一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置及其檢測方法制造方法及圖紙

一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置及其檢測方法，包括：動(dòng)力系統(tǒng)，用于壓縮制冷劑，排出壓縮機(jī)后的高溫高壓制冷劑氣體，包括壓縮機(jī)；溫度壓力檢測系統(tǒng)，用于接收管道流量信號、溫度信號與壓力信號，從而判別制熱工況或制冷工況下壓縮機(jī)與換熱器的性能表現(xiàn)，包括溫控箱，流量計(jì)，壓力傳感器，溫度傳感器，四通閥；換熱系統(tǒng)，用于冷卻劑的相變，與外界進(jìn)行熱交換，包括膨脹閥、換熱器一、換熱器二、PTC加熱器。本發(fā)明專利技術(shù)采用通用式熱泵空調(diào)檢測方法，可以同時(shí)檢測制冷與制熱工況下壓縮機(jī)與換熱器的性能，且可以根據(jù)需求更換不同型號的壓縮機(jī)與換熱器，操作簡單，有效提高檢測效率。增設(shè)溫度箱，改變不同溫度測試范圍，實(shí)現(xiàn)不同工況下壓縮機(jī)與換熱器的性能檢測，有效縮短研發(fā)周期。有效縮短研發(fā)周期。有效縮短研發(fā)周期。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置及其檢測方法


[0001]本專利技術(shù)屬于新能源汽車熱泵空調(diào)檢測
，特別涉及一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置及其檢測方法。

技術(shù)介紹

[0002]當(dāng)前新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，研究新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)以及熱管理也變得極為迫切。由于我國汽車廠商眾多，也是出現(xiàn)了多種多樣的新能源汽車的車型，雖然各種車型的新能源汽車熱泵空調(diào)原理一樣，但各自的規(guī)格尺寸和型式均不相同，所以在新能源汽車熱泵空調(diào)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、調(diào)節(jié)改善、包括運(yùn)算邏輯方面都會有大量的財(cái)力、物力、人力的投入。目前，我們對熱泵型空調(diào)的驗(yàn)證、檢測通常都是在標(biāo)準(zhǔn)焓差臺試驗(yàn)臺進(jìn)行，通過按照標(biāo)準(zhǔn)的方法檢測以獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)整或修改空調(diào)的設(shè)計(jì)，整個(gè)過程周期長、費(fèi)用高，對人員專業(yè)素質(zhì)要求也高。
[0003]因此急需提供一種汽車熱泵空調(diào)測試系統(tǒng)，它能夠快速地測試汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)在各種模式下的制冷和制熱性能，不需要使用焓差臺，測試速度更快，測試過程更簡單，通過不同零部件之間的配合工作實(shí)現(xiàn)，極大縮短開發(fā)周期，降低人力、物力和財(cái)力的投入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]針對現(xiàn)有熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置及其檢測方法，其測試系統(tǒng)可以在汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)前期對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行制熱或制冷性能測試，保證壓縮機(jī)的冷熱工況正常運(yùn)行，從而大大縮短研發(fā)周期。
[0005]為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置及其檢測方法，包括：<br/>[0006]動(dòng)力系統(tǒng)，用于壓縮制冷劑，排出壓縮機(jī)后的高溫高壓制冷劑氣體，包括壓縮機(jī)；
[0007]溫度壓力檢測系統(tǒng)，用于接收管道流量信號、溫度信號，從而判別制熱工況或制冷工況性能表現(xiàn)，包括溫控箱，流量計(jì)，壓力傳感器，溫度傳感器，四通閥；
[0008]換熱系統(tǒng)，用于冷卻劑的相變，與外界進(jìn)行熱交換，包括膨脹閥、換熱器一、換熱器二、PTC加熱器；
[0009]所述壓縮機(jī)的吸入口和排出口分別通過四通閥與換熱器一、換熱器二相連，所述換熱器一、換熱器二分別置于溫控箱內(nèi)，換熱器一、二之間的管道接有膨脹閥，所述換熱器一、二處的溫控箱內(nèi)分別設(shè)有PTC加熱器；所述四通閥，用來改變制冷劑氣體流向。
[0010]進(jìn)一步地，所述壓縮機(jī)采用柔性接口接入系統(tǒng)，方便不同種類壓縮機(jī)接入，用于壓縮制冷劑，推動(dòng)制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)；
[0011]進(jìn)一步地，所述溫控箱采用鋁合金材質(zhì)，用于模擬不同環(huán)境溫度，通過銅管與水泵相連；所述溫度傳感器采用熱電偶傳感器，用于檢測所述管道高溫高壓的氣體溫度；所述換熱器一與膨脹閥之間、換熱器二與膨脹閥之間分別設(shè)置預(yù)加熱系統(tǒng)，用于提高管內(nèi)氣體溫度，降低壓縮機(jī)的壓縮比；所述流量計(jì)采用葉輪式流量計(jì)，用于記錄冷卻劑的流量；
[0012]進(jìn)一步地，所述膨脹閥用于調(diào)整所述換熱器一出口與換熱器二入口的壓力比，保證輸出低溫低壓的氣體至換熱器二；所述換熱器一采用柔性接口接入系統(tǒng)，方便不同型號換熱器一接入，用于將所述壓縮機(jī)壓縮后的高溫高壓制冷劑氣體冷凝為飽和液體，期間釋放大量熱量；所述換熱器二采用柔性接口接入系統(tǒng)，方便不同型號的換熱器二接入系統(tǒng)，設(shè)有PTC電加熱裝置，用于將制冷劑液體蒸發(fā)為飽和氣體，期間吸收大量熱量；
[0013]進(jìn)一步地，所述壓縮機(jī)質(zhì)量流量、耗功與出口狀態(tài)的算法滿足以下關(guān)系：
[0014]壓縮機(jī)質(zhì)量流量計(jì)算公式：
[0015][0016]其中，m
com
為壓縮機(jī)質(zhì)量流量，kg/s；η
v
為容積效率；v
th
為理論排氣量，m3/r；r
com
為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，r/s；v
suc
為吸氣比容，m3/kg。
[0017]壓縮機(jī)功率計(jì)算公式：
[0018]W＝m
com
(h
dis
?
h
suc
)/f
Q
[0019]其中，W為壓縮機(jī)耗功，kw；h
dis
為排氣焓，kJ/kg；h
suc
為吸氣焓，kJ/kg；f
Q
為熱損系數(shù)(可視為常數(shù)，一般在0.9～1.0之間)。
[0020][0021]其中，h
dis|s
為等熵壓縮下的排氣焓，kJ/kg；η
s
為等熵效率。
[0022]進(jìn)一步地，所述換熱器一的換熱面積的算法滿足以下關(guān)系：
[0023]制冷劑側(cè)有效換熱面積由直接換熱面積與間接換熱面積組成：
[0024]A
r
＝A
r1
+η
t
A
r2
[0025]其中，冷劑側(cè)直接換熱面積：
[0026]A
r1
＝2[T
di
?
T
hi
?
C
P
(N
C
?
1)]l
w
+π
·
T
hi
l
w
[0027]其中，T
di
為扁管內(nèi)寬，m；T
hi
為扁管內(nèi)高，m；C
P
為定壓比熱容，J/(kg
·
K)。
[0028]在計(jì)算制冷劑側(cè)換熱面積時(shí)，將微通道間距視作內(nèi)表面矩形截面直肋，用以增加內(nèi)表面換熱，故在計(jì)算制冷劑側(cè)間接換熱面積時(shí)可以采用下述公式：
[0029]A
r1
＝2(N
C
?
1)T
hi
l
w
[0030]肋片效率：
[0031][0032][0033]進(jìn)一步地，所述換熱器二傳熱算法滿足以下關(guān)系：
[0034]換熱器二的傳熱面積計(jì)算公式：
[0035]Q
e
＝KAΔT
m
[0036]Q
e
為換熱器二的制冷量，W；K為換熱器二的傳熱系數(shù)，W/M2.℃；A為換熱器二的傳熱面積，M2；ΔT
m
為換熱器二的平均傳熱溫差，℃。
[0037][0038]其中，T1、T2為被冷卻液體進(jìn)、出換熱器二的溫度，℃；T
e
為蒸發(fā)溫度，℃；
[0039]系統(tǒng)制冷量：Q
e
＝m
ae
(h
aei
?
h
aeo
)
[0040]系統(tǒng)制熱量：Q
e
＝m
ac
(h
aco
?
h
aci
)
[0041]其中，h
aei
，h
aeo
為換熱器二左右兩端的焓值。
[0042]進(jìn)一步地，所述膨脹閥質(zhì)量流量損失算法滿足以下關(guān)系：
[0043][0044]其中，C
d
...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置，其特征是，包括：動(dòng)力系統(tǒng)，用于壓縮制冷劑，排出壓縮機(jī)后的高溫高壓制冷劑氣體，包括壓縮機(jī)；溫度壓力檢測系統(tǒng)，用于接收管道流量信號、溫度信號和壓力信號，從而判別制熱工況或制冷工況下壓縮機(jī)與換熱器的性能表現(xiàn)，包括溫控箱、流量計(jì)、壓力傳感器、溫度傳感器、四通閥；換熱系統(tǒng)，用于冷卻劑的相變，與外界進(jìn)行熱交換，包括膨脹閥、換熱器一、換熱器二、PTC加熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置，其特征是，所述壓縮機(jī)的吸入口和排出口分別通過四通閥與換熱器一、換熱器二相連，所述換熱器一、換熱器二分別置于溫控箱內(nèi)，換熱器一、二之間的管道接有膨脹閥，所述換熱器一、二處的溫控箱內(nèi)分別設(shè)有PTC加熱器；所述四通閥，用來作改變制冷劑氣體流向。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置，其特征是，所述壓縮機(jī)采用柔性接口接入系統(tǒng)，方便不同種類壓縮機(jī)接入，用于壓縮制冷劑，推動(dòng)制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置，其特征是，所述溫控箱采用鋁合金材質(zhì)，用于模擬環(huán)境溫度，通過銅管與水泵相連。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置，其特征是，所述溫度傳感器采用熱電偶傳感器，用于檢測所述管道高溫高壓的氣體溫度。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測裝置，其特征是，所述換熱器一與膨脹閥之間、換熱器二與膨脹閥之間分別設(shè)置預(yù)加熱系統(tǒng)，用于提高管內(nèi)氣體溫度，降低壓縮機(jī)的壓縮比。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測方法，其特征是，包括以下步驟：1)首先，啟動(dòng)溫度壓力檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度與壓力；2)制冷模式時(shí)，從壓縮機(jī)的高壓排出口排出的制冷劑依次流經(jīng)壓力和溫度傳感器、換熱器一、換熱器一出口的壓力和溫度傳感器、膨脹閥、膨脹閥出口的壓力和溫度傳感器、換熱器二及換熱器二出口的壓力傳感器、溫度傳感器、流量計(jì)，最后從壓縮機(jī)的低壓吸入口返回壓縮機(jī)；其中，制冷劑在換熱器一進(jìn)行冷凝放熱反應(yīng)，在換熱器二進(jìn)行蒸發(fā)吸熱反應(yīng)以達(dá)到降溫的目的，換熱器一處的PTC加熱器不工作，換熱器二處的PTC加熱器工作，換熱器二處的風(fēng)扇吹冷風(fēng)；3)制熱模式時(shí)，從壓縮機(jī)的高壓排出口排出的制冷劑依次流經(jīng)壓力和溫度傳感器、換熱器二、換熱器二出口的壓力和溫度傳感器、膨脹閥、膨脹閥出口的壓力和溫度傳感器、換熱器一及換熱器一出口的壓力傳感器、溫度傳感器、流量計(jì)，最后從壓縮機(jī)的低壓吸入口返回壓縮機(jī)；其中，制冷劑在換熱器二進(jìn)行冷凝放熱反應(yīng)，以達(dá)到加熱的目的，在換熱器一進(jìn)行蒸發(fā)吸熱反應(yīng)，換熱器一處的PTC加熱器工作，換熱器二處的PTC加熱器不工作，換熱器二處的風(fēng)扇吹熱風(fēng)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種通用式熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能檢測方法，其特征是，所述壓縮機(jī)質(zhì)量流量、耗功與出口狀態(tài)的算法滿足以下關(guān)系：壓縮機(jī)質(zhì)量流量計(jì)算公式：
其中，m
com
為壓縮機(jī)質(zhì)量流量，kg/s；η
v
為容積效率；v
th
為理論排氣量，m3/r；r
com
為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，r/s；v
suc
為吸氣比容，m3/kg；壓縮機(jī)功率計(jì)算公式：W＝m
com
(h
dis
?
h
su...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁昆，陳新文，李兆華，
申請(專利權(quán))人：陳新文，
類型：發(fā)明
國別省市：