[發明專利]一種環境風洞溫度控制系統

有效

• 申請號: 201811333723.8
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109582057B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 張建偉;易歡;石運軍;黃炳修;鄧祖國
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院;北京航天益森風洞工程技術有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;G01M9/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

本發明公開了一種環境風洞溫度控制系統，其包括風洞換熱器、主管回路和多條熱交換支路，風洞換熱器安裝于風洞的擴張段，主管回路為連通風洞換熱器的進口和出口的管路，多條熱交換支路并聯連接在主管回路上并借助主管回路能夠各自獨立地進行循環，熱交換支路包括載冷劑循環單元和熱交換循環單元，載冷劑循環單元包括去流管路、回流管路、驅動泵、三通閥和調節分路，去流管路連通主管回路與熱交換循環單元，在去流管路上沿流向依次安裝有三通閥和驅動泵，回流管路在去流管路的下游連通主管回路與熱交換循環單元，調節分路借助所述三通閥連通所述去流管路和所述回流管路。本發明采用三通閥根據溫度反饋改變摻混比例，變量唯一，調節簡單。

技術領域

本發明涉及一種環境風洞溫度控制系統，特別是針對汽車類環境模擬風洞試驗的溫度控制系統。

背景技術

環境風洞主要用于飛行器、汽車、火車及其他交通工具的空調系統和冷卻系統的匹配研發，熱管理驗證等相關試驗工作，研究不同環境因素對試驗產品性能影響及動力推進系統的系統匹配優化，考核試驗產品的環境適應能力。環境風洞一般具備模擬高溫、低溫、降雨、降雪、光照等氣候因素。

環境風洞溫度控制系統是環境風洞的關鍵系統，主要用于實現環境風洞內空氣溫度的控制。溫度控制系統主要由低溫制冷系統、冷卻水系統、載冷劑系統等組成。

現有的環境風洞溫度控制系統高溫及低溫的工藝設計及調節方式調節精度不高，耗能大，如高溫采用管路電加熱器直接加熱，換熱循環系統采用兩個以上兩通控制閥門調節，低溫采用低溫制冷系統與載冷劑系統換熱實現低溫試驗，而冷卻水系統與載冷劑系統相互獨立且無直接換熱等使得環境風洞溫度控制精度不高，環境風洞試驗熱負荷的變化不能得到快速精確響應等。

發明內容

本發明解決的技術問題在于：克服現有技術的不足，設計了一種新型環境風洞溫度控制系統運行原理，可實現環境風洞高精度、響應快、高效節能的溫度控制。

本發明的環境風洞溫度控制系統包括風洞換熱器、主管回路和多條熱交換支路，所述風洞換熱器安裝于風洞的擴張段，用于對風洞流體溫度進行整體調節，所述主管回路為連通所述風洞換熱器的進口和出口的管路，多條所述熱交換支路并聯連接在所述主管回路上并借助所述主管回路能夠各自獨立地進行循環，以分別經由風洞換熱器對風洞中的流體進行制冷或加熱，所述熱交換支路包括載冷劑循環單元和熱交換循環單元，所述載冷劑循環單元包括去流管路、回流管路、驅動泵、三通閥和調節分路，所述去流管路連通主管回路與熱交換循環單元，在去流管路上沿流向依次安裝有三通閥和驅動泵，所述回流管路在所述去流管路的下游連通所述主管回路與所述熱交換循環單元，由此，借助三通閥，可以使得從風洞換熱器出口流出的載冷劑經由所述主管回路和所述去流管路流入熱交換循環單元，進行熱量交換后再經由所述回流管路和所述主管回路流入所述風洞換熱器，所述調節分路借助所述三通閥連通所述去流管路和所述回流管路。

優選所述熱交換支路包括制熱循環支路和制冷循環支路。

優選所述制熱循環支路的熱交換循環單元包括載冷劑加熱換熱器、冷水管路、熱水鍋爐、熱水管路和熱水驅動泵，所述去流管路和所述回流管路分別連通載冷劑加熱換熱器中載冷劑單元的入口和出口，所述冷水管路和所述熱水管路分別連通載冷劑加熱換熱器的加熱單元與熱水鍋爐，所述熱水驅動泵安裝在所述熱水管路上。

優選所述制冷循環支路包括常溫制冷循環支路和低溫制冷循環支路，二者的所述載冷劑循環單元分別共用一段去流管路和一段回流管路，在共用的所述去流管路上沿流向依次安裝有三通閥、定壓膨脹罐和緩沖罐，所述緩沖罐下游的去流管路分出常溫去流分路和低溫去流分路，這兩條分路上分別安裝有驅動泵并分別與各自的熱交換循環單元連通，所述回流管路也分出常溫回流分路和低溫回流分路并分別與各自的熱交換循環單元連通。