专利名称：制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路及其注油方法
技术领域：
本发明涉及制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路及其注油方法。
背景技术：
对于蒸汽压缩制冷系统，制冷剂中会不可避免地混有一定量的润滑油，这些润滑 油会影响制冷剂在换热管中的蒸发/冷凝传热效果，因此研究制冷剂含油率对换热管的传 热特性影响很重要。为了进行制冷剂含油率对换热管的传热特性影响研究，需要向制冷剂蒸发或冷凝 测试回路中注入一定量的润滑油。已有技术中通常采用推进式注射器向制冷剂蒸发或冷凝 测试回路中注入润滑油，这种方法存在一定的缺陷非连续注油，每次改变系统中制冷剂的 含油率需手动向系统中注入润滑油，制冷剂的含油率不能连续可调；制冷剂和润滑油混合 需要一定的时间，这种方法没有提供驱动力加速二者的混合，系统中润滑油达到稳定浓度 的时间较长。已有技术中也有采用在线连续注油装置，例如中国专利号200410017184. 9、发 明名称为“制冷剂流动沸腾换热测量回路在线连续注油装置”，但该装置制冷剂回路采用蒸 汽压缩系统，理论上一种压缩机只能测试一种制冷剂，不同制冷剂含油率测试实验需选用 不同压缩机，而且该装置只能进行制冷剂流动沸腾换热测量回路的在线连续注油测试，不 能进行制冷剂含油的冷凝测试。
发明内容
为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提出了制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试 连续注油回路及其注油方法，本发明可在制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试一体装置进行制 冷剂蒸发/冷凝传热特性测试时连续向纯净液态制冷剂中加入润滑油，且制冷剂蒸发或冷 凝测试段制冷剂进口干度可调。不仅可以适用于蒸汽压缩制冷系统，还适用于用泵作为动 力的制冷剂回路，适用范围广。本发明采取的技术方案是制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其特 点是，包括润滑油支路和制冷剂润滑油混合支路；润滑油支路包括通过管道顺序连接的高 效油分离器、贮油器、高压油泵、润滑油质量流量计、控制阀；制冷剂润滑油混合支路包括均 勻调和槽、预热器、制冷剂蒸发或冷凝测试段、加热器；所述制冷剂润滑油混合支路的加热 器出口与所述的高效油分离器的进口相连；所述的高效油分离器的润滑油出口与贮油器的 进口相连；所述的高效油分离器的制冷剂出口与制冷部件的入口相连；所述制冷剂润滑油 混合支路的均勻调和槽入口、以及所述润滑油支路的控制阀的出口通过三通与制冷部件的 出口连接。上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其中，还包括连接在制冷部 件出口的制冷剂质量流量计，所述的制冷剂质量流量计通过三通分别与控制阀和均勻调和 槽连接。
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上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其中，还包括一油分离器，与 高效油分离器相并联；该高效油分离器的制冷剂出口与油分离器的制冷剂进口相连，高效 油分离器的润滑油出口和油分离器的润滑油出口通过三通与贮油器的进口相连，该油分离 器的制冷剂出口连接制冷部件。上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其中，还包括至少一视镜，连 接在制冷剂润滑油混合支路的管段上。上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其中，还包括一单向阀，连接 在润滑油支路的控制阀出口以后的管段上。上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其中，所述的制冷部件选择 包括压缩机、动力泵、或制冷机中其中的一种。制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，其特点是，包括制冷剂蒸发传热 测试在线注油和制冷剂冷凝传热测试在线注油；其中a、制冷剂蒸发传热测试在线注油包括a_l、液态制冷剂经制冷剂质量流量计与从控制阀输出的润滑油在均勻调和槽内 混合后，进入预热器预热，继而进入制冷剂蒸发测试段；a_2、制冷剂润滑油混合物中的制冷剂经过制冷剂蒸发测试段蒸发后，进入加热器 加热；a_3、气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，分离后的润滑油进入贮油 器，贮油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制阀和单向阀与液态 制冷剂在均勻调和槽内混合；分离后的制冷剂进入制冷部件；b、制冷剂冷凝传热测试在线注油包括b_l、液态制冷剂经制冷剂质量流量计与润滑油回路中加入的润滑油在均勻调和 槽内混合后，进入预热器，液态制冷剂在预热器内被加热至气态；继而进入制冷剂冷凝测试 段；b_2、制冷剂在制冷剂冷凝测试段冷凝后，制冷剂润滑油混合物进入加热器，制冷 剂在加热器内被加热至完全汽化；b_3、气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，分离后的润滑油进入贮油 器，贮油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制阀和单向阀与液态 制冷剂在均勻调和槽内混合；分离后的制冷剂进入制冷部件。上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，其中步骤a-1中所述的进入预热器预热是指若制冷剂蒸发测试段制冷剂进口需具有 一定干度，可通过控制预热器的加热量调节制冷剂进口干度；步骤a-2中所述的进入加热器加热是指若制冷剂在制冷剂蒸发测试段出口还具 有一定干度，则混合物中的液态制冷剂在加热器内被加热至完全汽化。上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，其中步骤b_l中，若制冷 剂冷凝测试段制冷剂进口需具有一定干度，可通过控制预热器的加热量调节制冷剂进口干度。上述制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，其中还包括一油分离器，与 高效油分离器并联；气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，经高效油分离器分离后的润滑油进入贮油器，分离后的制冷剂接着进入油分离器进行二级分离；油分离器分离 的润滑油进入贮油器，贮油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制 阀和单向阀与液态制冷剂在均勻调和槽内混合；油分离器分离的制冷剂进入制冷部件。本发明由于采取了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的1、在制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试时，通过润滑油支路的高压油泵向制冷剂中 注油，通过调节润滑油支路中的控制阀控制润滑油的注入量，再由制冷剂质量流量计和润 滑油质量流量计的读数计算得到制冷剂的含油量。高压油泵维持注油回路循环，从而保持 油量平衡，达到制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试时在线连续注油的目的。2、本发明在高效油分离器后再设置一个油分离器，实现制冷剂与润滑油的充分分 离，使进入制冷剂回路中的制冷剂为纯净制冷剂，从而保证制冷剂蒸发或冷凝测试段含油 率的真实可靠。3、本发明通过调节预热器的加热量可以控制制冷剂蒸发或冷凝测试段的制冷剂 进口干度，使测试准确。
本发明的具体特征性能由以下的实施例及其附图进一步描述。图1为本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路的一实施例的结构原理图。具体实施方法请参阅图1。本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，可在制冷剂蒸 发/冷凝传热特性测试一体装置进行制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试时连续向纯净液态制 冷剂中加入润滑油。该注油回路包括润滑油支路1和制冷剂润滑油混合支路2 ；润滑油支 路1包括包括通过管道顺序连接的高效油分离器11、贮油器12、高压油泵13、润滑油质量 流量计14、控制阀15 ；制冷剂润滑油混合支路2包括均勻调和槽21、预热器22、制冷剂蒸发 或冷凝测试段23、加热器24。所述制冷剂润滑油混合支路的加热器出口与所述的高效油分 离器的进口相连；所述的高效油分离器的润滑油出口与贮油器的进口相连；所述的高效油 分离器的制冷剂出口与制冷部件的入口相连；所述制冷剂润滑油混合支路的均勻调和槽入 口、以及所述润滑油支路的控制阀的出口通过三通与制冷部件的出口连接。还包括一连接 在制冷部件出口的制冷剂质量流量计3，所述的制冷剂质量流量计通过所述三通分别与控 制阀和均勻调和槽连接。本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路中，还包括一油分离器16， 与高效油分离器11相并联；该高效油分离器的制冷剂出口与油分离器的制冷剂进口相连， 高效油分离器的润滑油出口和油分离器的润滑油出口通过三通与贮油器的进口相连，该油 分离器的制冷剂出口连接制冷部件。通过在高效油分离器后再设置油分离器，实现制冷剂 与润滑油充分分离。从高效油分离器分离出的制冷剂再进入油分离器进行二次分离，使进 入制冷剂回路中的制冷剂为纯净制冷剂，从而保证制冷剂蒸发或冷凝测试段含油量的真实 可靠。本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路的制冷剂润滑油混合支路 中，还可包括至少一视镜25，连接在制冷剂润滑油混合支路的管段上。本实施例是连接在预
6热器与制冷剂蒸发或冷凝测试段之间的管段上，用于直观查看进入制冷剂蒸发或冷凝测试 段之前的制冷剂状态。当然也可在加热器前后再增加设置视镜。本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路的润滑油支路中还可包括 一单向阀17，连接在控制阀15出口以后的管段上。本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路用于在制冷剂蒸发冷凝传 热特性测试一体装置在线测试制冷剂蒸发冷凝传热特性时向纯净液态制冷剂中加入润滑 油。本实施例中制冷剂质量流量计3的出口与均勻调和槽21的进口相连，均勻调和槽21 的出口与预热器22的进口相连，预热器22的出口经视镜25与制冷剂蒸发或冷凝测试段23 的进口相连，制冷剂蒸发或冷凝测试段23的出口与加热器24的进口相连，加热器24的出 口与高效油分离器11的进口相连，高效油分离器11的制冷剂出口与油分离器16的进口相 连，高效油分离器11的润滑油出口和油分离器16的润滑油出口通过三通与贮油器12的进 口相连，贮油器12的出口与高压油泵13的进口相连，高压油泵13的出口与润滑油质量流 量计14的进口相连，润滑油质量流量计14的出口与控制阀15的进口相连，控制阀15的出 口与单向阀17的进口相连，单向阀17的出口通过三通接入均勻调和槽21的进口。采用本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路的注油方法可根据需 要进行制冷剂蒸发传热测试在线注油和制冷剂冷凝传热测试在线注油。其中a、制冷剂蒸发传热测试在线注油包括a_l、液态制冷剂经制冷剂质量流量计与从控制阀输出的润滑油在均勻调和槽内 混合后，进入预热器预热，继而进入制冷剂蒸发测试段；所述的进入预热器预热是指若制 冷剂蒸发测试段制冷剂进口需具有一定干度，可通过控制预热器的加热量调节制冷剂进口 干度；a_2、制冷剂润滑油混合物中的制冷剂经过制冷剂蒸发测试段蒸发后，进入加热器 加热；所述的进入加热器加热是指若制冷剂在制冷剂蒸发测试段出口还具有一定干度， 则混合物中的液态制冷剂在加热器内被加热至完全汽化；a_3、气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，分离后的润滑油进入贮油 器，贮油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制阀和单向阀与液态 制冷剂在均勻调和槽内混合；分离后的制冷剂进入制冷部件；b、制冷剂冷凝传热测试在线注油包括b_l、液态制冷剂经制冷剂质量流量计与润滑油回路中加入的润滑油在均勻调和 槽内混合后，进入预热器，液态制冷剂在预热器内被加热至气态；继而进入制冷剂冷凝测试 段；若制冷剂冷凝测试段制冷剂进口需具有一定干度，可通过控制预热器的加热量调节制 冷剂进口干度；b_2、制冷剂在制冷剂冷凝测试段冷凝后，制冷剂润滑油混合物进入加热器，制冷 剂在加热器内被加热至完全汽化；b_3、气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，分离后的润滑油进入贮油 器，贮油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制阀和单向阀与液态 制冷剂在均勻调和槽内混合；分离后的制冷剂进入制冷部件。本发明制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法中还包括一油分离器，与 高效油分离器并联；气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，经高效油分离器分离后的润滑油进入贮油器，分离后的制冷剂接着进入油分离器进行二级分离；油分离器分离 的润滑油进入贮油器，贮油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制 阀和单向阀与液态制冷剂在均勻调和槽内混合；油分离器分离的制冷剂进入制冷部件。
本发明可在制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试一体装置进行制冷剂蒸发/冷凝传 热特性测试时连续向纯净液态制冷剂中加入润滑油，以满足制冷剂含油率对换热管蒸发或 冷凝传热特性影响研究需要。通过润滑油回路中的控制阀调节润滑油的注入量，由制冷剂 质量流量计和润滑油质量流量计的读数计算得到制冷剂的含油量，制冷剂和润滑油混合物 在均勻调和槽充分混合后经预热器、视镜进入制冷剂蒸发或冷凝测试段，从测试段流出的 制冷剂和润滑油混合物经加热器进入高效油分离器和油分离器，分离出的润滑油进入贮油 器，从而保持油回路中润滑油总量平衡，达到连续注油的目的。同时通过调节预热器的加热 量控制制冷剂蒸发或冷凝测试段的制冷剂进口干度，满足了测试段更多工况的测试要求。
权利要求
制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其特征在于，包括润滑油支路和制冷剂润滑油混合支路；润滑油支路包括通过管道顺序连接的高效油分离器、贮油器、高压油泵、润滑油质量流量计、控制阀；制冷剂润滑油混合支路包括均匀调和槽、预热器、制冷剂蒸发或冷凝测试段、加热器；所述制冷剂润滑油混合支路的加热器出口与所述的高效油分离器的进口相连；所述的高效油分离器的润滑油出口与贮油器的进口相连；所述的高效油分离器的制冷剂出口与制冷部件的入口相连；所述制冷剂润滑油混合支路的均匀调和槽入口、以及所述润滑油支路的控制阀的出口通过三通与制冷部件的出口连接。
2.根据权利要求1所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其特征在于， 还包括连接在制冷部件出口的制冷剂质量流量计，所述的制冷剂质量流量计通过三通分别 与控制阀和均勻调和槽连接。
3.根据权利要求1所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其特征在于， 还包括一油分离器，与高效油分离器相并联；该高效油分离器的制冷剂出口与油分离器的 制冷剂进口相连，高效油分离器的润滑油出口和油分离器的润滑油出口通过三通与贮油器 的进口相连，该油分离器的制冷剂出口连接制冷部件。
4.根据权利要求1所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其特征在于， 还包括至少一视镜，连接在制冷剂润滑油混合支路的管段上。
5.根据权利要求1所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其特征在于， 还包括一单向阀，连接在润滑油支路的控制阀出口以后的管段上。
6.根据权利要求1所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路，其特征在于， 所述的制冷部件选择包括压缩机、动力泵、或制冷机中其中的一种。
7.制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，包括制冷剂蒸发传热测试在线注油 和制冷剂冷凝传热测试在线注油；其中a、制冷剂蒸发传热测试在线注油包括a_l、液态制冷剂经制冷剂质量流量计与从控制阀输出的润滑油在均勻调和槽内混合 后，进入预热器预热，继而进入制冷剂蒸发测试段；a-2、制冷剂润滑油混合物中的制冷剂经过制冷剂蒸发测试段蒸发后，进入加热器加执.y 、人 a-3、气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，分离后的润滑油进入贮油器，贮 油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制阀和单向阀与液态制冷 剂在均勻调和槽内混合；分离后的制冷剂进入制冷部件；b、制冷剂冷凝传热测试在线注油包括b_l、液态制冷剂经制冷剂质量流量计与润滑油回路中加入的润滑油在均勻调和槽内 混合后，进入预热器，液态制冷剂在预热器内被加热至气态；继而进入制冷剂冷凝测试段； b-2、制冷剂在制冷剂冷凝测试段冷凝后，制冷剂润滑油混合物进入加热器，制冷剂在 加热器内被加热至完全汽化；b-3、气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分离器，分离后的润滑油进入贮油器，贮 油器内的润滑油经高压油泵加压后，经过润滑油质量流量计、控制阀和单向阀与液态制冷剂在均勻调和槽内混合；分离后的制冷剂进入制冷部件。
8.根据权利要求7所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，其特征在于步骤a-Ι中所述的进入预热器预热是指若制冷剂蒸发测试段制冷剂进口需具有一定 干度，通过控制预热器的加热量调节制冷剂进口干度；步骤a_2中所述的进入加热器加热是指若制冷剂在制冷剂蒸发测试段出口还具有一 定干度，则混合物中的液态制冷剂在加热器内被加热至完全汽化。
9.根据权利要求7所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，其特征在于步骤b-Ι中，若制冷剂冷凝测试段制冷剂进口需具有一定干度，可通过控制预热器的 加热量调节制冷剂进口干度。
10.根据权利要求7所述的制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油方法，其特征在 于还包括一油分离器，与高效油分离器并联；气态制冷剂和润滑油混合物进入高效油分 离器，经高效油分离器分离后的润滑油进入贮油器，分离后的制冷剂接着进入油分离器进 行二级分离；油分离器分离的润滑油进入贮油器，贮油器内的润滑油经高压油泵加压后，经 过润滑油质量流量计、控制阀和单向阀与液态制冷剂在均勻调和槽内混合；油分离器分离 的制冷剂进入制冷部件。
全文摘要
本发明公开了一种制冷剂蒸发/冷凝传热特性测试连续注油回路及其注油方法，其特点是，注油回路包括通过管道顺序连接的高效油分离器、贮油器、高压油泵、润滑油质量流量计、控制阀、均匀调和槽、预热器、制冷剂蒸发或冷凝测试段、加热器；所述的控制阀与均匀调和槽的连接管道上通过三通连接制冷剂质量流量计；所述制冷剂质量流量计制冷剂进口和所述高效油分离器制冷剂出口之间连接制冷部件。通过调节润滑油回路中的控制阀控制润滑油的注入量，由制冷剂质量流量计和润滑油质量流量计的读数计算得到制冷剂的含油量，通过调节预热器的加热量可以控制制冷剂蒸发或冷凝测试段的制冷剂进口干度。可保持油回路中润滑油总量平衡，以达到连续注油的目的。
文档编号F25B43/02GK101852750SQ20091004881
公开日2010年10月6日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者李蔚, 汪霞玲 申请人:浙江大学;李蔚