專利名稱：節(jié)能的氣候試驗(yàn)室及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣候試驗(yàn)室，這種氣候試驗(yàn)室用在試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室中以讓材料和/或組分樣本經(jīng)歷規(guī)定數(shù)量的溫度循環(huán)，這些樣本被適當(dāng)?shù)匮b載和設(shè)置在絕熱空腔中。
背景技術(shù)：
這些溫度循環(huán)由加熱和冷卻步驟交替組成，在這些步驟之間設(shè)有預(yù)定長度的時(shí)間段，在該時(shí)間段內(nèi)所述樣本被保持在在最高溫度和最低溫度，其中每種情況所涉及的溫度值由與被試驗(yàn)材料和/或組分相關(guān)的試驗(yàn)規(guī)定提供。
雖然在達(dá)到和維持最高溫度方面不存在任何特殊的問題，盡管這個(gè)溫度會(huì)達(dá)到+180℃，但使用高功率級或低功率級的傳統(tǒng)電加熱元件就足以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，而降到所需的最低溫度也即制冷系統(tǒng)的使用卻遇到了許多的問題，尤其是當(dāng)這個(gè)最低溫度值非常低的時(shí)候，例如-70℃。
與制冷系統(tǒng)使用有關(guān)的第一個(gè)問題涉及實(shí)際需要的設(shè)備類型。解決這個(gè)問題的方案盡管僅從技術(shù)方面來說總體是非常簡單的，然而無論如何其成本卻是非常昂貴的。為了可以降到溫度值這么低的最低溫度，制冷單元實(shí)際上必須為兩級級聯(lián)類型，其中高溫級或回路的蒸發(fā)器設(shè)置成與低溫級或回路的冷凝器進(jìn)行熱交換。因此是由低溫級的蒸發(fā)器(其中使用的制冷劑介質(zhì)的沸點(diǎn)比高溫級制冷劑介質(zhì)低)與氣候試驗(yàn)室中的絕熱空腔進(jìn)行物理熱交換。
由于冷卻速度(即將絕熱空腔內(nèi)部從其最高溫度降到最低溫度所用的時(shí)間)實(shí)際上是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素，因而制冷單元將最低設(shè)定溫度維持所需時(shí)間所提供的制冷量被發(fā)現(xiàn)僅占冷卻步驟所提供制冷量的一個(gè)不多的百分比(大約10％)，于是導(dǎo)致產(chǎn)生了第二個(gè)就事情而言嚴(yán)重得多的問題。由于這個(gè)最低溫度必須維持在非常小的容差范圍內(nèi)，典型地為±0.5℃，因此在制冷單元各級或回路中就不太可能重復(fù)頻繁地使用壓縮機(jī)的開/關(guān)循環(huán)，正好相反的是，這些壓縮機(jī)必須保持持續(xù)運(yùn)行，雖然已經(jīng)適當(dāng)?shù)厥褂昧丝烧{(diào)節(jié)流速的電磁閥。
對于這第二個(gè)問題，現(xiàn)有技術(shù)通常采用的方案是提供和啟動(dòng)合適的旁通裝置來切斷高溫級蒸發(fā)器以及低溫級冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器中的制冷劑介質(zhì)流。在這種方式中，制冷劑介質(zhì)在各個(gè)壓縮機(jī)的排出側(cè)和吸氣側(cè)之間保持循環(huán)?？傊谶@種方式中，十分明顯的是相當(dāng)可觀的能量都被浪費(fèi)掉了，而且還應(yīng)注意到制冷劑介質(zhì)的流速保持不變，即在冷卻步驟中和在空腔維持其最低設(shè)定溫度時(shí)都保持著相同的速度。
發(fā)明目的與之相反，人們所期望的是在氣候試驗(yàn)室的絕熱空腔保持最低設(shè)定溫度時(shí)，可以阻止這種大量的能量浪費(fèi)，而這實(shí)際上也是本發(fā)明的主要目的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是增加氣候試驗(yàn)室的冷卻速度以減少冷卻步驟的持續(xù)時(shí)間，從而相應(yīng)減少溫度循環(huán)的持續(xù)時(shí)間，這對于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)施的消費(fèi)者是明顯有好處的，而且由于這樣意味著更低的能耗，因此甚至從成本方面考慮也是明顯有利的。
根據(jù)本發(fā)明，這些以及其它從下面描述可明顯看出的目的將在包括所附權(quán)利要求所列特征和特點(diǎn)的氣候試驗(yàn)室中得以實(shí)現(xiàn)。


總之，從下面給出的兩個(gè)優(yōu)選而不是單個(gè)的實(shí)施例的說明中，可以更加容易地理解該具有創(chuàng)造性的氣候試驗(yàn)室的特征和特點(diǎn)，以及其超過現(xiàn)有技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)?？紤]到本文所要求的所有特征涉及氣候試驗(yàn)室的制冷單元，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的兩級級聯(lián)制冷單元的回路圖，其中所有通常已知的部件和零件都已經(jīng)有意地省略掉以使圖面更加清楚，這些部件和零件是遵守安全準(zhǔn)則的要求和規(guī)定和/或執(zhí)行輔助操作(填充制冷劑介質(zhì)、維護(hù)以及類似操作)所必須使用的，但它們對本發(fā)明而言則毫無關(guān)系；以及圖2示出了單級制冷單元相似的回路圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，低溫級的流體動(dòng)力回路通常以100表示，并且可以使用例如R23(即三氟甲烷)作為制冷劑介質(zhì)。該回路包括以下部件蒸發(fā)器110，該蒸發(fā)器由設(shè)置在氣候試驗(yàn)室的絕熱空腔10中位于折流板12后方的一組翅片管組成，該折流板12用來使氣流轉(zhuǎn)向。在一種本身已知的方式中，在空腔10中還設(shè)置有一組電加熱元件14(實(shí)際上，就是一組并聯(lián)設(shè)置的鎧裝電阻型加熱元件)、設(shè)定和控制最高溫度和最低設(shè)定溫度的可調(diào)恒溫器15的探針16、限定溫度的安全恒溫器17、適于在空腔10中提供規(guī)則氣流的電動(dòng)風(fēng)扇19的葉輪18?？烧{(diào)恒溫器15設(shè)置在空腔10的外面，并且與控制整個(gè)氣候試驗(yàn)室的PLC25相關(guān)聯(lián)。具體而言，PLC25通過相應(yīng)的電連接22和23連接到兩個(gè)變換器20和30上，并且由電源主線路供給能量。限定溫度的安全恒溫器17也連接到常規(guī)線路(未示出，但連接到電源主線路上)以給電加熱元件14通電；壓縮機(jī)120(在下文中被稱作“第一壓縮機(jī)”)，該壓縮機(jī)由異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且通過輸電線22連接到變換器20上，該變換器在最大設(shè)定值和最小設(shè)定值之間控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速；壓縮機(jī)120的排出管122，其上設(shè)置有通過供給管125(其走向與該排出管122平行)與壓縮機(jī)下座連接的油分離器126，油流動(dòng)指示器127安裝在該供給管125上以指示油的流通情況；連接油分離器126和冷凝器105的管128，該冷凝器構(gòu)成逆流熱交換器150的熱側(cè)；收集液體制冷劑介質(zhì)的儲(chǔ)存器130，該儲(chǔ)存器設(shè)置在管128的末端，并通過管132連接到蒸發(fā)器110的入口111，在管132上依次設(shè)置有電磁閥134(在下文中被稱作電磁閥I)和構(gòu)成低溫級回路100節(jié)流元件的恒溫控制閥136；
壓縮機(jī)120的返回或吸氣管124，其直徑大于排出管122并且連接到蒸發(fā)器110的出口112。
在本發(fā)明的這個(gè)第一實(shí)施例中，低溫級的流體動(dòng)力回路100最后還包括旁通管路140，該旁通管路通過T形接頭142(在下文中被稱作第六接頭)連接到第一壓縮機(jī)120的排出管122，并且還通過另一個(gè)T形接頭(第七接頭)連接到該壓縮機(jī)的吸氣管124。從第六接頭142開始，在旁通管路140上依次安裝有電磁閥146(在下文中被稱作電磁閥II)和毛細(xì)管148。
在圖1中，高溫級的流體動(dòng)力回路通常以200表示，并且可以使用例如R404a(即44.1％的R125、51.9％的R143a和4.0％的R134a的混合物)作為制冷劑介質(zhì)，該回路依次包括以下部件壓縮機(jī)210(在下文中被稱作第二壓縮機(jī))，該壓縮機(jī)由異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并通過輸電線32連接到變換器30上，該變換器在最大設(shè)定值和最小設(shè)定值之間控制該壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速；壓縮機(jī)210的排出管212；壓縮機(jī)210的返回或吸氣管214，其直徑大于排出管212并且連接到熱交換器150冷側(cè)的出口；冷凝器220(實(shí)際上是帶有相關(guān)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇的一組翅片管)，該冷凝器設(shè)置在壓縮機(jī)210排出管212的末端并且通過一較短的連接管223連接到儲(chǔ)存液體劑介質(zhì)的儲(chǔ)存器224；從儲(chǔ)存器224接出的出口管230，其上依次設(shè)置有干燥過濾器232、指示油流通情況的油流動(dòng)指示器234和T形接頭236(在下文中被稱作第一接頭)。從該第一接頭236接出的管240(被稱作主管)上依次安裝有電磁閥242、244(在下文中分別被稱作電磁閥III和電磁閥IV)和構(gòu)成高溫級流體動(dòng)力回路200節(jié)流元件的恒溫控制閥246。主管240一直連到高溫級回路200的蒸發(fā)器205，該蒸發(fā)器構(gòu)成前述熱交換器150的冷側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的基本特征，從所述第一T形接頭236還接出次管241，其上安裝有電磁閥248(在下文中被稱作電磁閥V)，并且延伸通過密封罐250，最終通過電磁閥III242下游的T形接頭245(在下文中被稱作第二接頭)進(jìn)入主管240。在罐250(其構(gòu)成本發(fā)明的另一重要特征，并且由于其用作冷量存儲(chǔ)裝置因而在下文中被稱作存儲(chǔ)罐，這將在下文中進(jìn)行具體解釋)中，通過設(shè)置有閘閥239的管237填充有任意合適類型的共晶液，例如乙二醇水溶液。
除了次管241，管252的盤管形的一段也穿過罐250，該管252在下文中被稱作回收管。該回收管252從T形接頭254(在下文中被稱作第三接頭)開始，該接頭位于第二接頭245的下游和電磁閥IV244的上游，并且在管252上還依次設(shè)有另一電磁閥256(在下文中被稱作電磁閥VI)和恒溫控制閥258?；厥展?52在存儲(chǔ)罐250的下游一直延續(xù)到其位于另一T形接頭255(在下文中被稱作第五接頭)處的終點(diǎn)，該接頭位于熱交換器150冷側(cè)出口下游處的第二壓縮機(jī)210吸氣管214上。
在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，高溫級流體動(dòng)力回路200最后還包括旁通管路260，該旁通管路在一個(gè)與管230分開的位置從液體制冷劑介質(zhì)儲(chǔ)存器224引出來，并最終在節(jié)流閥246與熱交換器150冷側(cè)入口之間的位置進(jìn)入主管240上的T形接頭266(在下文中被稱作第四接頭)。在一種本身已知的方式中，在旁通管路260上依次設(shè)置有另一電磁閥262(在下文中被稱作電磁閥VII)和毛細(xì)管264。
假設(shè)對于氣候室中將實(shí)施的試驗(yàn)類型，規(guī)定要求執(zhí)行由四個(gè)步驟依次組成的N循環(huán)，即將放置于室內(nèi)絕熱空腔中的樣本加熱到最高設(shè)定溫度t1＝+170℃；將樣本維持在所述溫度t13小時(shí)；將樣本冷卻至最低設(shè)定溫度t2＝-70℃；將樣本維持在所述溫度t23小時(shí)，則其操作模式如下文所述。
在根據(jù)該規(guī)定執(zhí)行的第一個(gè)N試驗(yàn)循環(huán)中，裝置完全是常規(guī)運(yùn)行模式，即開始的兩步在PLC25的控制下由電動(dòng)風(fēng)扇19輔助電加熱元件14來實(shí)施。在下面的冷卻步驟中，PLC25一旦已經(jīng)先關(guān)閉加熱元件14而保持電動(dòng)風(fēng)扇19規(guī)律運(yùn)行，則會(huì)使變換器20和30以最大頻率為壓縮機(jī)120和210的驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，例如如果線路頻率為50Hz則最大頻率為60Hz，直到連接到PLC的探針16最終檢測到空腔10中溫度已經(jīng)達(dá)到t2為止。在這個(gè)冷卻步驟中，PLC25確?；芈分须姶砰y的狀態(tài)為下表1所示狀態(tài)，其中ON表示相應(yīng)電磁閥的螺線管被通電，而OFF表示它被斷電。
表1

于是這樣可以確保制冷單元的兩級都在全容量下運(yùn)行并且需要一定的時(shí)間T1(因此也就是第一個(gè)操作循環(huán)第三步的持續(xù)時(shí)間)來將空腔10中的溫度從t1降到t2。
在試驗(yàn)循環(huán)接下來的第四步中，PLC25將空腔10維持在最低設(shè)定溫度t2，變換器20和變換器30降低壓縮機(jī)120和210的電機(jī)轉(zhuǎn)速。一旦達(dá)到壓縮機(jī)的合適操作容許的最低速度之后，PLC25確保在整個(gè)第四步的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，回路中電磁閥的狀態(tài)為下表2所示的狀態(tài)表2

于是，鑒于這個(gè)步驟中空腔10所需的非常少的制冷量，幾乎高溫級回路200的整個(gè)制冷量都不再需要用在熱交換器150中來冷卻流入低溫級回路100的制冷劑介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的基本特征，高溫級回路200的制冷量更確切地說被用來通過回收管252冷卻(到凝固點(diǎn))存儲(chǔ)罐250中的共晶液。
在接下來的(第二個(gè))N規(guī)定溫度循環(huán)的冷卻步驟中，PLC25確保回路中電磁閥的狀態(tài)為下表3所示的狀態(tài)表3

這樣在次管241中，即節(jié)流閥246的上游，制冷劑介質(zhì)由罐250中聚集的冷量進(jìn)行過冷卻，從熱力學(xué)的角度來看其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。
通過影響和調(diào)節(jié)熱交換器150中該同一制冷劑介質(zhì)的蒸發(fā)，這種過冷對于低溫回路100中制冷劑介質(zhì)的冷凝產(chǎn)生有利的影響，從而增加低溫級回路的效率。最終的結(jié)果就是，第個(gè)二操作循環(huán)中將空腔10溫度從t1降到t2的第三步的持續(xù)時(shí)間與第一個(gè)循環(huán)中所需的時(shí)間TI不同，而是一個(gè)比TI短很多的值TII。第二個(gè)操作循環(huán)的第四步與第一個(gè)操作循環(huán)的第四步相似。根據(jù)規(guī)定實(shí)施的所有后續(xù)試驗(yàn)循環(huán)都將按照與上述第二個(gè)循環(huán)相同的方式和模式進(jìn)行。
從上面的描述最容易理解的是實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)總持續(xù)時(shí)間的減少，并因而減少了相關(guān)的能量消耗，由此可得出，對于定購了試驗(yàn)的消費(fèi)者而言，顯然的好處在于可以在短得多的時(shí)間內(nèi)得到想要的試驗(yàn)結(jié)果，并且可以為試驗(yàn)支付更少的費(fèi)用，而對于那些經(jīng)營試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室和使用氣候試驗(yàn)室的人而言，所帶來的好處在于獲得了給定時(shí)期內(nèi)例如一年內(nèi)可以進(jìn)行更多試驗(yàn)的能力。
如果罐250的冷量存儲(chǔ)已經(jīng)徹底完成，即其中裝載的共晶液已經(jīng)完全凍結(jié)，則回路200的旁通功能將被啟動(dòng)。然后PLC25確?；芈分须姶砰y的狀態(tài)為下表4所示的狀態(tài)表4

現(xiàn)在繼續(xù)來描述本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例由圖2示出并且包括單級制冷單元，首先應(yīng)注意到這個(gè)實(shí)施例目的用在要實(shí)施的試驗(yàn)循環(huán)的最低設(shè)定溫度高于第一個(gè)實(shí)施例的情況，即例如該溫度值t2＝-20℃，但最大或最高溫度值可以與第一個(gè)實(shí)施例中考慮的相同，即t1＝+170℃。
在圖2中，流體動(dòng)力回路通常以400表示，并使用例如R404A作為制冷劑介質(zhì)，該回路通過其蒸發(fā)器405來冷卻氣候試驗(yàn)室的絕熱空腔310。在空腔310中除蒸發(fā)器405外設(shè)置有設(shè)定和控制最高和最低設(shè)定溫度的可調(diào)節(jié)恒溫器315的探針316；位于偏轉(zhuǎn)氣流的折流板312后并且由限定溫度的恒溫器317控制的一組電加熱元件314；適于在空腔310中提供規(guī)則氣流的電動(dòng)風(fēng)扇319的葉輪318。該可調(diào)節(jié)恒溫器315設(shè)置在空腔310外并且與控制整個(gè)氣候試驗(yàn)室的PLC325相關(guān)聯(lián)。具體而言，PLC325通過電線323與變換器320連接，并且由電源主線路供給能量。限定溫度的安全恒溫器317也連接到電加熱元件314的常規(guī)電源線路(未示出)上。
回路400除上述具有出口406和出口407的蒸發(fā)器405之外還包括第一螺線關(guān)閉閥408(在下文中被稱作電磁閥I)和構(gòu)成回路的節(jié)流元件的恒溫控制閥409，所述電磁閥I和所述恒溫控制閥沿著管440設(shè)置在蒸發(fā)器405入口406的上游，該管440在下文中被稱作主管；由變換器320控制的異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)410，該壓縮機(jī)通過電源線路322連接到該變換器320；壓縮機(jī)410的排出管412；壓縮機(jī)410的返回或吸氣管414，其直徑大于壓縮機(jī)的排出管412，并且連接到蒸發(fā)器405的出口407；冷凝器420(實(shí)際上是帶有相關(guān)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇422的一組翅片管)，該冷凝器設(shè)置在壓縮機(jī)410排出管412的末端并且通過一較短的連接管423連接到儲(chǔ)存液體制冷劑介質(zhì)的儲(chǔ)存器424；從儲(chǔ)存器424引出的出口管430，其上依次設(shè)置有干燥過濾器432、指示油流通情況油流動(dòng)指示器434以及T形接頭436(在下文中被稱作第一接頭)。該第一接頭436是上述主管440和所謂次管441(它構(gòu)成本發(fā)明的基本特征，這將在下文中具體解釋)流入的位置。
沿著主管440，從電磁閥408和節(jié)流閥409上游的第一接頭436開始，依次設(shè)置電磁閥442(電磁閥II)、第二T形接頭444、第三T形接頭446和第四T形接頭448。
次管441依次包括在電磁閥443(電磁閥III)的下游的盤管形段，所述盤管形段穿過密封罐450，并且最終通過第二T形接頭444進(jìn)入主管440，如上所述，該T形接頭444設(shè)置在螺線管II442的下游。
罐450用作冷量存儲(chǔ)裝置或冷量聚集器，因?yàn)樗ㄟ^設(shè)置有閘閥439的管437充滿了任意合適類型的共晶液，例如乙二醇水溶液。除了次管441，穿過罐450的還有所謂回收管452的盤管形段。該回收管452從前述第三T形接頭446分支離開主管440，并且在其所述盤管段的下游該回收管在第五T形接頭454處連接并且流入壓縮機(jī)410的返回或吸氣管414。另一電磁閥456(電磁閥IV)和另一恒溫控制閥458依次設(shè)置在所述第三T形接頭446和回收管452的所述盤管段開始處之間。
在一種本身已知的方式中，回路400最后還包括旁通管路460，該旁通管路460從直接位于冷凝器424下游的液體制冷劑介質(zhì)儲(chǔ)存器424引出，并且在第四T形接頭448處流入壓縮機(jī)410的返回或吸氣管414。最后一個(gè)閥462(電磁閥V)和毛細(xì)管464依次設(shè)置在旁通管路460上。
假設(shè)對于氣候室絕熱空腔310中將實(shí)施的試驗(yàn)類型，規(guī)定要求執(zhí)行由四個(gè)步驟依次組成的N循環(huán)，即將放置于室內(nèi)絕熱空腔中的樣本加熱到最高設(shè)定溫度t1＝+170℃；將樣本維持在所述溫度t13小時(shí)；將樣本冷卻至最低設(shè)定溫度t2＝-20℃；將樣本維持在所述溫度t23小時(shí)，則其操作模式如下文所述。
在第一個(gè)規(guī)定的N試驗(yàn)循環(huán)的前兩步中，在PLC325的控制下，空腔310由通過電動(dòng)風(fēng)扇319輔助作用的電加熱元件314進(jìn)行加熱。在接下來的冷卻步驟中，PLC325一旦已經(jīng)先關(guān)閉了電加熱元件314而保持電動(dòng)風(fēng)扇419規(guī)律運(yùn)行，則使變換器320以最大頻率為壓縮機(jī)410的驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，例如如果線路頻率為50Hz則最大頻率為60Hz，從而使其轉(zhuǎn)速達(dá)到其所允許的最高值。在該第一個(gè)操作循環(huán)的第三步中，一旦PLC325的探針316指示空腔310中的溫度最終已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定溫度t2＝-20℃，因此一旦時(shí)間TI已經(jīng)過去，則該步驟終止，在該步驟中PLC325確?；芈分械碾姶砰y為下表5所示的狀態(tài)表5

這樣會(huì)導(dǎo)致制冷單元400通常常規(guī)的運(yùn)行，另一方面該單元在接下來的第一個(gè)循環(huán)的第四步中也保持以常規(guī)方式運(yùn)行。在該具有預(yù)定持續(xù)時(shí)間的第四步中，變換器320實(shí)際上將該壓縮機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速降至壓縮機(jī)410的合適運(yùn)行允許的最低速度，并且PLC325確?；芈分新菥€管的狀態(tài)為下表6所示的狀態(tài)表6

結(jié)果，根據(jù)前述的本發(fā)明的基本特征，由于維持空腔310最低設(shè)定溫度所需非常少量的制冷量，回路400幾乎所有的制冷量此時(shí)更確切地說都用來通過回收管452冷卻(到凝固點(diǎn))冷量存儲(chǔ)罐450中的共晶液。
在下一個(gè)操作循環(huán)中，即第二個(gè)規(guī)定的N循環(huán)，PLC325確保在降低空腔310中樣本溫度的第三步驟中，回路中電磁閥的狀態(tài)為下表7所示的狀態(tài)，表7

于是可以得到以下結(jié)果，在次管441中，即節(jié)流閥408的上游，制冷劑介質(zhì)由冷量儲(chǔ)存罐450中凍結(jié)的共晶液積聚的冷量進(jìn)行過冷卻。
與第一個(gè)實(shí)施例中的情況相同，這種過冷卻具有增加熱效率的效果，從而第二個(gè)操作循環(huán)上述步驟的持續(xù)時(shí)間也不再與第一個(gè)循環(huán)相應(yīng)步驟的持續(xù)時(shí)間TI相同，而是TII＜TI。然后，所有后續(xù)的規(guī)定試驗(yàn)循環(huán)以與第二個(gè)循環(huán)相同的方式和模式進(jìn)行。因此，由此得到的好處也實(shí)際上與上文中提到的本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的好處相同。
即使在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中，如果罐450中的冷量儲(chǔ)存已經(jīng)完成，即共晶液已經(jīng)充分凍結(jié)，則回路400的旁通功能啟動(dòng)。然后，PLC325確?；芈分须姶砰y的狀態(tài)為下表8所示的狀態(tài)
表8

盡管本發(fā)明已經(jīng)詳細(xì)參照其兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，然而可以理解的是在不超出所附權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)，本發(fā)明本身還可以以多種不同的形式和變形方式進(jìn)行實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種氣候試驗(yàn)室，其中在一系列的規(guī)定試驗(yàn)循環(huán)中，至少一個(gè)試驗(yàn)空腔(10，310)通過制冷單元被冷卻到并被保持在最低設(shè)定溫度，所述制冷單元包括至少一個(gè)制冷劑介質(zhì)流過其中的制冷回路(200；400)，所述氣候試驗(yàn)室包括壓縮機(jī)(210；410)，該壓縮機(jī)具有排出管(212；412)和吸氣管(214；414)，并且由轉(zhuǎn)速在最大值和最小值之間可調(diào)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，冷凝器(220；420)，具有入口(111；406)和出口(112；407)的蒸發(fā)器(110；405)，節(jié)流裝置(246；409)，該節(jié)流裝置位于冷凝器(220；420)與蒸發(fā)器(105；405)入口(111；406)之間的主管(240；440)的末端，其特征在于，所述氣候試驗(yàn)室還包括充有儲(chǔ)冷介質(zhì)的罐(250；450)，并且被使得穿過所述罐的有次管(241；441)，該次管在所述節(jié)流裝置(246；409)的上游在沿著所述主管(240；440)的第一和第二接頭(236，245；436，444)之間延伸，回收管(252；452)，該回收管在第三接頭(254；446)和沿著所述吸氣管(214；414)的第四接頭(266；448)之間延伸，所述第三接頭沿著所述主管(240；440)位于所述第二接頭(254；444)的下游；其它閥裝置(242，248，256；442，443，456)，這些閥裝置適于選擇地打開和關(guān)閉以實(shí)現(xiàn)在將所述試驗(yàn)空腔維持在最低設(shè)定溫度的試驗(yàn)循環(huán)步驟中用流經(jīng)所述次管(241；441)的制冷劑介質(zhì)冷卻儲(chǔ)冷介質(zhì)，在壓縮機(jī)(210；410)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在其最低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)實(shí)施所述步驟，回收儲(chǔ)冷介質(zhì)積聚的冷量，以在試驗(yàn)循環(huán)的冷卻步驟中過冷卻流經(jīng)所述次管(241；441)的制冷劑介質(zhì)，考慮到減少試驗(yàn)循環(huán)的總持續(xù)時(shí)間，在壓縮機(jī)(210；410)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在其最大轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)實(shí)施所述步驟，以及由此減少實(shí)施所述規(guī)定試驗(yàn)循環(huán)的能耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候試驗(yàn)室，其特征在于所述制冷回路(200)構(gòu)成兩級級聯(lián)制冷單元的高溫級，其中所述蒸發(fā)器(205)構(gòu)成熱交換器(150)的冷側(cè)，而第二制冷回路(100)的冷凝器(105)構(gòu)成其熱側(cè)，該第二制冷回路(100)構(gòu)成所述制冷單元的低溫級，并且所述第二制冷回路(100)的蒸發(fā)器(110)與所述至少一個(gè)試驗(yàn)空腔(10)進(jìn)行熱交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候試驗(yàn)室，其特征在于所述壓縮機(jī)(210；410)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過變換器(30；320)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候試驗(yàn)室，其特征在于設(shè)置有可編程的控制單元(25；325)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候試驗(yàn)室，其特征在于所述儲(chǔ)冷介質(zhì)是共晶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候試驗(yàn)室，其特征在于所述儲(chǔ)冷介質(zhì)是乙二醇水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候試驗(yàn)室，其特征在于所述壓縮機(jī)(120，210；410)由異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候試驗(yàn)室，其特征在于優(yōu)選為電加熱型的加熱元件(14；314)被安裝成與所述至少一個(gè)試驗(yàn)空腔(10)進(jìn)行熱交換。
9.一種在氣候試驗(yàn)室中實(shí)施一系列計(jì)劃試驗(yàn)循環(huán)的方法，包括通過制冷單元冷卻至少一個(gè)試驗(yàn)空腔(10；310)并將其維持在最低設(shè)定溫度的步驟，該制冷單元包括至少一個(gè)制冷介質(zhì)流過其中的制冷回路(200；400)，并且還包括轉(zhuǎn)速在最大值和最小值之間可調(diào)的壓縮機(jī)(210；410)，其特征在于，在所述將所述空腔(10；310)維持在最低設(shè)定溫度的步驟中，壓縮機(jī)(210；410)以其最小轉(zhuǎn)速運(yùn)行并且制冷量被用來冷卻儲(chǔ)冷介質(zhì)，而在壓縮機(jī)(210；410)以其最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行的冷卻步驟中，所述儲(chǔ)冷介質(zhì)存儲(chǔ)的冷量被回收用來過冷卻所述制冷回路(200；400)中的制冷劑介質(zhì)。
全文摘要
一種氣候試驗(yàn)室(10)，該氣候試驗(yàn)室用于實(shí)施一系列規(guī)定的試驗(yàn)循環(huán)并且通過至少一個(gè)包括可變速壓縮機(jī)(120，210，410)的制冷回路(100，200，410)進(jìn)行冷卻。在將所述室(10)保持在最低設(shè)定溫度的試驗(yàn)循環(huán)步驟中，壓縮機(jī)(120，210，410)以其最小轉(zhuǎn)速運(yùn)行并且制冷量被用來冷卻儲(chǔ)冷介質(zhì)。然后，在壓縮機(jī)(120，210，410)以其最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行的冷卻步驟中，儲(chǔ)冷介質(zhì)儲(chǔ)藏的冷量被回收用來過冷卻制冷劑介質(zhì)。
文檔編號F25D16/00GK101084403SQ200480044662
公開日2007年12月5日 申請日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者M·阿斯卡尼 申請人:安吉爾安東尼工業(yè)股份公司