一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備及其恒溫方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，設(shè)有輸出端與輸入端分別與用戶端連接，其特征在于，包括：冷溶液箱，設(shè)有制冷盤管一和溫度傳感器一；熱溶液箱，設(shè)有制熱盤管和溫度傳感器二；恒溫溶液箱，設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器三；以及壓縮機(jī)，壓縮機(jī)、制熱盤管和制冷盤管一依次連通形成制冷劑循環(huán)回路一；所述冷溶液箱和熱溶液箱分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二與恒溫溶液箱連通。該設(shè)備回收制冷過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝熱，并將冷凝熱利用到設(shè)備工作溶液溫度調(diào)節(jié)中，可有效提高設(shè)備的整體效率。本發(fā)明還提供一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備的恒溫方法；該恒溫方法可實(shí)現(xiàn)冷凝熱回收；溫度控制精度高，溶液溫度均勻，控制響應(yīng)速度快。
【專利說(shuō)明】一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備及其恒溫方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及恒溫槽循環(huán)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技快速發(fā)展、生活條件不斷改善，制冷空調(diào)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)、各個(gè)部門中得到了廣泛的應(yīng)用。為保證制冷空調(diào)產(chǎn)品具有優(yōu)良的性能，制冷空調(diào)產(chǎn)品出廠前必須經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格檢查，對(duì)制冷空調(diào)產(chǎn)品的各種參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)其是否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前可采用電器性能實(shí)驗(yàn)室(包括空調(diào)焓差實(shí)驗(yàn)室、冰箱性能實(shí)驗(yàn)室、換熱器性能實(shí)驗(yàn)室)人工模擬制冷空調(diào)產(chǎn)品的運(yùn)行環(huán)境和工況，提供一個(gè)穩(wěn)定、精確的模擬環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)制冷空調(diào)產(chǎn)品的工作性能，研制開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。這樣不僅加快了產(chǎn)品研制和生產(chǎn)的速度，而且還可以節(jié)約試驗(yàn)費(fèi)用。但是建設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電器性能實(shí)驗(yàn)室所需要的場(chǎng)地比較大，投入的設(shè)備儀器成本比較高，一般的企業(yè)及科研院所都難以承擔(dān)。鑒于上述情況，開(kāi)發(fā)了一款單工位的小型電器性能實(shí)驗(yàn)室，供科研、教學(xué)及中小企業(yè)做性能實(shí)驗(yàn)使用，成為現(xiàn)階段急需解決的問(wèn)題。
[0003]小型電器性能實(shí)驗(yàn)室需要配置恒溫源。恒溫源可采用恒溫槽循環(huán)器，現(xiàn)有恒溫槽循環(huán)器一般包括溶液箱、壓縮機(jī)制冷裝置和電加熱器，通過(guò)壓縮機(jī)制冷裝置和電加熱器直接對(duì)溶液箱中溶液進(jìn)行制冷和加熱。實(shí)驗(yàn)室中設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管，恒溫槽循環(huán)器將溶液箱中溶液輸出到風(fēng)機(jī)盤管，與房間內(nèi)空氣進(jìn)行換熱，然后再流回溶液箱中，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室溫度調(diào)節(jié)和恒定。但是，壓縮機(jī)制冷過(guò)程中產(chǎn)生的大量冷凝熱通過(guò)風(fēng)冷方式向環(huán)境排放，對(duì)環(huán)境造成熱污染。以一個(gè)EER為2.0的制冷機(jī)為例，提供一份電能制取2份冷量就會(huì)向環(huán)境排放3份熱量，恒溫源的整體效率低。
[0004]小型電器性能實(shí)驗(yàn)室中設(shè)有大量的測(cè)溫裝置，例如熱電偶、鉬電阻等。為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和維持環(huán)境溫度的控制精度，測(cè)溫裝置在使用前需要檢定，在使用一段時(shí)間后需要校核。校核過(guò)程中，對(duì)校核環(huán)境溫度的控制精度要求高；因此校核需要使用高造價(jià)的專業(yè)設(shè)備，進(jìn)一步提高了小型電器性能實(shí)驗(yàn)室的使用和維護(hù)成本。
[0005]現(xiàn)時(shí)我國(guó)及世界各國(guó)生產(chǎn)使用的恒溫槽循環(huán)器，液體的熱交換、攪拌均在一個(gè)容器內(nèi)完成，由于存在高功率密度的加熱/冷卻元件，使溫度場(chǎng)均勻性難以保證。若增加液體容積，雖然可以獲得較好的溫度場(chǎng)穩(wěn)定性、均勻性，但能耗加大，升/降溫時(shí)間長(zhǎng)。有廠家采用機(jī)械攪拌及電磁攪拌來(lái)均勻水溫，提高精度，但機(jī)械攪拌及電磁攪拌會(huì)引入噪聲及消耗電能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的其中一個(gè)目的是提供一種高效節(jié)能、溫度調(diào)節(jié)精度高的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備；該設(shè)備回收制冷過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝熱，并將冷凝熱利用到設(shè)備工作溶液的溫度調(diào)節(jié)中，可有效提高設(shè)備的整體效率。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備的恒溫方法；該恒溫方法可實(shí)現(xiàn)冷凝熱回收；且通過(guò)冷溶液箱溶液和熱溶液箱溶液不同比例混合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作溶液溫度恒溫調(diào)節(jié)；溫度控制精度高，溶液溫度均勻，響應(yīng)速度快。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，設(shè)有輸出端與輸入端分別與用戶端連接，其特征在于，包括:
[0008]冷溶液箱，設(shè)有制冷盤管一和溫度傳感器一；
[0009]熱溶液箱，設(shè)有制熱盤管和溫度傳感器二 ；
[0010]恒溫溶液箱，設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器三；
[0011]以及壓縮機(jī)，壓縮機(jī)、制熱盤管和制冷盤管一依次連通形成制冷劑循環(huán)回路一；
[0012]所述冷溶液箱和熱溶液箱分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二與恒溫溶液箱連通；
[0013]所述恒溫溶液箱通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置三與輸出端連通；輸入端分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置四、流體調(diào)節(jié)裝置五和流體調(diào)節(jié)裝置六與冷溶液箱、熱溶液箱和恒溫溶液箱連通。
[0014]本發(fā)明設(shè)備可用作電器性能實(shí)驗(yàn)室的恒溫源，為制冷電器、換熱器等性能測(cè)試提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境。本發(fā)明設(shè)備的運(yùn)行原理是:壓縮機(jī)、制熱盤管和制冷盤管一依次連通形成制冷劑循環(huán)回路一；制冷盤管一設(shè)置在冷溶液箱中，降低冷溶液箱溶液溫度；制熱盤管設(shè)置在熱溶液箱中，升高熱溶液箱溶液溫度；冷溶液箱和熱溶液箱分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二與恒溫溶液箱連通；通過(guò)冷溶液箱和熱溶液箱中不同溫度的溶液進(jìn)行不同比例混合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作溶液溫度調(diào)節(jié)。恒溫溶液箱溶液溫度均勻，溫度控制精度高。由于冷溶液箱中存儲(chǔ)低溫溶液，熱溶液箱中存儲(chǔ)高溫溶液；因此當(dāng)恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度變化時(shí)，可改變冷溶液箱和熱溶液箱的溶液混合比例，以實(shí)現(xiàn)恒溫溶液箱溶液溫度的快速變化。與傳統(tǒng)循環(huán)設(shè)備相比，本發(fā)明設(shè)備還實(shí)現(xiàn)了冷凝熱回收；本發(fā)明設(shè)備采用熱溶液箱對(duì)制熱盤管降溫，并將冷凝熱利用到設(shè)備工作溶液溫度調(diào)節(jié)中，可有效減少設(shè)備的耗電量，提高設(shè)備的整體利用效率；設(shè)備與環(huán)境之間沒(méi)有熱交換，避免熱污染。
[0015]所述的冷溶液箱和熱溶液箱分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二與恒溫溶液箱連通是指，恒溫溶液箱中設(shè)有射流裝置，冷溶液箱和熱溶液箱分別與流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二連通，流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二分別與射流裝置連通。本發(fā)明設(shè)備采用射流裝置混合溶液，避免了機(jī)械攪拌，節(jié)省電能，降低噪聲。
[0016]優(yōu)選的方案是:所述射流裝置包括分別設(shè)置在恒溫溶液箱的上部和下部的上環(huán)腔和下環(huán)腔，以及連通上環(huán)腔和下環(huán)腔的射流管；所述流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二分別與上環(huán)腔連通；所述射流管的數(shù)量為三個(gè)以上；射流管分別垂直設(shè)置在下環(huán)腔上；各個(gè)射流管的管壁上開(kāi)設(shè)有兩排射流孔；各個(gè)射流管的底面中心的連線形成圓周；所述射流孔是指水平投影后，開(kāi)口方向?yàn)槠叫杏谒鰣A周的切線方向的射流孔。射流裝置采用上環(huán)腔和下環(huán)腔，可平衡液壓；射流裝置采用立體式旋流射流，射流孔位于圓柱面的切線方向，可獲得更均勻、更穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，溫度波動(dòng)不大于±0.050C /h。
[0017]上下相鄰的兩個(gè)射流孔之間的孔距從上到下逐漸變小。由于射流管內(nèi)部壓力從上到下逐漸加大，因此孔距從上到下逐漸變小有利于射液均勻。
[0018]所述熱溶液箱的容積為冷溶液箱的容積的兩倍以上，可加快設(shè)備的響應(yīng)速度，熱溶液箱內(nèi)儲(chǔ)存有足夠的溶液進(jìn)行冷凝熱收集。
[0019]所述熱溶液箱和冷溶液箱之間通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置七和流體調(diào)節(jié)裝置八連通，以實(shí)現(xiàn)熱溶液箱和冷溶液箱之間雙向連通；所述冷溶液箱和熱溶液箱中分別設(shè)有液位傳感器一和液位傳感器二。溶液可在熱溶液箱和冷溶液箱之間雙向流動(dòng)。這樣設(shè)置的好處是:一、設(shè)備運(yùn)行時(shí)，熱溶液箱和冷溶液箱輸液到恒溫溶液箱中，因此熱溶液箱和冷溶液箱的液位并不恒定，可能出現(xiàn)液位過(guò)低的情況；熱溶液箱和冷溶液箱之間連通，可保持兩者的液位處于合理范圍內(nèi)，有利于設(shè)備正常運(yùn)行；二、在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行后，可能出現(xiàn)熱溶液箱中溶液的溫度過(guò)高或冷溶液箱中溶液的溫度過(guò)低，導(dǎo)致壓縮機(jī)停止工作的情況；通過(guò)在熱溶液箱中混合低溫溶液降溫，或在冷溶液箱中混合高溫溶液升溫，使壓縮機(jī)可正常工作。
[0020]進(jìn)一步的方案是:所述恒溫溶液箱中還設(shè)有制冷盤管二 ；壓縮機(jī)、制熱盤管和制冷盤管二依次連通形成制冷劑循環(huán)回路二；所述輸入端還通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置六與恒溫溶液箱連通；流體調(diào)節(jié)裝置六與控制器信號(hào)連接。本發(fā)明設(shè)備還可用作恒溫槽，具體方法是:壓縮機(jī)、制熱盤管和制冷盤管二依次連通形成制冷劑循環(huán)回路二 ；通過(guò)采用制冷盤管二制冷和采用加熱裝置加熱實(shí)現(xiàn)恒溫溶液箱溶液溫度調(diào)節(jié)。本發(fā)明設(shè)備作恒溫槽使用時(shí)，可在恒溫溶液箱中放置儀器元件，對(duì)儀器元件進(jìn)行校核。
[0021]上述熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備的恒溫方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0022]第一步，設(shè)定恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；
[0023]第二步，判斷冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度是否符合內(nèi)部輸液要求:若符合內(nèi)部輸液要求，則跳至第三步；否則啟動(dòng)制冷，使冷溶液箱溶液溫度下降，并將制冷過(guò)程產(chǎn)生的冷凝熱回收到熱溶液箱使熱溶液箱溶液溫度上升，直至符合內(nèi)部輸液要求；
[0024]第三步，冷溶液箱和熱溶液箱分別向恒溫溶液箱輸出溶液，冷溶液箱溶液流量和熱溶液箱溶液流量根據(jù)輸入溶液目標(biāo)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述輸入溶液目標(biāo)溫度根據(jù)恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度和恒溫溶液箱溶液現(xiàn)有溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0025]同時(shí)判斷恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度與熱溶液箱溶液上限溫度的高低:若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度>熱溶液箱溶液上限溫度，則對(duì)恒溫溶液箱溶液進(jìn)行加熱；
[0026]第四步，同時(shí)判斷恒溫溶液箱溶液的液位和溫度:若恒溫溶液箱溶液的液位>可輸出液位，且恒溫溶液箱溶液溫度=恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度，則恒溫溶液箱溶液通過(guò)設(shè)備輸出端傳輸至用戶端，然后跳至第五步；否則跳至第三步；
[0027]第五步，用戶端的溶液傳輸至設(shè)備輸入端；判斷恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度和熱溶液箱溶液上限溫度的高低:若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<熱溶液箱溶液上限溫度，則設(shè)備輸入端的溶液流至冷溶液箱和/或熱溶液箱；否則設(shè)備輸入端的溶液流至恒溫溶液箱；
[0028]第六步，判斷循環(huán)恒溫工作是否繼續(xù):若循環(huán)恒溫工作繼續(xù)，則按如下兩種方案之一執(zhí)行:(一)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<熱溶液箱溶液上限溫度，則跳至第二步；(二)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度>熱溶液箱溶液上限溫度，則對(duì)恒溫溶液箱溶液進(jìn)行加熱，然后跳至第四步；若循環(huán)恒溫工作不繼續(xù)，則結(jié)束。
[0029]本發(fā)明恒溫方法通過(guò)冷溶液箱溶液和熱溶液箱溶液不同比例混合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作溶液溫度的恒溫調(diào)節(jié)。恒溫溶液箱溶液溫度均勻，溫度控制精度高，響應(yīng)速度快。此外本發(fā)明恒溫方法還實(shí)現(xiàn)了冷凝熱回收，將冷凝熱利用到恒溫調(diào)節(jié)中，可有效減少耗電量，提高整體利用效率。
[0030]進(jìn)一步的方案是:所述的第二步中的內(nèi)部輸液要求是指如下三種方案之一:(一)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<常溫，則內(nèi)部輸液要求是指冷溶液箱溶液溫度<恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；(二)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 > 常溫，且恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 <熱溶液箱溶液上限溫度，則內(nèi)部輸液要求是指熱溶液箱溶液溫度 >恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；(三)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 > 熱溶液箱溶液上限溫度，則內(nèi)部輸液要求是指熱溶液箱溶液溫度=熱溶液箱溶液上限溫度。
[0031]優(yōu)選的方案是:所述第二步中的啟動(dòng)制冷是指，首先判斷冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度的高低:若冷溶液箱溶液溫度 < 冷溶液箱溶液下限溫度，則使熱溶液箱溶液流至冷溶液箱，實(shí)現(xiàn)冷溶液箱溶液溫度上升；若熱溶液箱溶液溫度>熱溶液箱溶液上限溫度，則使冷溶液箱溶液流至熱溶液箱，實(shí)現(xiàn)熱溶液箱溶液溫度下降；然后啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。
[0032]在長(zhǎng)期運(yùn)行后，可能出現(xiàn)熱溶液箱溶液溫度過(guò)高或冷溶液箱溶液溫度過(guò)低，導(dǎo)致壓縮機(jī)停止工作的情況；在啟動(dòng)壓縮機(jī)前檢測(cè)冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度，并在異常時(shí)通過(guò)勾兌實(shí)現(xiàn)冷溶液箱溶液溫度或熱溶液箱溶液溫度的調(diào)整，可保證壓縮機(jī)可正常運(yùn)作。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0034]1、本發(fā)明設(shè)備實(shí)現(xiàn)了冷凝熱回收，并將冷凝熱利用到設(shè)備工作溶液溫度調(diào)節(jié)中，可有效減少設(shè)備的耗電量，提高設(shè)備的整體利用效率，避免向外界環(huán)境排放熱量，減少熱污染；
[0035]2、本發(fā)明設(shè)備通過(guò)冷溶液箱和熱溶液箱中不同溫度的溶液進(jìn)行不同比例混合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作溶液溫度調(diào)節(jié)；控制精度高，響應(yīng)速度快；
[0036]3、本發(fā)明設(shè)備采用射流裝置混合溶液，避免了機(jī)械攪拌，節(jié)省電能，降低噪聲，可獲得更均勻、更穩(wěn)定的溫度場(chǎng)；
[0037]4、本發(fā)明設(shè)備既可與外部電器性能實(shí)驗(yàn)室連接，作為電器性能實(shí)驗(yàn)室的恒溫源，為制冷電器、換熱器等性能測(cè)試提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境；也可用單獨(dú)作為恒溫槽使用，現(xiàn)場(chǎng)校核儀器元件；實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，降低了制冷空調(diào)產(chǎn)品的檢測(cè)成本；
[0038]5、本發(fā)明恒溫方法通過(guò)冷溶液箱溶液和熱溶液箱溶液不同比例混合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作溶液溫度恒溫調(diào)節(jié)；溫度控制精度高，溶液溫度均勻，控制響應(yīng)速度快；此外還實(shí)現(xiàn)了冷凝熱回收，將冷凝熱利用到恒溫調(diào)節(jié)中，可有效減少耗電量，提高整體利用效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2是本發(fā)明設(shè)備的射流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3是本發(fā)明設(shè)備的射流裝置的水平投影示意圖；
[0042]圖4是本發(fā)明設(shè)備的射流管的水平投影示意圖；
[0043]圖5是圖4中A-A的剖面圖；
[0044]圖6是實(shí)施例二設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖7是本發(fā)明恒溫方法的工作流程圖；
[0046]其中，10為冷溶液箱、11為制冷盤管一、12為溫度傳感器一、13為液位傳感器一、20為熱溶液箱、21為制熱盤管、22為溫度傳感器二、23為液位傳感器二、30為恒溫溶液箱、31為制冷盤管二、32為溫度傳感器三、33為液位傳感器三、34為加熱裝置、35為射流裝置、351為上環(huán)腔、352為下環(huán)腔、353為射流管、354為射流孔、41為流體調(diào)節(jié)裝置一、42為流體調(diào)節(jié)裝置二、43為流體調(diào)節(jié)裝置三、44為流體調(diào)節(jié)裝置四、45為流體調(diào)節(jié)裝置五、46為流體調(diào)節(jié)裝置六、47為流體調(diào)節(jié)裝置七、48為流體調(diào)節(jié)裝置八、50為壓縮機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0048]實(shí)施例一
[0049]本實(shí)施例熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，可用作電器性能實(shí)驗(yàn)室的恒溫源，為制冷電器、換熱器等性能測(cè)試提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，設(shè)備設(shè)有輸出端與輸入端分別與用戶端連接，設(shè)備包括冷溶液箱10、熱溶液箱20、恒溫溶液箱30，以及壓縮機(jī)50。冷溶液箱10內(nèi)部設(shè)有制冷盤管一 11、溫度傳感器一 12和液位傳感器一 13。熱溶液箱20內(nèi)部設(shè)有制熱盤管21、溫度傳感器二 22和液位傳感器二 23。恒溫溶液箱30內(nèi)部設(shè)有加熱裝置34和溫度傳感器三32。
[0050]壓縮機(jī)50、制熱盤管21和制冷盤管一 11依次連通形成制冷劑循環(huán)回路一；冷溶液箱10和熱溶液箱20分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一 41和流體調(diào)節(jié)裝置二 42與恒溫溶液箱30連通。輸出端與恒溫溶液箱30通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置三43連通；輸入端分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置四44、流體調(diào)節(jié)裝置五45和流體調(diào)節(jié)裝置六46與冷溶液箱10、熱溶液箱20和恒溫溶液箱30連通。
[0051]本實(shí)施例設(shè)備的運(yùn)行原理是:壓縮機(jī)50、制熱盤管21和制冷盤管一 11依次連通形成制冷劑循環(huán)回路一；制冷盤管一 11設(shè)置在冷溶液箱10中，降低冷溶液箱10中溶液溫度；制熱盤管21設(shè)置在熱溶液箱20中，升高熱溶液箱20中溶液溫度；冷溶液箱10和熱溶液箱20分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一 41和流體調(diào)節(jié)裝置二 42與恒溫溶液箱30連通；通過(guò)冷溶液箱10和熱溶液箱20中不同溫度的溶液進(jìn)行不同比例混合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作溶液的溫度調(diào)節(jié)。恒溫溶液箱30為設(shè)備工作溶液的存儲(chǔ)箱體，恒溫溶液箱30中溶液溫度均勻，溫度控制精度高。由于冷溶液箱10中存儲(chǔ)低溫溶液，熱溶液箱20中存儲(chǔ)高溫溶液；因此當(dāng)恒溫溶液箱30溶液目標(biāo)溫度變化時(shí)，可改變冷溶液箱10和熱溶液箱20的溶液混合比例，以實(shí)現(xiàn)恒溫溶液箱溶液溫度的快速變化。本發(fā)明設(shè)備采用熱溶液箱20對(duì)制熱盤管21降溫的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了冷凝熱回收，并將冷凝熱利用到設(shè)備工作溶液的溫度調(diào)節(jié)中，可有效減少設(shè)備的耗電量，提高設(shè)備的整體利用效率，與傳統(tǒng)循環(huán)設(shè)備相比，節(jié)能率可達(dá)20%。設(shè)備與環(huán)境之間沒(méi)有熱交換，避免熱污染。
[0052]為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制，提高溫度調(diào)節(jié)精度，溫度傳感器一 12、溫度傳感器二 22和溫度傳感器三32分別與控制器信號(hào)連接；流體調(diào)節(jié)裝置一 41、流體調(diào)節(jié)裝置二 42、流體調(diào)節(jié)裝置三43、流體調(diào)節(jié)裝置四44、流體調(diào)節(jié)裝置五45、流體調(diào)節(jié)裝置六46和壓縮機(jī)50與控制器信號(hào)連接。控制器程序可采用簡(jiǎn)單地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和信號(hào)輸出；為進(jìn)一步提高溫度調(diào)節(jié)精度，可采用PID控制完成快速降溫和精密恒溫的功能。
[0053]根據(jù)冷凝熱與制冷量之間的數(shù)量關(guān)系，結(jié)合該類恒溫槽循環(huán)設(shè)備的使用需求，本實(shí)施例中，熱溶液箱20的容積為冷溶液箱10的容積的兩倍以上。冷溶液箱10和熱溶液箱20的容積大小設(shè)計(jì)合理，可加快設(shè)備的響應(yīng)速度，同時(shí)熱溶液箱20內(nèi)儲(chǔ)存有足夠的溶液進(jìn)行冷凝熱收集。
[0054]熱溶液箱20和冷溶液箱10之間通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置七47和流體調(diào)節(jié)裝置八48雙向連通，流體調(diào)節(jié)裝置七47和流體調(diào)節(jié)裝置八48分別與控制器信號(hào)連接。冷溶液箱10和熱溶液箱20中分別設(shè)有液位傳感器一 13和液位傳感器二 23 ;液位傳感器一 13和液位傳感器二 23分別與控制器信號(hào)連接。溶液可在熱溶液箱和冷溶液箱之間雙向流動(dòng)。這樣設(shè)置的好處是:一、設(shè)備運(yùn)行時(shí)，熱溶液箱20和冷溶液箱10輸液到恒溫溶液箱30中，因此熱溶液箱20和冷溶液箱10的液位并不恒定，可能出現(xiàn)液位過(guò)低的情況；熱溶液箱20和冷溶液箱10之間連通，可保持兩者的液位處于合理范圍內(nèi)，有利于設(shè)備正常運(yùn)行；二、在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行后，可能出現(xiàn)熱溶液箱20中溶液的溫度過(guò)高或冷溶液箱10中溶液的溫度過(guò)低，導(dǎo)致壓縮機(jī)停止工作的情況；通過(guò)在熱溶液箱20中混合低溫溶液降溫，或在冷溶液箱10中混合高溫溶液升溫，使壓縮機(jī)50可正常工作。
[0055]流體調(diào)節(jié)裝置一 41、流體調(diào)節(jié)裝置二 42、流體調(diào)節(jié)裝置三43、流體調(diào)節(jié)裝置四44、流體調(diào)節(jié)裝置五45、流體調(diào)節(jié)裝置六46、流體調(diào)節(jié)裝置七47和流體調(diào)節(jié)裝置八48均可采用現(xiàn)有技術(shù)，例如泵或電磁閥。
[0056]為降低噪聲，本實(shí)施例設(shè)備采用射流裝置35混合溶液。恒溫溶液箱30中設(shè)有射流裝置35。射流裝置35包括分別設(shè)置在恒溫溶液箱30的上部和下部的上環(huán)腔351和下環(huán)腔352，以及連通上環(huán)腔351和下環(huán)腔352的射流管353。流體調(diào)節(jié)裝置一 41和流體調(diào)節(jié)裝置二 42與上環(huán)腔351連通。射流管353的數(shù)量為三個(gè)以上；射流管353分別垂直設(shè)置在下環(huán)腔352上；各個(gè)射流管353的管壁上開(kāi)設(shè)有兩排射流孔354 ;各個(gè)射流管353的底面中心的連線形成圓周；射流孔354是指水平投影后，開(kāi)口方向?yàn)槠叫杏谒鰣A周的切線方向的射流孔；如圖3所示。且射流孔354的開(kāi)口方向與射流管353軸向方向優(yōu)選成30°?60°夾角。射流裝置35采用上環(huán)腔351和下環(huán)腔352，可平衡液壓；射流裝置35形成立體式旋流射流，獲得更均勻、更穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，溫度波動(dòng)不大于±0.05°C /h。各排射流孔中，射流孔354的數(shù)量為三個(gè)以上，上下相鄰的兩個(gè)射流孔354之間的孔距從上到下逐漸變小，如圖5所示。由于射流管內(nèi)部壓力從上到下逐漸加大，因此孔距從上到下逐漸變小有利于射液均勻。
[0057]為更好地進(jìn)行恒溫控制，本實(shí)施例設(shè)備的恒溫方法的工作流程如圖7所示，包括以下步驟:
[0058]第一步，設(shè)定恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度由用戶自行選定;
[0059]第二步，通過(guò)溫度傳感器一 12和溫度傳感器二 22獲取冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度，判斷冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度是否符合內(nèi)部輸液要求:若符合內(nèi)部輸液要求，則跳至第三步；否則啟動(dòng)壓縮機(jī)50制冷，使冷溶液箱溶液溫度下降，并將制冷過(guò)程產(chǎn)生的冷凝熱回收到熱溶液箱使熱溶液箱溶液溫度上升，直至符合內(nèi)部輸液要求；
[0060]第三步，冷溶液箱10和熱溶液20箱分別向恒溫溶液箱30輸出溶液，冷溶液箱溶液流量和熱溶液箱溶液流量分別由流體調(diào)節(jié)裝置一 41和流體調(diào)節(jié)裝置二 42控制；冷溶液箱溶液流量和熱溶液箱溶液流量根據(jù)輸入溶液目標(biāo)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸入溶液目標(biāo)溫度根據(jù)恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度和恒溫溶液箱溶液現(xiàn)有溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0061]同時(shí)判斷恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度與熱溶液箱溶液上限溫度的高低:若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 > 熱溶液箱溶液上限溫度，則對(duì)恒溫溶液箱溶液進(jìn)行加熱；
[0062]第四步，同時(shí)判斷恒溫溶液箱溶液的液位和溫度，恒溫溶液箱溶液液位通過(guò)液位傳感器三33獲取，溫度通過(guò)溫度傳感器三32獲取:若恒溫溶液箱溶液的液位>可輸出液位，且恒溫溶液箱溶液溫度=恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度，則恒溫溶液箱溶液通過(guò)設(shè)備輸出端傳輸至用戶端，然后跳至第五步；否則跳至第三步；
[0063]第五步，用戶端的溶液傳輸至設(shè)備輸入端；判斷恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度和熱溶液箱溶液上限溫度的高低:若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<熱溶液箱溶液上限溫度，則設(shè)備輸入端的溶液流至冷溶液箱和/或熱溶液箱；否則設(shè)備輸入端的溶液流至恒溫溶液箱；
[0064]第六步，判斷循環(huán)恒溫工作是否繼續(xù):若循環(huán)恒溫工作繼續(xù)，則按如下兩種方案之一執(zhí)行:(一)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<熱溶液箱溶液上限溫度，則跳至第二步；(二)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度>熱溶液箱溶液上限溫度，則對(duì)恒溫溶液箱溶液進(jìn)行加熱，然后跳至第四步；若循環(huán)恒溫工作不繼續(xù)，則結(jié)束。
[0065]其中，第二步中的內(nèi)部輸液要求是指如下三種方案之一:(一)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<常溫，則內(nèi)部輸液要求是指冷溶液箱溶液溫度<恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；(二)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度>常溫，且恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<熱溶液箱溶液上限溫度，則內(nèi)部輸液要求是指熱溶液箱溶液溫度>恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；(三)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 > 熱溶液箱溶液上限溫度，則內(nèi)部輸液要求是指熱溶液箱溶液溫度=熱溶液箱溶液上限溫度。
[0066]本發(fā)明恒溫方法通過(guò)冷溶液箱溶液和熱溶液箱溶液不同比例混合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作溶液溫度的恒溫調(diào)節(jié)。恒溫溶液箱溶液溫度均勻，溫度控制精度高，響應(yīng)速度快。此外本發(fā)明恒溫方法還實(shí)現(xiàn)了冷凝熱回收，將冷凝熱利用到恒溫調(diào)節(jié)中，可有效減少耗電量，提高整體利用效率。
[0067]優(yōu)選的方案是:第二步中的啟動(dòng)制冷是指，首先通過(guò)溫度傳感器一 12和溫度傳感器二 22獲取冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度，判斷冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度的高低:若冷溶液箱溶液溫度 < 冷溶液箱溶液下限溫度，則使熱溶液箱溶液流至冷溶液箱10，實(shí)現(xiàn)冷溶液箱溶液溫度上升；若熱溶液箱溶液溫度>熱溶液箱溶液上限溫度，則使冷溶液箱溶液流至熱溶液箱20，實(shí)現(xiàn)熱溶液箱溶液溫度下降；然后，啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。
[0068]在長(zhǎng)期運(yùn)行后，可能出現(xiàn)熱溶液箱溶液溫度過(guò)高或冷溶液箱溶液溫度過(guò)低，導(dǎo)致壓縮機(jī)停止工作的情況；在啟動(dòng)壓縮機(jī)前檢測(cè)冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度，并在異常時(shí)通過(guò)勾兌實(shí)現(xiàn)冷溶液箱溶液溫度或熱溶液箱溶液溫度的調(diào)整，可保證壓縮機(jī)可正常運(yùn)作。
[0069]實(shí)施例二
[0070]本實(shí)施例設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖6所示，與實(shí)施例一的區(qū)別之處在于:本實(shí)施例設(shè)備的恒溫溶液箱30中還設(shè)有制冷盤管二 31 ;壓縮機(jī)50、制熱盤管21和制冷盤管二 31依次連通形成制冷劑循環(huán)回路二。
[0071]小型電器性能實(shí)驗(yàn)室中設(shè)有大量的測(cè)溫裝置，例如熱電偶、鉬電阻等。為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和維持環(huán)境溫度的控制精度，測(cè)溫裝置在使用前需要檢定，在使用一段時(shí)間后需要校核。本實(shí)施例設(shè)備還可作為恒溫槽應(yīng)用于測(cè)溫裝置的校核。具體方法是:壓縮機(jī)50、制熱盤管21和制冷盤管二 31依次連通形成制冷劑循環(huán)回路二 ；通過(guò)采用制冷盤管二 31降低恒溫溶液箱30中溶液溫度，或采用加熱裝置34加熱恒溫溶液箱30中溶液，實(shí)現(xiàn)恒溫溶液箱溶液溫度調(diào)節(jié)。測(cè)溫裝置放置于恒溫溶液箱中進(jìn)行校核。
[0072]本實(shí)施例設(shè)備既可與外部電器性能實(shí)驗(yàn)室連接，作為電器性能實(shí)驗(yàn)室的恒溫源，為制冷電器、換熱器等性能測(cè)試提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境；也可用單獨(dú)作為恒溫槽使用，現(xiàn)場(chǎng)校核儀器元件；實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，降低了制冷空調(diào)產(chǎn)品的檢測(cè)成本。
[0073]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，設(shè)有輸出端與輸入端分別與用戶端連接，其特征在于，包括: 冷溶液箱，設(shè)有制冷盤管一和溫度傳感器一； 熱溶液箱，設(shè)有制熱盤管和溫度傳感器二 ； 恒溫溶液箱，設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器三； 以及壓縮機(jī)，壓縮機(jī)、制熱盤管和制冷盤管一依次連通形成制冷劑循環(huán)回路一； 所述冷溶液箱和熱溶液箱分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二與恒溫溶液箱連通； 所述恒溫溶液箱通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置三與輸出端連通；輸入端分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置四、流體調(diào)節(jié)裝置五和流體調(diào)節(jié)裝置六與冷溶液箱、熱溶液箱和恒溫溶液箱連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，其特征在于，所述的冷溶液箱和熱溶液箱分別通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二與恒溫溶液箱連通是指，恒溫溶液箱中設(shè)有射流裝置，冷溶液箱和熱溶液箱分別與流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二連通，流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二分別與射流裝置連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，其特征在于，所述射流裝置包括分別設(shè)置在恒溫溶液箱的上部和下部的上環(huán)腔和下環(huán)腔，以及連通上環(huán)腔和下環(huán)腔的射流管；所述流體調(diào)節(jié)裝置一和流體調(diào)節(jié)裝置二分別與上環(huán)腔連通；所述射流管的數(shù)量為三個(gè)以上；射流管分別垂直設(shè)置在下環(huán)腔上；各個(gè)射流管的管壁上開(kāi)設(shè)有兩排射流孔；各個(gè)射流管的底面中心的連線形成圓周；所述射流孔是指水平投影后，開(kāi)口方向?yàn)槠叫杏谒鰣A周的切線方向的射流孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，其特征在于，上下相鄰的兩個(gè)射流孔之間的孔距從上到下逐漸變小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，其特征在于，所述熱溶液箱的容積為冷溶液箱的容積的兩倍以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，其特征在于，所述熱溶液箱和冷溶液箱之間通過(guò)流體調(diào)節(jié)裝置七和流體調(diào)節(jié)裝置八雙向連通；所述冷溶液箱和熱溶液箱中分別設(shè)有液位傳感器一和液位傳感器二。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備，其特征在于，所述恒溫溶液箱中還設(shè)有制冷盤管二 ；壓縮機(jī)、制熱盤管和制冷盤管二依次連通形成制冷劑循環(huán)回路二。
8.一種熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備的恒溫方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，設(shè)定恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度； 第二步，判斷冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度是否符合內(nèi)部輸液要求:若符合內(nèi)部輸液要求，則跳至第三步；否則啟動(dòng)制冷，使冷溶液箱溶液溫度下降，并將制冷過(guò)程產(chǎn)生的冷凝熱回收到熱溶液箱使熱溶液箱溶液溫度上升，直至符合內(nèi)部輸液要求； 第三步，冷溶液箱和熱溶液箱分別向恒溫溶液箱輸出溶液，冷溶液箱溶液流量和熱溶液箱溶液流量根據(jù)輸入溶液目標(biāo)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述輸入溶液目標(biāo)溫度根據(jù)恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度和恒溫溶液箱溶液現(xiàn)有溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)； 同時(shí)判斷恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度與熱溶液箱溶液上限溫度的高低:若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 > 熱溶液箱溶液上限溫度，則對(duì)恒溫溶液箱溶液進(jìn)行加熱； 第四步，同時(shí)判斷恒溫溶液箱溶液的液位和溫度:若恒溫溶液箱溶液的液位 > 可輸出液位，且恒溫溶液箱溶液溫度=恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度，則恒溫溶液箱溶液通過(guò)設(shè)備輸出端傳輸至用戶端，然后跳至第五步；否則跳至第三步； 第五步，用戶端的溶液傳輸至設(shè)備輸入端；判斷恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度和熱溶液箱溶液上限溫度的高低:若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 < 熱溶液箱溶液上限溫度，則設(shè)備輸入端的溶液流至冷溶液箱和/或熱溶液箱；否則設(shè)備輸入端的溶液流至恒溫溶液箱； 第六步，判斷循環(huán)恒溫工作是否繼續(xù):若循環(huán)恒溫工作繼續(xù)，則按如下兩種方案之一執(zhí)行:(一)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度彡熱溶液箱溶液上限溫度，則跳至第二步；(二)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度> 熱溶液箱溶液上限溫度，則對(duì)恒溫溶液箱溶液進(jìn)行加熱，然后跳至第四步；若循環(huán)恒溫工作不繼續(xù)，則結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備的恒溫方法，其特征在于，所述的第二步中的內(nèi)部輸液要求是指如下三種方案之一:(一)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度<常溫，則內(nèi)部輸液要求是指冷溶液箱溶液溫度<恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；(二)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度> 常溫，且恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度 < 熱溶液箱溶液上限溫度，則內(nèi)部輸液要求是指熱溶液箱溶液溫度>恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度；(三)若恒溫溶液箱溶液目標(biāo)溫度>熱溶液箱溶液上限溫度，則內(nèi)部輸液要求是指熱溶液箱溶液溫度=熱溶液箱溶液上限溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱回收式恒溫槽循環(huán)設(shè)備的恒溫方法，其特征在于，所述第二步中的啟動(dòng)制冷是指，首先判斷冷溶液箱溶液溫度和熱溶液箱溶液溫度的高低:若冷溶液箱溶液溫度 < 冷溶液箱溶液下限溫度，則使熱溶液箱溶液流至冷溶液箱，實(shí)現(xiàn)冷溶液箱溶液溫度上升；若熱溶液箱溶液溫度>熱溶液箱溶液上限溫度，則使冷溶液箱溶液流至熱溶液箱，實(shí)現(xiàn)熱溶液箱溶液溫度下降；然后啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。
【文檔編號(hào)】B01L7/00GK104190490SQ201410379829
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】童蕾, 陳雪清, 佘少華 申請(qǐng)人:廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院