一种空气储能换热模块性能测试系统

1.本发明涉及换热装置性能测试技术领域，具体涉及一种空气储能换热模块性能测试系统。
2.

背景技术：

3.压缩空气储能技术是一种新型的物理储能技术，具有规模大、效率高、时间长、成本低等特点，可实现对环境的零排放、零污染，是极具发展潜力的大规模储能技术。压缩空气储能技术包括绝热压缩空气储能、蓄热式压缩空储能、液态空气储能、超临界压缩空气储能和先进压缩空气储能等。压缩空气储能技术不仅能将不稳定性、间歇性的可再生能源转化为可持续的高品质的能量提供电力，还能提升传统电力电网系统的调峰、调频能力和新能源消纳能力。
4.近年来，压缩空气储能系统的装机量逐渐增加，百兆瓦级的压缩空气储能系统也已经进入商业应用阶段。换热器作为压缩空气储能系统中的能量交换关键设备，其性能的好坏直接影响系统的效率、经济性及可靠性。大型换热设备规模大、成本高，其性能测试存在测试成本高、周期长且工况不确定的问题，不便于开展多循环储/释能稳定实验。所以在设备选型和定型前，有必要开展模拟实验，对相同型式和生产厂家的换热器性能进行全面的测试和评价。对此，中国专利申请号201811023599.5、201821437680.3公开了一种热性能测试系统、中国专利申请号201910623284.2公开了一种毛细芯热柱热性能测试系统，这三个专利申请虽然都是针对大功率宽温域的蓄热装置和大型换热器的换热性能进行测试实验与性能评估，但不能真实模拟压缩空气储能系统中各种换热设备在储能/释能过程中进出口的温度、压力、湿度及盐度等工况，而在换热器性能测试过程中，不同工况的换热器性能侧重点不同。压缩空气储能系统中的换热设备服役环境较为复杂，对进出口温度、压降、流量和内部阻力等要求较高，现有的测试平台不能满足测试要求，这给压缩空气储能系统中的换热模块的设计和选型造成较大困难，因此急需一套能高效、准确、全面地测试换热器性能的综合性测试平台。
5.

技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种可开展不同工况参数下换热设备流动传热性能和循环稳定性能检测，具有通用性高、工况范围广、稳定性好、综合性强等特点的空气储能换热模块性能测试系统。
7.本发明目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：本发明的一种空气储能换热模块性能测试系统，包括饱和加湿/加盐子系统、冷却流体子系统、蓄热流体子系统、dcs控制子系统、驱动电机、空气压缩机、高压储气罐、第二加热器、第一冷却器、第三冷却器和消音器，其中：
饱和加湿/加盐子系统1包括第一加热器、分离器和补液罐，第一加热器出口与分离器气侧进口连接的管路上设置温度传感器at，补液罐与分离器液侧进口连接的管路上设置补液泵，分离器底部设置温度传感器bt、加热器，分离器液侧出口管路设置排污阀c，分离器顶部设置分离装置；冷却流体子系统包括冷却塔、冷冻机、低温泵a和低温泵b，冷却塔出口与第一冷却器液侧出口连接的管路上顺序设置低温泵a、控制阀j、温度传感器et、控制阀门l，冷冻机出口与第一冷却器液侧出口连接的管路上设有低温泵b、低温泵b出口管路上设有控制阀k，控制阀k出口与第二冷却器冷流体侧进口连接的管路上设置温度传感器ft、控制阀门m，冷却塔进口管路上设有控制阀h，冷冻机进口管路上设有控制阀i，控制阀h与控制阀i之间的连接管路与第一冷却器冷流体出口连通，第二冷却器冷流体体测出口与控制阀i进口连接的管路上设置控制阀门n；蓄热流体子系统包括热罐、冷罐、水泵、第三加热器、和第二冷却器，设有控制阀门o的热罐进口管、设有控制阀门q的冷罐进口管均与第二冷却热流体侧出口连接，设有控制阀门p热罐出口管、设有控制阀门r的冷罐出口管均与水泵进口管连接，水泵出口管与第三加热器进口连接，第三加热器出口管与待测换热装置进口连接的管路上顺序设置液体流量传感器bf、温度传感器gt、压力传感器dp、控制阀门s，控制阀门s进口前设支管路与第二冷却器热流体侧进口管路连接，该支管路上顺序设置控制阀门t、控制阀门v，待测换热装置出口与第二冷却器热流体侧进口连接的管路上顺序设有温度传感器ht、压力传感器ep、控制阀门u；空气压缩机进口与大气及驱动电机相连，空气压缩机与高压储气罐连接的管路上设置控制阀门a，高压储气罐出口与第一调压阀门apv连接的管路上设置控制阀门b，第一调压阀门apv与第一加热器进口连接的管路设置压力传感器ap；分离器出口与第二加热器进口、第一冷却器气侧进口连接；设有控制阀门f的第二加热器出口管和设有控制阀门g的第一冷却器气侧汇总出口管与待测换热装置气侧进口连接的管路上设置流量传感器af、湿度传感器ah、温度传感器ct、压力传感器bp；待测换热装置气侧出口与第三冷却器进口连接的管路上顺序设置湿度传感器bh、温度传感器dt、压力传感器cp、第二调压阀门bpv，第三冷却器出口与消音器进口连接。
8.dcs控制子系统包括数据测量采集模组、传输模组、控制模组、和数据计算分析模组，数据测量采集模组与压力传感器ap、压力传感器bp、压力传感器cp、压力传感器dp、压力传感器ep、流量传感器af、流量传感器bf、湿度传感器ah、湿度传感器bh、温度传感器at、温度传感器bt、温度传感器ct、温度传感器dt、温度传感器et、温度传感器ft、温度传感器gt、温度传感器ht连接，通过传输模组与控制模组联接，控制模组与控制阀门a、控制阀门b、控制阀门c、控制阀门d、控制阀门e、控制阀门f、控制阀门g、控制阀门h、控制阀门i、控制阀门j、控制阀门k、控制阀门l、控制阀门m、控制阀门n、控制阀门o、控制阀门p、控制阀门q、控制阀门r、控制阀门s、控制阀门t、控制阀门u、控制阀门v、第一调压阀门apv、第二调压阀门连接，控制模组与数据计算分析模组互联。
9.上述的一种空气储能换热模块性能测试系统，其中：饱和加湿/加盐子系统中分离器底部为喷淋器，分离器底部的液侧出口与补液罐进口之间的管路上设置控制阀门w，补液罐内设置加热器，补液罐出口的管路上设置温度传感器it；待测换热装置气侧进口管路上
设置盐度传感器as、气侧出口管路上设置盐度传感器bs。
10.上述的空气储能换热模块性能测试系统，其中：还包括第二蓄热流体子系统，第二蓄热流体子系统包括第二热罐、第二冷罐、第二水泵、第三加热器、第蓄热冷却器，设有控制阀门a的热罐进口管、设有控制阀门c的冷罐进口管均与第二蓄热冷却热流体侧出口连接，设有控制阀门b热罐出口管、设有控制阀门d的冷罐出口管均与水泵进口管连接，水泵出口管与第三加热器进口连接，第三加热器出口管与待测换热装置进口连接的管路上顺序设置液体流量传感器cf、温度传感器jt、压力传感器fp、控制阀门e，控制阀门e进口前设支管路与第二蓄热冷却器热流体侧进口管路连接，该支管路上顺序设置控制阀门f、控制阀门g，待测换热装置出口与第二蓄热冷却器热流体侧进口连接的管路上顺序设有温度传感器kt、压力传感器gp、控制阀门h。
11.本发明同现有技术相比，具有明显的优点和有益效果，由以上技术方案可知，本发明的饱和加湿/加盐子系统、冷却流体子系统、蓄热流体子系统和dcs控制子系统模块化设置，利用各子系统间协同工作，能真实模拟压缩空气储能系统中各种换热设备在储能/释能过程中进出口的温度、压力、湿度及盐度等工况，具有通用性高、扩展性好、工况范围广、稳定性好、综合性强的特点，可以为压缩空气储能系统中换热部件提供设备测试支撑。能准确、全面、高效的测试不同型号换热器在不同工况下进出口温度、流量、压力、湿度、盐度等性能参数，为换热器的换热量、换热速率、流动阻力、除湿、除盐性能、分离性能等提供基础测量数据；本发明能满足低温高压气体/高温液态工质、高温高压气体/低温液态工质及液态工质之间相互换热等不同工况参数下换热器性能的检测与诊断，为压缩空气储能系统换热器的研发、设计、选型和性能验证提供实验支撑。
12.附图说明
13.图1为实施例1的结构示意图；图2为本发明的dcs控制子系统的结构示意图；图3为实施例2的结构示意图；图4为实施例3的结构示意图。
14.图中标识：1.饱和加湿/加盐子系统，101.第一加热器，102.分离器，102a分离器底部加热器，102b.分离器顶部分离器，103.补液罐，104.补液泵 ；2.冷却流体子系统，201.冷却塔，202.冷冻机，203.低温泵a，204.低温泵b；3.蓄热流体子系统，301.热罐，302.冷罐，303.水泵；304.第三加热器，305.第二冷却器，4.dcs控制子系统，401.数据测量采集模组，402.传输模组，403.控制模组，404.数据计算分析模组，5.驱动电机，6.空气压缩机，7.高压储气罐，8.第二加热器，9.第一冷却器，10.第三冷却器，11.消音器，12.第二蓄热流体子系统，1201.第二热罐，1202.第二冷罐，1203.第二水泵，1204.第三加热器，1205.第二蓄热冷却器，13.待测换热装置，14.控制阀门a，15.控制阀门b，16.控制阀门c，17.控制阀门d，18.控制阀门e，19.控制阀门f，20.控制阀门g，21.控制阀门h，22.控制阀门i，23.控制阀门j，24.控制阀门k，25.控制阀门l，26.控制阀门m，27.控制阀门n，28.控制阀门o，29.控制阀门p，30.控制阀门q，31.控制阀门r，32.控制阀门s，33.控制阀门t，34.控制阀门u，35.控制阀门v，36.控制
阀门w，37.第一调压阀门apv，38.第二调压阀门bpv，39.压力传感器ap，40.压力传感器bp，41压力传感器cp，42.压力传感器dp，43.压力传感器ep，44.压力传感器fp，45.压力传感器gp，46.流量传感器af，47.流量传感器bf，48.流量传感器cf，49.湿度传感器ah，50.湿度传感器bh，51.盐度传感器as，52.盐度传感器bs，53.温度传感器at，54.温度传感器bt，55.温度传感器ct，56.温度传感器dt，57.温度传感器et，58.温度传感器ft，59.温度传感器gt，60.温度传感器ht，61.温度传感器it，62.温度传感器jt，63.温度传感器kt，64.第二储热流体控制阀门a，65.第二储热流体控制阀门b，66.第二储热流体控制阀门c，67.第二储热流体控制阀门d，68.第二储热流体控制阀门e，69.第二储热流体控制阀门f，70.第二储热流体控制阀门g，71.第二储热流体控制阀门h。
15.具体实施方式
16.以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种空气储能换热模块性能测试系统具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
17.实施例1：如图1-2所示，本发明的一种空气储能换热模块性能测试系统，包括饱和加湿/加盐子系统1、冷却流体子系统2、蓄热流体子系统3、dcs控制子系统4、驱动电机5、空气压缩机6、高压储气罐7、第二加热器8、第一冷却器9、第三冷却器10和消音器11，其中：饱和加湿/加盐子系统1包括第一加热器101、分离器102和补液罐103，第一加热器101出口与分离器102气侧进口连接的管路上设置温度传感器at53，补液罐103与分离器102液侧进口连接的管路上设置补液泵104，分离器102底部设置温度传感器bt54、加热器102a，分离器102液侧出口管路设置排污阀c16，分离器顶部设置分离装置102b；冷却流体子系统2包括冷却塔201、冷冻机202、低温泵a203和低温泵b204，冷却塔201出口与第一冷却器9液侧出口连接的管路上顺序设置低温泵a203、控制阀j23、温度传感器et57、控制阀门l25，冷冻机202出口与第一冷却器9液侧出口连接的管路上设有低温泵b204、低温泵b204出口管路上设有控制阀k24，控制阀k24出口与第二冷却器305冷流体侧进口连接的管路上设置温度传感器ft58、控制阀门m26，冷却塔201进口管路上设有控制阀h21，冷冻机202进口管路上设有控制阀i22，控制阀h21与控制阀i22之间的连接管路与第一冷却器9冷流体出口连通，第二冷却器305冷流体体测出口与控制阀i22进口连接的管路上设置控制阀门n27；蓄热流体子系统3包括热罐301、冷罐302、水泵303、第三加热器304、和第二冷却器305，设有控制阀门o28的热罐301进口管、设有控制阀门q30的冷罐302进口管均与第二冷却305热流体侧出口连接，设有控制阀门p29热罐301出口管、设有控制阀门r31的冷罐302出口管均与水泵303进口管连接，水泵303出口管与第三加热器304进口连接，第三加热器304出口管与待测换热装置13进口连接的管路上顺序设置液体流量传感器bf47、温度传感器gt59、压力传感器dp42、控制阀门s32，控制阀门s32进口前设支管路与第二冷却器305热流体侧进口管路连接，该支管路上顺序设置控制阀门t33、控制阀门v35，待测换热装置13出口与第二冷却器305热流体侧进口连接的管路上顺序设有温度传感器ht60、压力传感器ep43、控制阀门u34；
空气压缩机6进口与大气及驱动电机5相连，空气压缩机6与高压储气罐7连接的管路上设置控制阀门a14，高压储气罐7出口与第一调压阀门apv37连接的管路上设置控制阀门b15，第一调压阀门apv37与第一加热器101进口连接的管路设置压力传感器ap39；分离器102出口与第二加热器8进口、第一冷却器9气侧进口连接；设有控制阀门f19的第二加热器8出口管和设有控制阀门g20的第一冷却器9气侧汇总出口管与待测换热装置13气侧进口连接的管路上设置流量传感器af46、湿度传感器ah49、温度传感器ct55、压力传感器bp40；待测换热装置13气侧出口与第三冷却器10进口连接的管路上顺序设置湿度传感器bh50、温度传感器dt56、压力传感器cp41、第二调压阀门bpv38，第三冷却器10出口与消音器11进口连接。
18.dcs控制子系统4包括数据测量采集模组401、传输模组402、控制模组403、和数据计算分析模组404，数据测量采集模组401与压力传感器ap39、压力传感器bp40、压力传感器cp41、压力传感器dp42、压力传感器ep43、流量传感器af46、流量传感器bf47、湿度传感器ah49、湿度传感器bh50、温度传感器at53、温度传感器bt54、温度传感器ct55、温度传感器dt56、温度传感器et57、温度传感器ft58、温度传感器gt59、温度传感器ht60连接，通过传输模组402与控制模组403联接，控制模组403与控制阀门a14、控制阀门b15、控制阀门c16、控制阀门d17、控制阀门e18、控制阀门f19、控制阀门g20、控制阀门h21、控制阀门i22、控制阀门j23、控制阀门k24、控制阀门l25、控制阀门m26、控制阀门n27、控制阀门o28、控制阀门p29、控制阀门q30、控制阀门r31、控制阀门s32、控制阀门t33、控制阀门u34、控制阀门v35、第一调压阀门apv37、第二调压阀门bpv38连接，控制模组403与数据计算分析模组404互联。
19.工作原理：气态工质为空气，饱和加湿/加盐子系统1和蓄热流体子系统3中工质为软化水，冷却流体子系统2中的工质为循环水。首先启动驱动电机5带动空气压缩机6工作，空气从空气压缩机6进口的经压缩机升压后进入高压储气罐7内储存，待高压储气罐内的压力稳定在设定值后，关闭驱动电机5、压缩机6和控制阀门a14、控制阀门b15，第一调压阀门apv37的开度使压力传感器ap39的值稳定在设定值，调节第一加热器101功率使温度传感器at53的参数值维持在高压空气的露点温度；饱和加湿/加盐子系统1中，高压空气进入分离器102内，调节分离器底部加热器102a功率，使分离器102底部的温度传感器bt54的值保持在软化水的露点温度，当分离器102内的液位低于设定值时，启动补液泵104，使补液罐103内的软化水进入分离器102内直至液位达到设定值，高压空气在分离器102内进行加湿后形成饱和湿度的饱和高压空气，饱和高压空气经分离器顶部分离装置102b除去大颗粒的水雾颗粒后进入并联的加热支路与冷却支路进口的汇总管路。
20.当饱和高压空气温度低于设定值时，打控制阀门d17、控制阀门f19，调整第二加热器8功率对饱和高压空气加热，使温度传感器ct55稳定在设定值；当饱和高压空气温度高于设定值时，打开控制阀门e18、控制阀门g20，调整第一冷却器9功率对饱和高压空气冷却使温度传感器ct55稳定在设定值。
21.调节第二调压阀门bpv38的开度，使压力传感器cp41的值稳定在设定值，在待测换热装置换热后的高压空气经第二调压阀门bpv38出口进入第三冷却器10降温后进入消音器11，经消音器11处理后的高压空气排入大气；在冷却流体子系统2中，软化水从第一冷却器9流体侧出口进入并联的冷却塔支路
和冷冻机支路，根据性能测试需求，当需要较低温度的软化水时打控制阀门h21、控制阀门j23，调整冷却塔201功率，启动低温泵203；当需要更低温度的软化水时打控制阀门i22、控制阀门k24，调整冷冻机202功率，启动低温泵204。当低温软化水与第一冷却器9中的饱和高压空气换热时，调整冷冻机202或者冷却塔201功率，使温度传感器et57的值稳定在设定值后打开控制阀门l25；当低温软化水与第二冷却器305的热流体换热时，整冷冻机202或者冷却塔201功率，使温度传感器ft58的值稳定在设定值后打控制阀门m26、控制阀门n27。
22.在蓄热流体子系统中，根据性能测试需求，当待测换热装置水侧需要冷水时，打开控制阀门q30、控制阀门r31、控制阀门s32、控制阀门t33、控制阀门v35，启动水泵303，调整第二冷却器305功率，使冷罐302中的软化水经第二冷却器305进行自循环冷却降温，待温度传感器gt59的值稳定在设定值后，关闭控制阀门t33，打开控制阀门u34、控制阀门o28，冷罐302中的低温软化水经水泵303进入待测换热装置与饱和高压气体换热，换热后的软化水进入热罐301中保存；当待测换热装置水侧需要热水时，打开控制阀门o28、控制阀门p29、控制阀门s32、控制阀门t33、控制阀门v35，启动水泵303，调整第三加热器304的功率，使热罐301中的软化水第三加热器303进行自循环加热升温，待温度传感器gt59的值稳定在设定值后，关闭控制阀门t33，打开控制阀门v35、控制阀门q30，热罐301中的高温软化水经水泵303进入待测换热装置与饱和高压气体换热，同时调节第三加热器304功率，对热罐301中高温液体进行温度补偿，使高温软化水温度保持在设定值进入待测换热装置与饱和高压空气换热，换热后的软化水经第二冷却器305冷却后进入冷罐302保存；在上述性能测试系统运行期间，dcs控制子系统的数据测量采集模组401实时对测试系统中的压力传感器ap39、压力传感器bp40、压力传感器cp41、压力传感器dp42、压力传感器ep43、流量传感器af46、流量传感器bf47、湿度传感器ah49、湿度传感器bh50、温度传感器at53、温度传感器bt54、温度传感器ct55、温度传感器dt56、温度传感器et57、温度传感器ft58、温度传感器gt59、温度传感器ht60等性能参数的数据进行采集后经传输模组402传输至数据计算分析模组404实时对各性能参数进行分析计算，测试人员可根据分析计算结果通过控制模组403对控制阀门a14、控制阀门b15、控制阀门c16、控制阀门d17、控制阀门e18、控制阀门f19、控制阀门g20、控制阀门h21、控制阀门i22、控制阀门j23、控制阀门k24、控制阀门l25、控制阀门m26、控制阀门n27、控制阀门o28、控制阀门p29、控制阀门q30、控制阀门r31、控制阀门s32、控制阀门t33、控制阀门u34、控制阀门v35、第一调压阀门apv37、第二调压阀门bpv38、第一加热器101、第二加热器8 、第三加热器304、分离器底部加热器102a、第一冷却器9、第三冷却器10、第二冷却器305等进行调节。
23.在系统稳定运行一段时间，所需测试性能参数稳定一段时间后，完成测试过程。
24.实施例2：如图2-3所示，本发明的一种空气储能换热模块性能测试系统，包括饱和加湿/加盐子系统1、冷却流体子系统2、蓄热流体子系统3、dcs控制子系统4、驱动电机5、空气压缩机6、高压储气罐7、第二加热器8、第一冷却器9、第三冷却器10和消音器11，其中：饱和加湿/加盐子系统1中分离器102底部为喷淋器102c，分离器102底部的液侧出口与补液罐103进口之间的管路上设置控制阀门w36，补液罐103内设置加热器103a，补液罐103出口的管路上设置温度传感器it61；待测换热装置13气侧进口管路上设置盐度传感器as51、气侧出口管路上设置盐度传感器bs52，其余同实施例1。
25.工作原理：饱和加湿/加盐子系统1中的液态工质为饱和氯化钠水溶液，在空气储能换热模块性能测试系统启动前，启动加热器103a对补液罐103内的饱和氯化钠水溶液进行加热，待温度传感器it61的值达到设定值后，根据实施例1中的步骤启动空气储能换热模块性能测试系统，高压空气进入分离器102后，启动补液泵104、喷淋器102c，调整加热器103a功率，使高压空气更高效快速地形成一定盐雾浓度的高压空气。空气储能换热模块性能测试系统的工作原理同实施例1。
26.实施例3：如图4所示，一种空气储能换热模块性能测试系统，包括饱和加湿/加盐子系统1、冷却流体子系统2、蓄热流体子系统3、第二蓄热流体子系统12、dcs控制子系统4、驱动电机5、空气压缩机6、高压储气罐7、第二加热器8、第一冷却器9、第三冷却器10、消音器11，其中：第二蓄热流体子系统12包括第二热罐1201、第二冷罐1202、第二水泵1203、第三加热器1204、第蓄热冷却器1205，设有控制阀门a64的热罐1201进口管、设有控制阀门c66的冷罐1202进口管均与第二蓄热冷却1205热流体侧出口连接，设有控制阀门b65热罐1201出口管、设有控制阀门d67的冷罐1202出口管均与水泵1203进口管连接，水泵1203出口管与第三加热器1204进口连接，第三加热器1204出口管与待测换热装置13进口连接的管路上顺序设置液体流量传感器cf48、温度传感器jt62、压力传感器fp44、控制阀门e68，控制阀门e68进口前设支管路与第二蓄热冷却器1205热流体侧进口管路连接，该支管路上顺序设置控制阀门f69、控制阀门g70，待测换热装置13出口与第二蓄热冷却器1205热流体侧进口连接的管路上顺序设有温度传感器kt63、压力传感器gp45、控制阀门h71，其余同实施例1。
27.工作原理：第二蓄热流体子系统12与蓄热流体子系统3中的液态工质可以是同种工质，也可以是不同种工质，选取导热油为第二蓄热流体子系统12中的液态工质，其余同实施例1，本发明的空气储能换热模块性能测试系统可满足气/水/油的三流道换热设备性能测试，同时也覆盖水/油、气/油等二流道换热设备的性能测试需求。
28.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种空气储能换热模块性能测试系统，其特征在于：包括饱和加湿/加盐子系统（1）、冷却流体子系统（2）、蓄热流体子系统（3）、dcs控制子系统（4、驱动电机（5）、空气压缩机（6）、高压储气罐（7）、第二加热器（8）、第一冷却器（9）、第三冷却器（10）和消音器（11），其中：饱和加湿/加盐子系统（1）包括第一加热器（101）、分离器（102）和补液罐（103），第一加热器（101）出口与分离器（102）气侧进口连接的管路上设置温度传感器at（53），补液罐（103）与分离器（102）液侧进口连接的管路上设置补液泵（104），分离器（102）底部设置温度传感器bt（54）、加热器（102a），分离器（102）液侧出口管路设置排污阀c（16），分离器顶部设置分离装置（102b）；冷却流体子系统（2）包括冷却塔（201）、冷冻机（202）、低温泵a（203）和低温泵b（204），冷却塔（201）出口与第一冷却器（9）液侧出口连接的管路上顺序设置低温泵a（203）、控制阀j（23）、温度传感器et（57）、控制阀门l（25），冷冻机（202）出口与第一冷却器（9）液侧出口连接的管路上设有低温泵b（204）、低温泵b（204）出口管路上设有控制阀k（24），控制阀k（24）出口与第二冷却器（305）冷流体侧进口连接的管路上设置温度传感器ft（58）、控制阀门m（26），冷却塔（201）进口管路上设有控制阀h（21），冷冻机（202）进口管路上设有控制阀i（22），控制阀h（21）与控制阀i（22）之间的连接管路与第一冷却器（9）冷流体出口连通，第二冷却器（305）冷流体体测出口与控制阀i（22）进口连接的管路上设置控制阀门n（27）；蓄热流体子系统（3）包括热罐（301）、冷罐（302）、水泵（303）、第三加热器（304）、和第二冷却器（305），设有控制阀门o（28）的热罐（301）进口管、设有控制阀门q（30）的冷罐（302）进口管均与第二冷却（305）热流体侧出口连接，设有控制阀门p（29）热罐（301）出口管、设有控制阀门r（31）的冷罐（302）出口管均与水泵（303）进口管连接，水泵（303）出口管与第三加热器（304）进口连接，第三加热器（304）出口管与待测换热装置（13）进口连接的管路上顺序设置液体流量传感器bf（47）、温度传感器gt（59）、压力传感器dp（42）、控制阀门s（32），控制阀门s（32）进口前设支管路与第二冷却器（305）热流体侧进口管路连接，该支管路上顺序设置控制阀门t（33）、控制阀门v（35），待测换热装置（13）出口与第二冷却器（305）热流体侧进口连接的管路上顺序设有温度传感器ht（60）、压力传感器ep（43）、控制阀门u（34）；空气压缩机（6）进口与大气及驱动电机（5）相连，空气压缩机（6）与高压储气罐（7）连接的管路上设置控制阀门a（14），高压储气罐（7）出口与第一调压阀门apv（37）连接的管路上设置控制阀门b（15），第一调压阀门apv（37）与第一加热器（101）进口连接的管路设置压力传感器ap（39）；分离器（102）出口与第二加热器（8）进口、第一冷却器（9）气侧进口连接；设有控制阀门f（19）的第二加热器（8）出口管和设有控制阀门g（20）的第一冷却器（9）气侧汇总出口管与待测换热装置（13）气侧进口连接的管路上设置流量传感器af（46）、湿度传感器ah（49）、温度传感器ct（55）、压力传感器bp（40）；待测换热装置（13）气侧出口与第三冷却器（10）进口连接的管路上顺序设置湿度传感器bh（50）、温度传感器dt（56）、压力传感器cp（41）、第二调压阀门bpv（38），第三冷却器（10）出口与消音器（11）进口连接。2.如权利要求1所述的一种空气储能换热模块性能测试系统，其特征在于：dcs控制子系统（4）包括数据测量采集模组（401）、传输模组（402）、控制模组（403）、和数据计算分析模组（404），数据测量采集模组（401）与压力传感器ap（39）、压力传感器bp（40）、压力传感器cp（41）、压力传感器dp（42）、压力传感器ep（43）、流量传感器af（46）、流量传感器bf（47）、湿度传感器ah（49）、湿度传感器bh（50）、温度传感器at（53）、温度传感器bt（54）、温度传感器ct
（55）、温度传感器dt（56）、温度传感器et（57）、温度传感器ft（58）、温度传感器gt（59）、温度传感器ht（60）连接，通过传输模组（402）与控制模组（403）联接，控制模组（403）与控制阀门a（14）、控制阀门b（15）、控制阀门c（16）、控制阀门d（17）、控制阀门e（18）、控制阀门f（19）、控制阀门g（20）、控制阀门h（21）、控制阀门i（22）、控制阀门j（23）、控制阀门k（24）、控制阀门l（25）、控制阀门m（26）、控制阀门n（27）、控制阀门o（28）、控制阀门p（29）、控制阀门q（30）、控制阀门r（31）、控制阀门s（32）、控制阀门t（33）、控制阀门u（34）、控制阀门v（35）、第一调压阀门apv（37）、第二调压阀门连接，控制模组（403）与数据计算分析模组（404）互联。3.如权利要求1或2所述的一种空气储能换热模块性能测试系统，其特征在于：饱和加湿/加盐子系统（1）中分离器（102）底部为喷淋器（102c），分离器（102）底部的液侧出口与补液罐（103）进口之间的管路上设置控制阀门w（36），补液罐（103）内设置加热器（103a），补液罐（103）出口的管路上设置温度传感器it（61）；待测换热装置（13）气侧进口管路上设置盐度传感器as（51）、气侧出口管路上设置盐度传感器bs（52）。4.如权利要求1或2所述的一种空气储能换热模块性能测试系统，其特征在于：还包括第二蓄热流体子系统（12），第二蓄热流体子系统（12）包括第二热罐（1201）、第二冷罐（1202）、第二水泵（1203）、第三加热器（1204）、第蓄热冷却器（1205），设有控制阀门a（64）的热罐（1201）进口管、设有控制阀门c（66）的冷罐（1202）进口管均与第二蓄热冷却（1205）热流体侧出口连接，设有控制阀门b（65）热罐（1201）出口管、设有控制阀门d（67）的冷罐（1202）出口管均与水泵（1203）进口管连接，水泵（1203）出口管与第三加热器（1204）进口连接，第三加热器（1204）出口管与待测换热装置（13）进口连接的管路上顺序设置液体流量传感器cf（48）、温度传感器jt（62）、压力传感器fp（44）、控制阀门e（68），控制阀门e（68）进口前设支管路与第二蓄热冷却器（1205）热流体侧进口管路连接，该支管路上顺序设置控制阀门f（69）、控制阀门g（70），待测换热装置（13）出口与第二蓄热冷却器（1205）热流体侧进口连接的管路上顺序设有温度传感器kt（63）、压力传感器gp（45）、控制阀门h（71）。

技术总结
本发明公开了一种空气储能换热模块性能测试系统，包括饱和加湿/加盐子系统、冷却流体子系统、蓄热流体子系统、DCS控制子系统、第二蓄热流体子系统，经驱动电机、空气压缩机及高压储气罐产生的稳定高压空气进入饱和加湿/加盐子系统加湿/加盐后，进入第二加热器/第一冷却器进行加热/冷却，后进入待测换热设备与蓄热流体子系统、第二蓄热流体子系统中的热流体进行换热，冷却流体子系统为第一冷却器提供冷源，换热后的高压空气经第三冷却器和消音器后排入大气。本发明可开展不同工况参数下换热设备流动传热性能和循环稳定性能检测，具有通用性高、工况范围广、稳定性好、综合性强等特点。综合性强等特点。综合性强等特点。


技术研发人员：何楠 林曦鹏 梁志松 周旺 骆开军 陈海生
受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/21