[发明专利]一种桌面型自供水热交换器性能测试装置

说明书

本发明提供一种基于半导体热泵的桌面型自供水热交换器性能测试实验装置，利用半导体热泵技术，体积小，控制灵活，适应桌面系统要求；实现节能，尤其在冷热水同时供应时实现能量补偿，回收冷热源能量；循环供水，无需上下水，实验方便灵活，不受上下水管位置的限制；采用热交换器式膨胀水箱，抛弃体积庞大的冷热水箱，结构紧凑，实现冷热水的混合冷热补偿换热，减少环境换热负荷，同时实现补水、定压和排除系统气体或过盛水。本发明灵活方便、结构紧凑、节水环保、节约能源，能实现液‑液热交换器的热工性能和阻力特性测试，广泛适用于热交换器的实验教学和测试需求。

技术领域

本发明涉及一种桌面型自供水热交换器性能测试装置，特别是一种基于半导体热泵的桌面型自供水热交换器性能测试实验装置。

背景技术

当前，实验室面积紧张、设备老化是高校的普遍现象，实验室即使循环使用和公用安排也变得十分拥挤，相关上下水设施难以为继，已成为奢望。

常规热交换器性能测试装置要求使用上下水配置或者体积庞大的水箱，并且冷热水箱分开布置，常常利用自来水充当冷却介质，自来水使用后经管路直接排入下水道，还需单独加热装置。这种操作方式至少存在如下缺点：需在实验室配置上下水，增加成本和安全隐患；需要把实验装置安装在有上下水道的地方附近，操作不便；充当冷却介质的自来水一次性使用，造成了水资源的极大浪费；冷热源的直排造成极大的能源浪费和环境热污染。

半导体热泵可同时来实现制冷和制热，体积小、无机械运动部件，控制简单方便。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术无法适应上下水布置以及实验室场地限制的缺陷，提供一种基于半导体热泵的桌面型自供水热交换器性能测试装置，适用于热交换器的实验教学和测试需求。

为实现发明目的，本发明的技术方案是一种桌面型自供水热交换器性能测试装置。包括膨胀式热交换器、第一水泵、第二水泵、第一调节阀、第二调节阀、温度传感器、压力传感器、流量传感器、第一比例分配阀、第二比例分配阀和热泵以及热泵蒸发器、热泵冷凝器和热交换器，所述膨胀式热交换器、所述第一水泵、所述第一调节阀、所述热泵蒸发器、所述第一比例分配阀和所述热交换器冷水通道组成冷水回路，所述膨胀式热交换器、所述第二水泵、所述第二调节阀、所述热泵冷凝器、所述第二比例分配阀和所述热交换器热水通道组成热水回路，所述第一水泵和所述第二水泵分别提供冷水和热水的循环动力，所述第一调节阀和所述第二调节阀分别实现冷水和热水的流量调节，所述流量传感器分别指示冷水和热水的流量，所述热交换器冷水通道和所述热交换器热水通道的进口和出口分别布置所述温度传感器和所述压力传感器，所述温度传感器用于相应位置温度的采集和指示，所述压力传感器用于相应位置压力的采集和指示，所述第一比例分配阀和所述第二比例分配阀为三通比例调节阀，按一定调节协议将入口水流按比例分流到两出口，所述第一比例调节阀的入口连通所述热交换器冷水通道出口，所述第一比例调节阀出口分别连通所述膨胀式热交换器入口和所述热泵冷凝器入口，所述第二比例分配阀的入口连通所述热交换器热水通道出口，所述第二比例分配阀出口分别连通所述膨胀式热交换器入口和所述热泵蒸发器入口，所述膨胀式热交换器用于冷热水的混合换热，同时进行补水、定压和排除系统气体或过盛水。

利用上述桌面型自供水热交换器性能测试装置进行测试，所述热泵依据所述热交换器冷水通道的冷负荷和所述热交换器热水通道的热负荷的较高负荷进行工作，所述第一比例分配阀和所述第二比例分配阀是基于所述热泵的工况以及所述热交换器冷水通道的冷负荷和所述热交换器热水通道的热负荷按照调节协议进行比例分配，多余的冷热负荷通过所述膨胀式热交换器进行匹配，冷水和热水在所述膨胀式热交换器内混合换热并与环境换热至环境温度。