專利名稱：節(jié)能型高低溫試驗設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有復(fù)迭式回路運行的帶壓縮機的制冷系統(tǒng)。
環(huán)境試驗中對具有溫度變化率的高低溫變化試驗一般都使用“一箱法”試驗設(shè)備，即試驗是在一個有溫度變化的試驗箱內(nèi)進行，由高溫和低溫的溫度值，冷卻和加熱的速度及循環(huán)次數(shù)來模擬周圍環(huán)境的溫度變化，以檢測試驗樣品的性能。試驗箱的加溫一般都采用電加熱器，冷卻降溫一般都采用復(fù)迭式制冷系統(tǒng)，其傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為由一個壓縮機-冷凝器-膨脹閥-蒸發(fā)冷凝器，再回到壓縮機，組成高溫級制冷系統(tǒng)，再有另一壓縮機-蒸發(fā)冷凝器-膨脹閥-蒸發(fā)器，回壓縮機，組成低溫級制冷系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)通過蒸發(fā)冷凝器迭置成復(fù)迭式制冷系統(tǒng)。日本特許出愿公開昭61-89429公開了這種復(fù)迭式制冷系統(tǒng)，以及為改善加熱升溫所作的改進。但這種單一回路的系統(tǒng)不能滿足各種不同工況條件下的使用要求，勉強使用勢必有很多浪費能源和增加運行費用的缺點，另外對在高溫條件下使用時電動機和冷凍油因高溫影響會出現(xiàn)損壞和變質(zhì)的情況，同時，對控制溫度精度要求較高和對降溫速率有要求的試驗是不能很好適用的。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種能滿足高溫(達+200℃)、常溫(+40℃)和低溫(低于-40℃)等各種工況條件的高低溫試驗設(shè)備，配置上相應(yīng)的控制設(shè)備和儀表后，使溫度精度和降溫速率都有很大的提高。
本發(fā)明的目的是通過下述措施實現(xiàn)的，即在高溫級制冷回路和低溫級制冷回路中各增設(shè)一旁通回路，使冷態(tài)制冷劑和吸熱后的高溫制冷劑混合后進入壓縮機，以避免制冷劑處于高溫下工作。另外在高溫級制冷回路中還增設(shè)一單循環(huán)制冷回路，以適應(yīng)降溫要求在-40℃以上工況下工作時節(jié)能的要求。
附

圖1為本發(fā)明的元器件配置結(jié)構(gòu)圖，圖2為一種簡易的降低低溫級壓縮機吸入氣體溫度的系統(tǒng)圖，是圖1的局部結(jié)構(gòu)圖，圖3是一種只作為單級制冷系統(tǒng)使用時的制冷劑加溫系統(tǒng)示意圖，圖中1和25為壓縮機，2和21為熱交換器，3和19為油分離器，4為冷凝器，5為干燥過濾器，6、7、15、18、28、29為電磁閥，8、11、22、31為單向閥，9、10、30為膨脹閥，12、13、16、33為截止閥，14、34為蒸發(fā)器，17、27為針尖閥，20為蒸發(fā)冷凝器，23為干燥器，24為過濾器，26為膨脹容器，32為電加熱器，35為送風(fēng)機。
結(jié)合附圖給出本技術(shù)方案的實施例。
現(xiàn)有的復(fù)迭式制冷系統(tǒng)如圖1中黑線所示的兩個回路。低溫級制冷系統(tǒng)由壓縮機25排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)油分離器19，進入蒸發(fā)冷凝器20中，在將熱量釋放給高溫級制冷劑后，相態(tài)發(fā)生變化，成為低溫高壓液態(tài)制冷劑，在干燥器23、過濾器24中排除可能存在的雜質(zhì)后，經(jīng)電磁閥29，膨脹閥30，發(fā)生相態(tài)變化，成為溫度更低的、低壓氣液兩態(tài)制冷劑，進入蒸發(fā)器34，以間壁傳熱的形式，吸收試驗箱中的熱量，降低了試驗箱的溫度，其降溫程度取決于制冷劑在蒸發(fā)冷凝器中所釋放的熱量，然后再返回到壓縮機25。同樣由壓縮機1、油分離器3、冷凝器4、電磁閥7、膨脹閥10、蒸發(fā)冷凝器20組成的高溫級制冷系統(tǒng)，也按此循環(huán)，不同的只是制冷劑是在冷凝器4中將熱量釋放給冷凝液帶給外界的冷卻源，在蒸發(fā)冷凝器20中吸收低溫級制冷劑釋放的熱量，使低溫級制冷劑能吸收更多的熱量，從而使試驗箱中的溫度能降得更低。當(dāng)試驗箱的溫度由常溫降至-40℃更低的工況下，本裝置就使用這一循環(huán)回路，經(jīng)實際試驗，溫度可降低到-80℃。但當(dāng)試驗箱的高溫溫度超過常溫，甚至高達200℃工況下，這樣的循環(huán)回路就不能正常工作。本裝置中還設(shè)有兩個旁通回路，即電磁閥18、針尖閥17組成的高溫級旁通回路和由電磁閥28、針尖閥27組成的低溫級旁通回路。高溫級的旁通回路并聯(lián)在膨脹閥10之前，低溫級的旁通回路一路并聯(lián)在膨脹閥30之前，另一路并聯(lián)在膨脹閥通向蒸發(fā)器的管路中，在電磁閥28前還裝有一個單向閥。此時可打開這兩組閥門，使部分制冷劑，由干燥過濾器5和23、24直接通過旁通回路與在蒸發(fā)器蒸發(fā)冷凝器中吸收了熱量后的制冷劑一起被壓縮機吸入，從而大大降低了制冷劑和壓縮機的溫度，保護了壓縮機和驅(qū)動壓縮機的電動機，以及避免了制冷劑因受高溫影響而變質(zhì)的弊病。當(dāng)降溫要求達到-40℃以上時，利用這樣的復(fù)迭回路，需開啟兩臺壓縮機顯然是不經(jīng)濟的，故本裝置在高溫級制冷系統(tǒng)中還設(shè)有由電磁閥6、15膨脹閥9、截止閥12、16、蒸發(fā)器14(置于試驗箱內(nèi))、單向閥8、11組成的另一制冷回路，這一回路可由制冷劑在蒸發(fā)器14中吸收試驗箱中的熱量、進行降溫。此時關(guān)閉壓縮機25使低溫級制冷系統(tǒng)停止工作，同時關(guān)閉電磁閥7，這樣以單循環(huán)代替復(fù)迭循環(huán)，同樣能達到降溫至-40℃的目的，大大的節(jié)省了能量的消耗。本設(shè)備配以電腦控制設(shè)備可作下述工況的運行。
一是純降溫運行，包括1、高溫至-40℃以上的降溫運行。
制冷壓縮機1、風(fēng)機35、電磁閥6、15、18同步啟動，當(dāng)箱溫降至+40℃時，電磁閥18關(guān)閉，溫度接近設(shè)定值時，電加熱器32啟動，進行熱平衡，以達到±0.5℃的精度。
2、高溫至-40℃以下的降溫運行。
制冷壓縮機1、風(fēng)機35，電磁閥7同步啟動，0-10分鐘后(按需要調(diào)節(jié)選定)，制冷壓縮機25，電磁閥28、29同步啟動，當(dāng)箱內(nèi)溫度降至+40℃時，電磁閥28關(guān)閉，箱內(nèi)溫度接近設(shè)定值時，電加熱器32啟動，進行熱平衡，以達到±0.5℃溫度精度。
3、常溫至-40℃以上的降溫運行。
制冷壓縮機1，風(fēng)機35，電磁閥6、15同步啟動，到箱內(nèi)溫度接近設(shè)定值時，電加熱器32啟動，進行熱平衡，以達到±0.5℃精度。
4、常溫至-40℃以下的降溫運行。
制冷壓縮機1，風(fēng)機35、電磁閥7同步啟動，1～10分鐘后，制冷壓縮機25，電磁閥29同步啟動，箱內(nèi)溫度接近設(shè)定值時，電加熱器32啟動，進行熱平衡，以達到±0.5℃溫度精度。
二是高低溫循環(huán)運行高溫的形成是使用電加熱器加熱，其溫度精度可達±1℃，電加熱器工作時，風(fēng)機35同步運行，降溫過程見上述純降溫運行，同樣也有高溫至-40℃以上的循環(huán);高溫至-40℃以下的循環(huán);常溫至-40℃以上的循環(huán)和常溫至-40℃以下的循環(huán)四種工況。
從上述分析來看現(xiàn)有的復(fù)迭式制冷系統(tǒng)只適用于常溫至-40℃以下的制冷降溫工況，至于到-40℃以上的工況就顯得不經(jīng)濟了，一方面制冷系統(tǒng)放出的冷量過大，同時又要用加熱器進行熱平衡，顯然是不合理的，另外對于高溫下工作的壓縮機驅(qū)動電機和制冷劑在高溫下(可達200℃)缺乏保護措施，會使機件損壞和制冷劑變質(zhì)。本技術(shù)方案很好的解決了上述的缺點，配上相應(yīng)的控制機構(gòu)，即可適合各種工況條件下工作，又能達到較高的溫度精度，是一種新型的高低溫試驗設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種高低溫試驗設(shè)備，它由電加熱器、風(fēng)機和復(fù)迭式制冷系統(tǒng)組成，其特征是在復(fù)迭式制冷系統(tǒng)的高溫級制冷回路和低溫級制冷回路中各設(shè)有一旁通回路，即由冷凝器出口的制冷劑經(jīng)由電磁閥和節(jié)流閥與從蒸發(fā)器中出來的高溫制冷劑在進入壓縮機前進行混合的并聯(lián)旁通回路，或用這一旁通回路來降低制冷劑溫度的方法。
2.一種高低溫試驗設(shè)備，它由電加熱器、風(fēng)機和復(fù)迭式制冷系統(tǒng)組成，其特征是在高溫級回路中設(shè)有一個單循環(huán)制冷回路，即由原壓縮機1、冷凝器4和增設(shè)的電磁閥6、膨脹閥9、截止閥12、蒸發(fā)器14、截止閥16、電磁閥15組成的制冷回路，或回路中的蒸發(fā)器14直接制冷的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的高低溫試驗設(shè)備，其特征是單循環(huán)制冷回路中蒸發(fā)器出口通道除設(shè)有截止閥16和電磁閥15通道外，還并聯(lián)設(shè)有帶單向閥11的通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的高低溫試驗設(shè)備，其特征是單循環(huán)制冷回路還設(shè)有帶單向閥8的泄壓通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的高低溫試驗設(shè)備，其特征是低溫級制冷回路中，在蒸發(fā)器34前方設(shè)有帶單向閥31的通向壓縮機吸入口和電磁閥29前端的泄壓通道。
全文摘要
本申請涉及一種具有復(fù)疊式回路運行的帶壓縮機的制冷系統(tǒng)，試驗設(shè)備由電加熱器、風(fēng)機和復(fù)疊式制冷系統(tǒng)組成外，在高溫級和低溫級制冷回路中還各設(shè)一旁道回路使冷態(tài)制冷劑和吸熱后的高溫制冷劑混合后進入壓縮機，以適應(yīng)設(shè)備在高溫工況下工作，另外在高溫級制冷回路中還增設(shè)一單循環(huán)制冷系統(tǒng)，以滿足降溫至-40℃以上工況下工作時節(jié)能的需要。本設(shè)備配上相應(yīng)的控制設(shè)備和儀表后，使溫度精度和降溫速率都有很大提高，是一種多用途節(jié)能型的高低溫環(huán)境試驗設(shè)備。
文檔編號F25B5/00GK1077029SQ9210836
公開日1993年10月6日 申請日期1992年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月2日
發(fā)明者戴倫華 申請人:上海制冷設(shè)備廠