專(zhuān)利名稱：液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，具體是一種液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(dòng)式電子膨脹閥具有節(jié)能、可靠性和可控性高的優(yōu)點(diǎn)，獲得廣泛應(yīng)用。但是，對(duì)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(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10212-2000(制冷空調(diào)用直動(dòng)式電子膨脹閥)采用簡(jiǎn)易的氮?dú)饬髁繙y(cè)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?dú)鈮毫?.1Mpa(表壓)，測(cè)量出膨脹閥在不同開(kāi)度條件下正向和逆向的氮?dú)饬髁恐?。該方法雖然操作簡(jiǎn)單但與膨脹閥實(shí)際運(yùn)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(kāi)度和實(shí)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(duì)于電子膨脹閥的設(shè)計(jì)、制冷系統(tǒng)匹配及控制方案有重要指導(dǎo)意義。
經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算，采用實(shí)際制冷循環(huán)作為電子膨脹閥流量特性的測(cè)試手段存在著諸多問(wèn)題，如由于潤(rùn)滑油問(wèn)題造成測(cè)試制冷劑種類(lèi)單一；實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體能耗較大；測(cè)試工況范圍較窄不能滿足多種測(cè)試對(duì)象要求等。
經(jīng)對(duì)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(lèi)似的文獻(xiàn)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有測(cè)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(guò)程的液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(rùn)滑油問(wèn)題可測(cè)試多種制冷劑的流量特性而且大大降低實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體能耗，成為膨脹閥生產(chǎn)企業(yè)測(cè)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(guò)以下技術(shù)方案實(shí)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(cè)試回路。測(cè)試回路是完成模擬膨脹閥節(jié)流過(guò)程的主回路；冷源回路和熱源回路是為測(cè)試回路提供冷熱源。測(cè)試回路包括磁力泵、質(zhì)量流量計(jì)、高壓換熱器、電子膨脹閥、低壓換熱器、儲(chǔ)液罐和干燥過(guò)濾器。它的連接方式和制冷劑流動(dòng)回路如下制冷劑經(jīng)磁力泵升壓后，經(jīng)過(guò)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(guò)程達(dá)到設(shè)定溫度。升溫后的液態(tài)高壓制冷劑經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)制冷劑的冷凝放熱過(guò)程轉(zhuǎn)化為過(guò)冷低壓液態(tài)制冷劑。液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)銅管連接進(jìn)入儲(chǔ)液罐上端入口，然后經(jīng)過(guò)銅管連接進(jìn)入儲(chǔ)液罐上端入口，儲(chǔ)液罐下端出口與干燥過(guò)濾器的入口用銅管連接，干燥過(guò)濾器的出口與磁力泵的入口連接，冷源回路通過(guò)低壓換熱器與測(cè)試回路相聯(lián)接，熱源回路通過(guò)低壓換熱器與測(cè)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(chǔ)液罐的進(jìn)出口采用銀焊條釬焊，由于需要更換測(cè)試對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(gè)入口連接，冷水箱的一個(gè)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(gè)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(cè)出口與冷水箱的另一個(gè)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(guò)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(guò)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(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要功能是測(cè)試在設(shè)定閥進(jìn)出口工況條件下，不同膨脹閥開(kāi)度制冷劑的質(zhì)量流量。本控制系統(tǒng)是要保證實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整記錄，方便和減少試驗(yàn)人員的操作和工作量。經(jīng)過(guò)調(diào)研和對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(cè)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(rùn)滑油問(wèn)題，可測(cè)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(cè)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(jì)和控制方法使實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體能耗大為降低，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本。整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)以PLC為控制核心，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)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(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整記錄，方便和減少試驗(yàn)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(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括測(cè)試回路1、冷源回路2和熱源回路3，測(cè)試回路1包括電子膨脹閥4、低壓換熱器5、儲(chǔ)液罐6、干燥過(guò)濾器7、磁力泵8、質(zhì)量流量計(jì)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(jì)9入口相連，質(zhì)量流量計(jì)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(guò)銅管連接進(jìn)入儲(chǔ)液罐6上端入口，儲(chǔ)液罐6下端出口與干燥過(guò)濾器7的入口用銅管連接，干燥過(guò)濾器7的出口與磁力泵8的入口連接，冷源回路2通過(guò)低壓換熱器5與測(cè)試回路1相聯(lián)接，熱源回路3通過(guò)高壓換熱器10與測(cè)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(gè)入口連接，冷水箱12的一個(gè)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(gè)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(gè)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(guò)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(chǔ)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(shí)施例滿開(kāi)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(cè)定將待測(cè)電子膨脹閥安裝在測(cè)試回路中，然后通過(guò)PC機(jī)將膨脹閥開(kāi)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(kāi)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(dòng)，側(cè)是回路自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)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(shí)記錄下此時(shí)制冷劑的質(zhì)量流量；將膨脹閥開(kāi)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(shí)制冷劑的質(zhì)量流量，以此類(lèi)推每次減少50脈沖，直到膨脹閥開(kāi)度為50脈沖，記錄下每個(gè)開(kāi)度制冷劑的質(zhì)量流量，便完成了一個(gè)膨脹閥流量特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種液環(huán)法電子膨脹閥流量特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，包括測(cè)試回路(1)、冷源回路(2)和熱源回路(3)，其特征在于，測(cè)試回路(1)包括電子膨脹閥(4)、低壓換熱器(5)、儲(chǔ)液罐(6)、干燥過(guò)濾器(7)、磁力泵(8)、質(zhì)量流量計(jì)(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(jì)(9)入口相連，質(zhì)量流量計(jì)(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(guò)銅管連接進(jìn)入儲(chǔ)液罐(6)上端入口，儲(chǔ)液罐(6)下端出口與干燥過(guò)濾器(7)的入口用銅管連接，干燥過(guò)濾器(7)的出口與磁力泵(8)的入口連接，冷源回路(2)通過(guò)低壓換熱器(5)與測(cè)試回路(1)相聯(lián)接，熱源回路(3)通過(guò)高壓換熱器(10)與測(cè)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(shí)驗(yàn)臺(tái)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(gè)入口連接，冷水箱(12)的一個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)驗(yàn)臺(tái)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(guò)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(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)驗(yàn)臺(tái)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(chǔ)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(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，用于空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域。包括測(cè)試回路、冷源回路和熱源回路，測(cè)試回路包括磁力泵、質(zhì)量流量計(jì)、高壓換熱器、電子膨脹閥、低壓換熱器、儲(chǔ)液罐和干燥過(guò)濾器，磁力泵出口和質(zhì)量流量計(jì)入口相連，質(zhì)量流量計(jì)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(guò)銅管連接進(jìn)入儲(chǔ)液罐上端入口，儲(chǔ)液罐下端出口與干燥過(guò)濾器的入口用銅管連接，干燥過(guò)濾器出口與磁力泵的入口連接，冷源回路通過(guò)低壓換熱器與測(cè)試回路相聯(lián)接，熱源回路通過(guò)低壓換熱器與測(cè)試回路相聯(lián)接。本發(fā)明解決了制冷劑潤(rùn)滑油問(wèn)題，可測(cè)試膨脹閥多種制冷劑的流量特性。
文檔編號(hào)G01M99/00GK1587920SQ20041005421
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海交通大學(xué)