專利名稱：節(jié)能型高低溫試驗(yàn)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(yùn)行的帶壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)。
環(huán)境試驗(yàn)中對(duì)具有溫度變化率的高低溫變化試驗(yàn)一般都使用“一箱法”試驗(yàn)設(shè)備，即試驗(yàn)是在一個(gè)有溫度變化的試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)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(lái)模擬周圍環(huán)境的溫度變化，以檢測(cè)試驗(yàn)樣品的性能。試驗(yàn)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(gè)壓縮機(jī)-冷凝器-膨脹閥-蒸發(fā)冷凝器，再回到壓縮機(jī)，組成高溫級(jí)制冷系統(tǒng)，再有另一壓縮機(jī)-蒸發(fā)冷凝器-膨脹閥-蒸發(fā)器，回壓縮機(jī)，組成低溫級(jí)制冷系統(tǒng)，這兩個(gè)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(jìn)。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(qiáng)使用勢(shì)必有很多浪費(fèi)能源和增加運(yùn)行費(fèi)用的缺點(diǎn)，另外對(duì)在高溫條件下使用時(shí)電動(dòng)機(jī)和冷凍油因高溫影響會(huì)出現(xiàn)損壞和變質(zhì)的情況，同時(shí)，對(duì)控制溫度精度要求較高和對(duì)降溫速率有要求的試驗(yàn)是不能很好適用的。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種能滿足高溫(達(dá)+200℃)、常溫(+40℃)和低溫(低于-40℃)等各種工況條件的高低溫試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)的，即在高溫級(jí)制冷回路和低溫級(jí)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(jìn)入壓縮機(jī)，以避免制冷劑處于高溫下工作。另外在高溫級(jí)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(shí)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(jiǎn)易的降低低溫級(jí)壓縮機(jī)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(jí)制冷系統(tǒng)使用時(shí)的制冷劑加溫系統(tǒng)示意圖，圖中1和25為壓縮機(jī)，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(jī)。
結(jié)合附圖給出本技術(shù)方案的實(shí)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(gè)回路。低溫級(jí)制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)25排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)油分離器19，進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器20中，在將熱量釋放給高溫級(jí)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(jìn)入蒸發(fā)器34，以間壁傳熱的形式，吸收試驗(yàn)箱中的熱量，降低了試驗(yàn)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(jī)25。同樣由壓縮機(jī)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(jí)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(jí)制冷劑釋放的熱量，使低溫級(jí)制冷劑能吸收更多的熱量，從而使試驗(yàn)箱中的溫度能降得更低。當(dāng)試驗(yàn)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(shí)際試驗(yàn)，溫度可降低到-80℃。但當(dāng)試驗(yàn)箱的高溫溫度超過常溫，甚至高達(dá)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(gè)旁通回路，即電磁閥18、針尖閥17組成的高溫級(jí)旁通回路和由電磁閥28、針尖閥27組成的低溫級(jí)旁通回路。高溫級(jí)的旁通回路并聯(lián)在膨脹閥10之前，低溫級(jí)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(gè)單向閥。此時(shí)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(jī)吸入，從而大大降低了制冷劑和壓縮機(jī)的溫度，保護(hù)了壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)，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(dá)到-40℃以上時(shí)，利用這樣的復(fù)迭回路，需開啟兩臺(tái)壓縮機(jī)顯然是不經(jīng)濟(jì)的，故本裝置在高溫級(jí)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(yàn)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(yàn)箱中的熱量、進(jìn)行降溫。此時(shí)關(guān)閉壓縮機(jī)25使低溫級(jí)制冷系統(tǒng)停止工作，同時(shí)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(dá)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(yùn)行。
一是純降溫運(yùn)行，包括1、高溫至-40℃以上的降溫運(yùn)行。
制冷壓縮機(jī)1、風(fēng)機(jī)35、電磁閥6、15、18同步啟動(dòng)，當(dāng)箱溫降至+40℃時(shí)，電磁閥18關(guān)閉，溫度接近設(shè)定值時(shí)，電加熱器32啟動(dòng)，進(jìn)行熱平衡，以達(dá)到±0.5℃的精度。
2、高溫至-40℃以下的降溫運(yùn)行。
制冷壓縮機(jī)1、風(fēng)機(jī)35，電磁閥7同步啟動(dòng)，0-10分鐘后(按需要調(diào)節(jié)選定)，制冷壓縮機(jī)25，電磁閥28、29同步啟動(dòng)，當(dāng)箱內(nèi)溫度降至+40℃時(shí)，電磁閥28關(guān)閉，箱內(nèi)溫度接近設(shè)定值時(shí)，電加熱器32啟動(dòng)，進(jìn)行熱平衡，以達(dá)到±0.5℃溫度精度。
3、常溫至-40℃以上的降溫運(yùn)行。
制冷壓縮機(jī)1，風(fēng)機(jī)35，電磁閥6、15同步啟動(dòng)，到箱內(nèi)溫度接近設(shè)定值時(shí)，電加熱器32啟動(dòng)，進(jìn)行熱平衡，以達(dá)到±0.5℃精度。
4、常溫至-40℃以下的降溫運(yùn)行。
制冷壓縮機(jī)1，風(fēng)機(jī)35、電磁閥7同步啟動(dòng)，1～10分鐘后，制冷壓縮機(jī)25，電磁閥29同步啟動(dòng)，箱內(nèi)溫度接近設(shè)定值時(shí)，電加熱器32啟動(dòng)，進(jìn)行熱平衡，以達(dá)到±0.5℃溫度精度。
二是高低溫循環(huán)運(yùn)行高溫的形成是使用電加熱器加熱，其溫度精度可達(dá)±1℃，電加熱器工作時(shí)，風(fēng)機(jī)35同步運(yùn)行，降溫過程見上述純降溫運(yùn)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(lái)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(jì)了，一方面制冷系統(tǒng)放出的冷量過大，同時(shí)又要用加熱器進(jìn)行熱平衡，顯然是不合理的，另外對(duì)于高溫下工作的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制冷劑在高溫下(可達(dá)200℃)缺乏保護(hù)措施，會(huì)使機(jī)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(diǎn)，配上相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)，即可適合各種工況條件下工作，又能達(dá)到較高的溫度精度，是一種新型的高低溫試驗(yàn)設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種高低溫試驗(yàn)設(shè)備，它由電加熱器、風(fēng)機(jī)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(jí)制冷回路和低溫級(jí)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(lái)的高溫制冷劑在進(jìn)入壓縮機(jī)前進(jìn)行混合的并聯(lián)旁通回路，或用這一旁通回路來(lái)降低制冷劑溫度的方法。
2.一種高低溫試驗(yàn)設(shè)備，它由電加熱器、風(fēng)機(jī)和復(fù)迭式制冷系統(tǒng)組成，其特征是在高溫級(jí)回路中設(shè)有一個(gè)單循環(huán)制冷回路，即由原壓縮機(jī)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(yàn)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(yàn)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(yàn)設(shè)備，其特征是低溫級(jí)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(jī)吸入口和電磁閥29前端的泄壓通道。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及一種具有復(fù)疊式回路運(yùn)行的帶壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)，試驗(yàn)設(shè)備由電加熱器、風(fēng)機(jī)和復(fù)疊式制冷系統(tǒng)組成外，在高溫級(jí)和低溫級(jí)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(jìn)入壓縮機(jī)，以適應(yīng)設(shè)備在高溫工況下工作，另外在高溫級(jí)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(shí)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(yàn)設(shè)備。
文檔編號(hào)F25B5/00GK1077029SQ9210836
公開日1993年10月6日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海制冷設(shè)備廠