封板，且筒體10的底部處設(shè)有電加熱管接頭，用于安裝電加熱管也即電加熱器 40 ；筒體10的上部裝有冷卻盤管51，冷卻盤管51與設(shè)置在筒體10外側(cè)的制冷裝置50也即壓縮冷凝機組相連接并構(gòu)成冷卻回路。所述制冷裝置50也即壓縮冷凝機組作為換熱器的冷源，用于冷卻設(shè)置在換熱盤管30中的循環(huán)制冷劑。設(shè)置在筒體10下部的并浸沒在導(dǎo)熱介質(zhì)20中的電加熱器40也即電加熱管作為換熱器的熱源，主要用于加熱設(shè)置在換熱盤管30中的循環(huán)制冷劑。筒體10 的中部為換熱盤管30，換熱盤管30內(nèi)部流過的循環(huán)制冷劑通過導(dǎo)熱介質(zhì)20、冷源及熱源換熱。所述導(dǎo)熱介質(zhì)20 —般為低沸點、物理性質(zhì)穩(wěn)定的液體，優(yōu)選為R123或R11。導(dǎo)熱介質(zhì)20被電加熱器40加熱后變?yōu)榈蛪赫羝蛪赫羝镣搀w10上部的冷卻盤管51處， 通過對流換熱被冷卻盤管51的冷量冷凝為低壓液體，然后滴落在中部的設(shè)置有循環(huán)制冷劑的換熱盤管30上，又與換熱盤管30內(nèi)部的循環(huán)制冷劑進行換熱，從而實現(xiàn)了循環(huán)制冷劑的加熱和降溫。在上述換熱過程中，由于筒體10的體積很小，熱容量有限，所以其和外界的熱量交換很小，從而為小換熱量提供了良好的先決條件。與此同時，對換熱盤管30內(nèi)的循環(huán)制冷劑進行加熱或是冷卻，取決于制冷裝置50也即壓縮冷凝機組的冷量和電加熱器40熱量的差值；單一的冷量和熱量難以做到很小的程度，但是冷量和熱量的差值可以做得很小，而且由于換熱器整體的漏熱和蓄熱很少，從而確保了本發(fā)明能夠進行高精度的微小流量的加熱或冷卻。實驗證明，以制冷劑R22為例，實現(xiàn)加熱或是冷卻穩(wěn)定調(diào)節(jié)的最小制冷劑流量為 2kg/h0本換熱器中制冷裝置50也即壓縮冷凝機組的冷量相對固定，操作人員的調(diào)節(jié)對象是電加熱器40也即電加熱管，并通過加熱導(dǎo)熱介質(zhì)20進行換熱。傳統(tǒng)的制冷劑系統(tǒng)中常用的水換熱器或風(fēng)換熱器，由于換熱量主要通過控制水量或是風(fēng)量來調(diào)節(jié)，容易受到水溫波動，水溫分層或是風(fēng)速波動、風(fēng)量干擾的影響而產(chǎn)生波動，進而產(chǎn)生測量和計算上的誤差。而本發(fā)明中的電加熱管熱量的調(diào)節(jié)通過可控硅實現(xiàn)，控制精度更高，測量和計算更加準(zhǔn)確。更重要的是換熱過程幾乎不受外界環(huán)境影響；特別適用于高精度的控制和測量系統(tǒng)，例如制冷空調(diào)產(chǎn)品的試驗裝置領(lǐng)域。在上述技術(shù)方案中，由于操作人員控制的是冷源和熱源之間的熱量差值，所以調(diào)節(jié)的跨度理論上從O 100%都可以覆蓋，從實際使用情況來看，在5 100%的范圍內(nèi)都可以精確調(diào)節(jié)控制，調(diào)節(jié)換熱量的跨度可以達(dá)到20倍。而傳統(tǒng)的制冷劑系統(tǒng)中常用的水換熱器或風(fēng)換熱器，換熱量主要通過控制水量或是風(fēng)量來調(diào)節(jié)，依靠的設(shè)備是變頻器或是流量控制閥門，變頻器的理論可調(diào)范圍在10 100%之間，但在實際使用中，由于傳統(tǒng)換熱器受到低水流速的影響，換熱系數(shù)大大降低，實際的可調(diào)范圍在15 100%，調(diào)節(jié)跨度不到7 倍；而風(fēng)換熱器中不確定的因素影響更多，調(diào)節(jié)范圍基本也在7倍左右。所以使用了本發(fā)明的制冷空調(diào)產(chǎn)品的試驗裝置，綜合其他設(shè)備，其理論上可調(diào)的跨度達(dá)到了 10倍左右。能夠大大提升試驗裝置的適用性，也間接地降低了建設(shè)方的成本投入。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，包括封閉的筒體(10)，其特征在于所述筒體(10) 中設(shè)置有換熱盤管(30)，且筒體(10)中充填有導(dǎo)熱介質(zhì)(20)，所述換熱盤管(30)的進口管路(31)和出口管路(3 均伸出在筒體(10)的外側(cè)；所述筒體(10)中還設(shè)置有對導(dǎo)熱介質(zhì)00)進行加熱的電加熱器00)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述導(dǎo)熱介質(zhì)00) 為 R123 或 R11。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述電加熱器GO) 浸沒在導(dǎo)熱介質(zhì)O0)中，換熱盤管(30)設(shè)置在導(dǎo)熱介質(zhì)O0)的液面上側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述筒體(10)的上部設(shè)置有壓力保護裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述壓力保護裝置包括設(shè)置在筒體(10)上頂面處的用于檢測換熱器內(nèi)部壓力的壓力開關(guān)(60)，壓力開關(guān) (60)與設(shè)置在筒體(10)外側(cè)的壓力顯示裝置(70)和/或報警裝置電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述壓力保護裝置還包括設(shè)置在筒體(10)上頂面處的壓力安全閥(80)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述筒體(10)的上部還設(shè)置有向筒體(10)內(nèi)部輸送導(dǎo)熱介質(zhì)O0)的輸送管，所述輸送管上設(shè)置有閥門(90)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3 6任一項所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述換熱盤管(30)的上側(cè)設(shè)置有冷卻盤管(51)，冷卻盤管(51)通過冷卻管路與設(shè)置在筒體(10) 外側(cè)的制冷裝置(50)相連通并構(gòu)成冷卻回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述制冷裝置(50) 為壓縮冷凝機組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器，其特征在于所述筒體(10)的主體為Φ 159或Φ 189或Φ 219的無縫鋼管，無縫鋼管的底部和頂部均焊接有密封板。
全文摘要
本發(fā)明屬于制冷與空調(diào)產(chǎn)品試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)負(fù)荷的高精度換熱器。本高精度換熱器包括封閉的筒體，所述筒體中設(shè)置有換熱盤管，且筒體中充填有導(dǎo)熱介質(zhì)，所述換熱盤管的進口管路和出口管路均伸出在筒體的外側(cè)；所述筒體中還設(shè)置有對導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱的電加熱器。所述換熱盤管的上側(cè)設(shè)置有冷卻盤管，冷卻盤管通過冷卻管路與設(shè)置在筒體外側(cè)的制冷裝置相連通并構(gòu)成冷卻回路。本發(fā)明尤其適用于微小換熱量的調(diào)節(jié)，且本發(fā)明可以作為加熱換熱器或者冷卻換熱器，通用性很強，便于推廣使用。本發(fā)明調(diào)節(jié)精度高，跨度更大，受外界影響很小，且本發(fā)明尤其便于應(yīng)用于移動式的系統(tǒng)產(chǎn)品中，適于模塊化和產(chǎn)品化。
文檔編號G01K17/00GK102563965SQ201210002508
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者周全, 李濤, 楊厚太, 王博, 王曉光, 蔡松素, 許敬德 申請人:合肥通用機械研究院