用于压缩机热气融霜的测试系统及方法

技术领域

本发明涉及压缩机测试技术领域，尤其涉及一种用于压缩机热气融霜的测试系统及方法。

背景技术

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。当制冷系统的蒸发温度低于0℃时，蒸发器表面将出现霜层，霜层不仅使传热热阻增大，而且对于强制循环的蒸发器(如冷风机)，还会使空气流动阻力增加，这些都会影响热交换效率。近几年冰箱、冷柜、制冰机、厨房冰箱等自携冷凝机组商用冷柜中利用热气融霜的化霜方式产品越来越多，热气融霜是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽经过带电磁阀的旁通管引入到需要除霜的蒸发器，利用压缩机排出的高温气态制冷剂的显热和潜热来加热融化蒸发器表面的霜，达到除霜的目的；热气融霜过程中存在大量未汽化液态制冷剂回流到压缩机，容易造成压缩机阀组破损，同时未汽化液态制冷剂也会稀释压缩机曲轴、连杆机构部件油膜，容易造成机械部件拉毛、卡死等故障。因此，针对适用于热气融霜压缩机使用工况恶劣，系统负荷大，为此需要一种新的可靠性测试装置来评估压缩机在热气融霜状态可靠性是否满足要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种用于压缩机热气融霜的测试系统及方法，以测试压缩机在热气融霜状态可靠性，为其设计改良提供支撑依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于压缩机热气融霜的测试系统，包括主管路、制冷管路和热气管路，制冷管路与热气管路分别与主管路连接形成闭合回路，制冷管路与热气管路并联设置；所述主管路上依次设置有蒸发器、吸气阀、平衡阀和排气阀，排气阀与吸气阀之间还设有与平衡阀并联的压缩机测试工位，还包括用于测试蒸发器表面的霜层厚度感应件；所述制冷管路上依次设置有冷凝器、干燥过滤器和膨胀阀，冷凝器与排气阀连接，膨胀阀与蒸发器连接；所述热气管路上依次设置有球阀、电磁阀，所述球阀与排气阀连接，电磁阀与蒸发器连接，所述电磁阀与所述霜层厚度感应件电性连接。

进一步的是：所述霜层厚度感应件为电容式传感器。

进一步的是：所述主管路、所述制冷管路和所述热气管路均设有测量管内压力的压力传感器。

进一步的是：所述主管路和所述热气管路均设置有测量管内温度的温度传感器。

进一步的是：所述球阀与电磁阀之间设置有微调阀。

本发明中的测试系统在蒸发器上设置霜层厚度感应件以测试霜层厚度，从而控制制冷管路、热气管路的通断，压缩机从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环及热气融霜循环；在制冷管路设置干燥过滤器过滤系统中杂质和水分，设置膨胀阀调节制冷剂流量，能够最大限度的调整测试系统至实际模拟工况；本发明中的测试系统通过模拟压缩机实际工作状态对其进行模拟检测，以对其性能和内部组件性能进行检测，为设计开发人员进一步完善或改良提供支撑依据。

本发明还提供一种用于压缩机热气融霜的测试方法，根据上述用于压缩机热气融霜的测试系统对压缩机进行测试，包括以下步骤：

S1、真空处理：将压缩机接入到主管路的压缩机测试工位，再外接抽真空设备，对整个测试系统进行抽真空处理；

S2、充注制冷剂气体：待测试系统抽空真空至预定工艺要求后，停止抽真空并关闭热气管路，将制冷剂充注入到制冷管路中，待平衡压力达到要求压力，关闭平衡阀，制冷剂充注完成；

S3、进行测试：压缩机上电运行，根据设定工况调节膨胀阀，使整个测试系统的吸气压力、排气压力达到预定工艺要求，压缩机进入到制冷和热气融霜的循环过程；

S4、测试达到设定要求后，结束测试，打开压缩机，检测压缩机内部各组件的性能。

进一步的是：S1中，采用真空泵进行抽真空处理。

进一步的是：S4中，测试结束后，对压缩机内部的阀组、电机和泵体的结构完整性和结构强度进行检测。

本发明中的测试方法基于上述测试系统对压缩机进行模拟检测，以对压缩机在热气融霜状态可靠性是否满足要求进行评估，对压缩机制造厂快速模拟整机热气融霜有很大参考意义，可以最大程度规避压缩机在适用热气融霜系统出现烧电机、磨损、卡死等故障，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明用于压缩机热气融霜的测试系统管路示意图；

图2为测试系统的制冷循环管路示意图；

图3为测试系统的热气融霜循环管路示意图；

图中标记为：蒸发器1、吸气阀2、平衡阀3、排气阀4、压缩机5、霜层厚度感应件6、冷凝器7、干燥过滤器8、膨胀阀9、球阀10、微调阀11、电磁阀12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

请参阅图1，本发明所述的用于压缩机热气融霜的测试系统，包括主管路、制冷管路和热气管路，制冷管路与热气管路分别与主管路连接形成闭合回路，制冷管路与热气管路并联设置；主管路上依次设置有蒸发器1、吸气阀2、平衡阀3和排气阀4，排气阀4与吸气阀2之间还设有与平衡阀3并联的压缩机测试工位，还包括用于测试蒸发器1表面的霜层厚度感应件6；制冷管路上依次设置有冷凝器7、干燥过滤器8和膨胀阀9，冷凝器7与排气阀4连接，膨胀阀9与蒸发器1连接；热气管路上依次设置有球阀10、电磁阀12，球阀10与排气阀4连接，电磁阀12与蒸发器1连接，电磁阀12与霜层厚度感应件6电性连接；球阀10与电磁阀12之间设置有微调阀11，更为精确控制管路内的制冷剂气体流量。

需要说明的是，冷凝器7将进行测试的压缩机5的出口排出的高温高压气态的制冷剂进行冷凝，变成高温高压液态的制冷剂；膨胀阀9将冷凝器7的出口排出的高温高压液态的制冷剂进行节流降压，体积突然变大而降温降压，变成低温低压雾状的制冷剂；蒸发器1将膨胀阀9的出口排出低温低压雾状的制冷剂，在定压下汽化吸收蒸发器1的周围外界空气中的热量，使得蒸发器1周围外界空气温度降低，进而变成低温低压气态的制冷剂；其中，低温低压雾状的制冷剂的温度高于低温低压气态的制冷剂的温度；球阀10、微调阀11控制制冷剂流量大小，电磁阀12类似单向截止阀，单向控制制冷剂气体引入到蒸发器1。

优选的，霜层厚度感应件6为电容式传感器，电容式传感器能工作在高温，强辐射及强磁场等恶劣的环境中，可以承受很大的温度变化可以非接触测量且灵敏度高、结构简单、温度稳定性好，因此作为本发明中霜层厚度测量。应当理解的是，霜层厚度感应件6起到感应霜层厚度的目的，还可以采用位置传感器、红外传感器等测量感应装置。

主管路、制冷管路和热气管路均设有测量管内压力的压力传感器；主管路和热气管路均设置有测量管内温度的温度传感器；为了保证测试精准度，需在压缩机进口和出口处设置压力传感器和温度传感器，通过压力传感器、温度传感器对压缩机实际的模拟工况进行实时监测，便于保证模拟测试的可靠性。

本发明的用于压缩机热气融霜的测试方法，根据上述用于压缩机热气融霜的测试系统对压缩机进行测试，包括以下步骤：

S1、真空处理：将压缩机接入到主管路的压缩机测试工位，再外接真空泵，对整个测试系统的管路进行抽真空处理；

S2、充注制冷剂气体：待测试系统抽空真空至预定工艺要求后，停止抽真空并关闭热气管路，将制冷剂充注入到制冷管路中，待平衡压力达到要求压力，关闭平衡阀3，制冷剂充注完成；

S3、进行测试：压缩机在其发动机或电动机的带动下运行，根据设定工况调节膨胀阀9，使整个测试系统的吸气压力、排气压力达到预定工艺要求，压缩机进入到制冷和热气融霜的循环过程，具体的模拟时间或工况根据实际需求确定；

请参阅图2和图3，霜层厚度感应件6检测到蒸发器1表面结霜的霜层厚度达到设定厚度之后，热气管路上的电磁阀12打开，此时，由于制冷管路存在膨胀阀9，因此存在运输阻力，压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽不再通过制冷管路进入蒸发器1，而是经过热气管路引入到需要除霜的蒸发器1，热气除霜循环开始，此时大量未汽化液态制冷剂回流到压缩机；在蒸发器1表面结霜的霜层厚度降低到设定厚度之后，热气管路上的电磁阀12关闭，热气融霜过程结束，压缩机通过制冷管路进入制冷循环，直至霜层厚度感应件6感应到蒸发器1表面霜层厚度需要开启热气融霜过程下一个热气融霜循环开始；如此循环反复，验证压缩机是否满足热气融霜循环液态制冷剂冲击及验证压缩机电机过载能力是否满足热气融霜要求，并进一步验证曲轴、连杆等运动部件是否造成机械部件拉毛、卡死等故障。虽然现有的压缩机存在储液器以将蒸发器回流的制冷剂液体截流储存，但由于生产成本、机体体积控制，储液器的容量不能太大，故液态制冷剂仍然对压缩机存在冲击影响。

S4、测试达到设定要求后，结束测试，打开压缩机，检测压缩机内部各组件的性能，如对泵体、电机、阀组等主要功能部件是否有异常损坏或磨损进行检测。

随着轻商行业的快速发展，以及热气融霜技术在轻商产品的应用，适用于热气融霜系统的压缩机需求越来越多，对整个压缩机制造业及轻商行业技术应用都是个很大的挑战。本发明对压缩机制造厂快速模拟整机热气融霜有很大参考意义，本发明实现了热气融霜循环的模拟试验，可以实现同一套设备模拟不同功率的负载，一方面通过测试可以对压缩机的使用性能进行评估，另一方面可根据压缩机内部各组件性能在此工况下的缺陷确定完善方向，为进一步技术改革和升级提供依据，同时为压缩机投入市场使用提供可靠性保证，可以很大程度规避压缩机在适用热气融霜系统出现烧电机、磨损、卡死等故障。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。