二级制冷系统的制作方法

本实用新型涉及二级制冷系统。

背景技术：

现有的空调试验室提供制冷的系统多采用一级制冷系统，蒸发器的蒸发温度往往较低，一般在15℃以下，由于此温度远低于空气的露点温度，制冷系统会自发对空气产生冗余除湿，使得试验室内的空气湿度过低，当试验室需要在高温高湿的工况下进行测试时，就需要大量电加湿平衡工况，使得试验室运行能耗高居不下。

技术实现要素：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种二级制冷系统，包括：

压缩冷凝机组；

与压缩冷凝机组组成第一相变循环的第一换热器；

与第一换热器组成第二相变循环的第二换热器、泵和第二储液器，第一换热器的第二换热侧、第二储液器、泵和第二换热器的第一换热侧依次循环连接。

本实用新型通过二级制冷系统的设计，能够在第二换热器的形成15℃以上的蒸发温度，使得在高温高湿的工况下，制冷系统不会自发产生冗余除湿，能够防止空气湿度过低，从而避免大量加湿补偿，降低了试验室运行能耗，且压缩冷凝机组仍可工作在正常的工作压力范围内，从而提高了设备的运行可靠性。

在一些实施方式中，压缩冷凝机组包括压缩机、冷凝器和膨胀阀，压缩机、冷凝器、膨胀阀和第一换热器的第一换热侧依次循环连接。

在一些实施方式中，压缩冷凝机组还包括第一控制阀、第一储液器、第一过滤器和气液分离器、油分离器，冷凝器、第一过滤器、第一储液器、第一控制阀、膨胀阀、第一换热器的第一换热侧、气液分离器、压缩机和油分离器依次循环连接。

在一些实施方式中，压缩机的频率设置为根据设置在第二换热器的第二换热侧的湿度传感器的读数改变，从而改变第二换热器的第二换热侧的湿度。

在一些实施方式中，第二相变循环还包括第二控制阀，第二控制阀与第一换热器的第二换热侧并联。

在一些实施方式中，第二控制阀的开度设置为根据设置在第二换热器的第二换热侧的湿度传感器的读数改变，从而改变第二换热器的第二换热侧的湿度。

在一些实施方式中，第二相变循环还包括设置在第二储液器与泵之间的第二过滤器。

在一些实施方式中，泵的转速设置为根据设置在第二换热器的第二换热侧的温度传感器的读数改变，从而改变第二换热器的第二换热侧的温度。

附图说明

图1为本实用新型一些实施方式的二级制冷系统的示意图；

图2为本实用新型一些实施方式的节能型焓差试验室的示意图；

图3为本实用新型另一些实施方式的节能型焓差试验室的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图2示意性地显示了根据本实用新型的一些实施方式的节能型焓差试验室，其包括测试间、空气处理机、二级制冷系统和试验室温湿度控制系统，该二级制冷系统也可以使用在除空调试验室之外的温湿度试验的应用环境中。

参阅图1，该二级制冷系统包括由压缩冷凝机组和第一换热器的第一换热侧组成的第一相变循环，由第二换热器和其他元件组成的第二相变循环。第一相变循环中，第一换热器的第一换热侧作为蒸发器，其蒸发温度为15℃以上，第二相变循环中，第一换热器的第二换热侧作为冷凝器，第二换热器的第一换热侧作为蒸发器，其蒸发温度能够达到15℃以上，可以实现大部分高温高湿工况的高显热制冷，其第二换热侧采用空气处理机与测试间内空气进行热交换，从而对试验室内的空气温度进行调节。当空气温度达到15℃以上时，制冷系统不会自发产生除湿效果，能够防止空气湿度过低。

在一些实施方式中，该第二相变循环的回路和试验室温湿度控制系统可以设置多组，其相互并联，对不同测试间的温度和湿度进行调节。具体地，参阅图3，测试间包括用于模拟空调室内环境的室内测试间，以及用于模拟空调室外环境的室外测试间。该第一换热器包括两个串联的第一换热器模块，该第二相变循环有两组，每组第二相变循环分别与每个第一换热器模块连接，每组第二相变循环的第二换热器的第二换热侧分别通过空气处理机与室内测试间和室外测试间内的空气进行热交换。即室内测试间和室外测试间分别与一组第二相变循环的第二换热器连接，室内测试间和室外测试间分别具有各自的空气处理机和试验室温湿度控制系统。

该压缩冷凝机组包括冷凝器、第一过滤器11、第一储液器12、第一控制阀13、膨胀阀14、气液分离器15、压缩机16和油分离器17。在第一相变循环中，该冷凝器、第一过滤器11、第一储液器12、第一控制阀13、膨胀阀14、第一换热器的第一换热侧、气液分离器15、压缩机16和油分离器17依次循环连接，通过制冷剂的相变实现制冷。其中，该第一控制阀13可以采用节流阀，对制冷剂流量进行控制。该压缩机16可以采用变频压缩机16。在其他实施方式中，也可以采用其他形式的压缩冷凝机组实现制冷。压缩冷凝机组为变能力压缩冷凝机组，第二相变循环的介质压力可以通过调节压缩冷凝机组的能力实现，例如通过对压缩机的频率改变，或热气旁通的方式实现，而第二相变循环的介质目标压力设定与第二换热器的第二换热侧的湿度相关，即压缩机的频率可以设置为根据设置在第二换热器的第二换热侧的湿度传感器的读数改变，从而改变所述第二换热器的第二换热侧的湿度。

该第二相变循环包括依次循环连接的第一换热器的第二换热侧、第二储液器23、第二过滤器22、泵24和第二换热器的第一换热侧，以及第二控制阀21，第二控制阀21与第一换热器的第二换热侧并联，具体地，第二控制阀21的第一端设置在第一换热器的第二换热侧和第二换热器的第一换热侧之间，其第二端设置在第二储液器23和第一换热器的第二换热侧之间。第二相变循环通过制冷剂的相变，将第二换热器的第一换热侧的温度提升到15℃以上。其中，该第二控制阀21可以采用节流阀，通过第二控制阀21的开度调节改变第二换热器的蒸发温度，从而改变第二换热器的第二换热侧的湿度，即第二控制阀21的开度设置成根据设置在第二换热器的第二换热侧的湿度传感器的读数改变。

该试验室温湿度控制系统包括温度控制系统和湿度控制系统。

该湿度控制系统包括湿度传感器、第一pid控制器和加湿器。该湿度传感器设置在第二换热器的第二换热侧，也即空气处理机处或测试间内，用于检测试验室湿度。

该加湿器可以采用超声波加湿器，其根据湿度传感器的读数进行湿度调节。在节能型焓差试验室中采用超声波加湿器，相比于传统的电加热蒸汽加湿器，不会在测试间内引入额外热量，并对这些额外热量进行平衡，从而降低了试验室运行能耗。优选地，超声波加湿器包括超声波起雾单元和用于控制所述超声波起雾单元的无触点开关元件，无触点开关元件控制所述超声波起雾单元的控制周期为5s以下，从而能够在节能型焓差试验室中实现精确的湿度调节。该无触点开关元件具体为固态继电器、igbt模块、可控硅模块、二极管模块、平板硅模块或整流桥，本实施例中采用固态继电器。

具体地，第一pid控制器用于根据湿度传感器的读数，通过固态继电器对加湿器进行控制。第一pid控制器还用于根据湿度传感器的读数，对第二控制阀21的开度或压缩机16的频率的其中之一进行控制，从而进行湿度调节。

该温度控制系统包括温度传感器、第二pid控制器、加热器、晶闸管和变频器。该温度传感器设置在第二换热器的第二换热侧，也即空气处理机处或测试间内，用于检测试验室温度。该加热器设置在试验室内，其根据温度传感器的读数，用于对试验室空气进行加热。具体地，第二pid控制器用于根据温度传感器的读数，通过晶闸管对加热器进行控制。

该泵24的转速设置为根据温度传感器的读数进行改变，从而改变第二相变循环中的制冷剂循环流量，进而改变第二换热器的第二换热侧的温度。具体地，第二pid控制器还用于根据温度传感器的读数，通过变频器对泵24的转速进行控制。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，或对上述技术方案进行自由组合，包括对上述不同实施方式之间的技术特征进行自由组合，这些都属于本实用新型的保护范围。