[发明专利]一种可切换的蒸发和冷凝的单管管内换热实验装置

权利要求书

1.一种可切换的蒸发和冷凝的单管管内换热实验装置，其特征在于，包括：制冷剂循环系统、水循环系统和实时数据采集控制系统；

所述制冷剂循环系统包括：储液罐（1）、干燥过滤器（2）、过冷器（3）、隔膜计量泵（B4）、脉动阻尼器（4）、第二板式换热器（HE2）、实验段（5）、第三板式换热器（HE3），其中，第二板式换热器（HE2）中的换热为制冷剂与水的换热，第三板式换热器（HE3）中的换热为制冷剂与水的换热；

所述水循环系统包括蒸发处理循环回路、预冷处理循环回路、实验段水循环回路、冷凝处理循环回路和过冷处理循环回路；

所述蒸发处理循环回路包括：第二板式换热器（HE2）、第五电磁流量计（G5）、前端电加热（H2）、膨胀水箱（E）、前端水泵（B2）；

所述预冷处理循环回路包括：第二板式换热器（HE2）、第五电磁流量计（G5）、乙二醇低温水箱（6）、Y型过滤器（7）、低温循环水泵（B3）；

所述实验段水循环回路包括：实验段（5）、测试电加热（H1）、第一板式换热器（HE1）、测试水泵（B1），其中第一板式换热器（HE1）中的换热是水与水的换热；

所述冷凝处理循环回路包括：第三板式换热器（HE3）、乙二醇低温水箱（6）、Y型过滤器（7）、低温循环水泵（B3）、第四电磁流量计（G4）；

所述过冷处理循环回路包括：过冷器（3）、乙二醇低温水箱（6）、Y型过滤器（7）、低温循环水泵（B3）；

所述实时数据采集控制系统包括：手动控制系统，触摸屏系统，PLC系统和电脑LabVIEW软件系统；

所述手动控制系统由PID控制系统、电子膨胀阀控制系统与变频器控制系统组成；

所述PID控制系统由制冷剂流量PID控制器（U1）、实验段（5）水流量PID控制器（U2）、第三板式换热器（HE3）水流量PID控制器（U3）、实验段（5）进水温度PID控制器（U4）、实验段（5）前制冷剂温度PID控制器（U5）、乙二醇低温水箱（6）出水温度PID控制器（U6）、储液器（1）冷凝压力PID控制器（U7）和实验段（5）出口压力PID控制器（U8）组成；

所述电子膨胀阀控制系统由第一电子膨胀阀（EXV1）控制器（X1）和第二电子膨胀阀（EXV2）控制器（X2）组成；

所述变频器控制系统由隔膜计量泵（B4）变频器（F1），测试水泵（B1）变频器（F2）和前端水泵（B2）变频器（F3）组成。

2.根据权利要求1所述的一种可切换的蒸发和冷凝的单管管内换热实验装置，其特征在于：

所述一种可切换的蒸发和冷凝的单管管内换热实验装置进行蒸发换热实验时，

所述预冷处理循环回路、所述实验段水循环回路、所述冷凝处理循环回路和所述过冷处理循环回路运行；

所述实验段水循环回路中，关闭第十七球阀（VW17）、第七球阀（VW7）、第八球阀（VW8-1）、和闸阀（VW8-2）；

通过关闭第一球阀（VW1）、第二球阀（VW2）和第四球阀（VW4）关闭蒸发处理循环回路。

3.根据权利要求1所述的一种可切换的蒸发和冷凝的单管管内换热实验装置，其特征在于：

所述一种可切换的蒸发和冷凝的单管管内换热实验装置进行冷凝换热实验时，

所述蒸发处理循环回路、所述实验段水循环回路运行；

所述实验段水循环回路，关闭第五球阀（VW5）和第六球阀（VW6）；

通过关闭第三球阀（VW3）和第十四球阀（VW14）关闭预冷处理循环回路；

通过关闭第九球阀（VW9）和第十二球阀（VW12）关闭冷凝处理循环回路；

通过关闭第十球阀（VW10）和第十一球阀（VW11）关闭过冷处理循环回路。

4.根据权利要求1所述的一种可切换的蒸发和冷凝的单管管内换热实验装置，其特征在于：

所述蒸发处理循环回路中，由前端电加热（H2）控制为第二板式换热器（HE2）提供的热量数值；

前端水泵（B2）为所述蒸发处理循环回路提供循环动力；

所述实验段水循环回路中，进行蒸发换热实验时，测试电加热（H1）为所述实验段（5）提供热量，测试水泵（B1）为所述实验段水循环回路提供动力；

进行冷凝换热实验时，第一板式换热器（HE1）为所述实验段（5）提供冷量。