[实用新型]可调节蒸发温度的量热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽压缩制冷实验装置，特别涉及一种可调节蒸发温度的量热器，属实验仪器。

背景技术

蒸汽压缩制冷也称为蒸汽压缩式制冷，是依靠液态制冷剂在低温低压下蒸发吸热制冷，在蒸发过程中制冷剂从液态变化成蒸汽，同时从环境中吸收热量。蒸汽压缩制冷设备中必不可少的四个设备是蒸发器、冷凝器、压缩机和节流装置，在其它条件相同时，蒸汽压缩制冷的效率与蒸发温度与冷凝温度有关，随蒸发温度的提高和冷凝温度的降低，制冷效率会提高，因此研究蒸发温度与制冷量的关系，显得尤为重要。将蒸发器与提供热量的装置进行换热，并记录所提供的热量就形成了量热器，量热器的原理是当单位时间内制冷剂蒸发产生的冷量与通过电热元件加入的电功相等时，量热器内温度保持不变，此时可测得制冷设备或压缩机的制冷量，但现有设备中测量制冷装置或压缩机制冷量时蒸发温度无法调节，只能反复通过人工调节加热电压，达到调节加热功率的目的，使单位时间制冷量与电热元件加入的热量平衡，温度保持不变，整个实验过程费时费力。

发明内容

为克服现有量热器中蒸发温度不能调节的缺点，本实用新型的目的是提供一种蒸发温度可以自动调节的量热器。本实用新型是通过如下技术方案解决现有上述技术的不足：整个量热器与环境用绝热层隔离，液态制冷剂通过制冷剂流入管道⑷流入蒸发器，蒸发后的制冷剂从制冷剂流出管道⑸流出，制冷剂蒸发吸收的热量由加热部分全部浸入冷冻液中的电热元件⑾提供，冷冻液通过机械设备与制冷剂在蒸发器⑹中换热，电热元件⑾的加热功率的大小则由具有PID调节功能的人工智能仪表⑼控制，其工作过程是：当温度传感器通过人工智能仪表信号输入线⑽将温度信号传输到人工智能仪表⑼中时，人工智能仪表⑼会自动与设定值进行比较，当温度低于设定蒸发温度时，根据人工智能仪表内置的人工智能算法，确定是否输出控制信号，当输出信号通过人工智能仪表输出信号线⑻使开关⑴导通，则电热元件⑾有电流通过，导通时电流的大小由开关⑴的导通角控制，当冷冻液的实际温度接近设定温度时，则电热元件⑾输出的功率减少，以保证冷冻液的温度准确等于设定值，当冷冻液的温度高于人工智能仪表⑼的设定温度时，则开关⑴断开，电热元件⑾中无电流通过，以此保证冷冻液的温度始终等于设定值，当温度稳定一定时间后，开始记录电子电能表⑵的读数，当实验进行一定时间后，再次记录电子电能表⑵的读数，由两次消耗的电能差及实验所用的时间，计算出在一定时间段内制冷剂蒸发提供的制冷量，从而评价制冷装置或压缩机的制冷能力。电热元件⑾所消耗的电能由电源⑶提供。

可调节蒸发温度的量热器由蒸发器、电热元件、人工智能仪表、开关、电子电能表、温度传感器组成，其特征是量热器⑺与环境用绝热层隔离，量热器⑺外形为长方体，电热元件⑾通过量热器侧面的电热元件固定孔⒁固定在量热器内，制冷剂流入管道⑷和制冷剂流出管道⑸与蒸发器⑹连接，冷冻液通过机械设备与制冷剂在蒸发器⑹中换热，温度传感器通过人工智能仪表信号输入线⑽与人工智能仪表⑼连接，人工智能仪表⑼通过人工智能仪表输出信号线⑻与开关⑴连接，电子电能表⑵与交流电源⑶连接，人工智能仪表⑼具有PID调节功能，蒸发器⑹体积小、换热面积大，开关⑴具有快速接通和断开电路的能力，温度传感器精度高，电热元件⑾仅有部分发热、电子电能表⑵计量精度高。

可调节蒸发温度的量热器，其特征在于人工智能仪表具有PID调节功能，控制温度的误差不超过0.5℃，人工智能仪表分辨率0.1℃，采样频率不少于每秒6次，人工智能仪表具备自整定功能。

可调节蒸发温度的量热器，其特征是，该蒸发器为板式换热器或套管式换热器。

可调节蒸发温度的量热器，其特征是，该开关为固态继电器。

可调节蒸发温度的量热器，其特征是，该温度传感器是电阻式温度传感器。

可调节蒸发温度的量热器，其特征是，该电子电能表计量有功功率测量精度优于或等于1级。

采用本实用新型的优点是制冷剂的蒸发温度可以在一定范围内调节，能够测量制冷剂不同蒸发温度下的制冷量，可以更全面评价制冷装置或压缩机的制冷性能，实验速度快。

附图说明

图1量热器结构示意图

⑴     开关⑵电子电能表⑶交流电源⑷制冷剂流入管道⑸制冷剂流出管道⑹蒸发器⑺量热器⑻人工智能仪表输出信号线⑼人工智能仪表⑽人工智能仪表信号输入线⑾电热元件

图2量热器中电热元件布置侧面示意图。

⑿     冷冻液入口⒀冷冻液出口⒁电热元件固定孔⒂温度传感器插孔

具体实施方式

将蒸发器固定在量热器内，将电热元件按图2中⒁位置固定好，通过冷冻液入口⑿加入冷冻液，电热元件是功率分别为1000瓦特五支电热管，将电子电能表接入电路，人工智能仪表与温度传感器插孔⒂中的温度传感器、开关等连接好，五支电热管在电路中与电源并联连接，启动蒸汽压缩制冷装置，待量热器温度稳定后，记录电子电能表的读数，考虑机械装置运转产生的热量、量热器绝热层的漏热量，计算出制冷装置或压缩机的制冷量。当需要更换冷冻液时，可通过冷冻液出口⒀将冷冻液排出。冷冻液入口⑿和冷冻液出口⒀间兼作液位计接口，以确定冷冻液的液位。