温度调节系统及调节设备的制作方法

1.本实用新型涉及温度控制技术领域，特别涉及一种温度调节系统及调节设备。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展，越来越多的领域需要应用到锂电池提供电力或储存电力。例如，汽车行业中逐渐采用锂电池替代传统能源，电力行业中利用锂电池作为储能设备。但是，环境温度的变化对锂电池的性能有着至关重要的影响，所以在不同温度条件下测试电池的性能就显得尤为重要。目前，相关的测试设备只能单独提供制冷或制热功能，无法满足电池测试的需求。


技术实现要素：

3.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种温度调节系统及调节设备，可以根据温度调节需求，选择对外部循环管路中的液体进行制冷或制热。
4.本实施例采取了以下技术方案：
5.一种温度调节系统，包括：压缩机、冷凝器、蒸发器、第一流量控制单元和第二流量控制单元；
6.所述压缩机的出口连通冷凝器的入口，所述冷凝器的出口通过所述第一流量控制单元连通所述蒸发器的第一入口，所述蒸发器的第一出口连通所述压缩机的入口；
7.所述压缩机的出口还通过所述第二流量控制单元连通所述蒸发器的第一入口。
8.进一步的，在所述温度调节系统中，还包括第三流量控制单元，所述冷凝器的出口通过所述第三流量控制单元连通所述蒸发器的第一出口。
9.进一步的，在所述温度调节系统中，所述第一流量控制单元组件包括电子膨胀阀，所述冷凝器的出口连通所述电子膨胀阀的一端，所述电子膨胀阀的另一端连通所述蒸发器的第一入口。
10.进一步的，在所述温度调节系统中，所述第二流量控制单元组件包括能量调节阀，所述能量调节阀的一端连通所述压缩机的出口，所述能量调节阀的另一端连通所述蒸发器的第一入口。
11.进一步的，在所述温度调节系统中，所述第三流量控制单元组件包括电磁阀和热力膨胀阀，所述冷凝器的出口连通所述电磁阀的一端，所述电磁阀的另一端连通所述热力膨胀阀的一端，所述热力膨胀阀的另一端连通所述压缩机的入口。
12.进一步的，在所述温度调节系统中，还包括气液分离器，所述气液分离器的入口分别连通蒸发器的第一出口和所述第三流量控制单元，所述气液分离器的出口连通所述压缩机的入口。
13.进一步的，在所述温度调节系统中，还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述压缩机的入口与所述气液分离器的出口之间。
14.一种温度调节设备，包括水箱、内循环系统、外循环系统和如以上任意一项所述的
温度调节系统，所述蒸发器的第二入口连通所述内循环系统，所述内循环系统连通所述水箱，所述水箱分别连通所述蒸发器的第二出口和所述外循环系统，所述外循环系统连通外部循环管路。
15.进一步的，在所述温度调节设备中，所述内循环系统包括第一水泵、加热器和第二温度传感器，所述第一水泵用于将所述水箱中的水抽取至所述加热器的第二入口，所述加热器设置在所述第一水泵的出口和所述蒸发器的第二入口之间，所述第二温度传感器设置在所述蒸发器的第二出口与所述水箱之间。
16.进一步的，在所述温度调节设备中，所述外循环系统包括第二水泵和分流单元，所述第二水泵用于将所述水箱中的水抽取至外部循环管路，且外部循环管路的水循环后流回至所述水箱，所述分流单元设置在所述第二水泵的出口和所述水箱之间。
17.相较于现有技术，本实用新型提供的一种温度调节系统及调节设备，可以根据温度调节需求，调整第一流量控制单元的开关状态和第二流量控制单元的开关状态，进行选择对外部循环通路中的液体进行制冷或制热。并且，还可以通过控制第一流量控制单元和第二流量控制单元的开关时间，以达到恒温调节效果。
附图说明
18.图1为本实用新型提供的温度调节设备中具体实施例的结构示意图。
19.其中，100、温度调节系统；101、压缩机；102、冷凝器；103、蒸发器；104、第一流量控制单元；1041、电子膨胀阀；105、第二流量控制单元；1051、能量调节阀；106、第三流量控制单元；1061、电磁阀；1062、热力膨胀阀；107、气液分离器；108、第一温度传感器；
20.200、内循环系统；201、第一水泵；202、加热器；203、第二温度传感器；204、第一流量传感器；
21.300、外循环系统；301、第二水泵；302、分流单元；303、第三温度传感器；304、第四温度传感器；305、第二流量传感器；306、第一压力传感器；307、第二压力传感器；308、过滤器；
22.400、水箱。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
24.请参阅图1，本实用新型提供的温度调节系统100包括压缩机101、冷凝器102、蒸发器103和第一流量控制单元104。压缩机101的出口连通冷凝器102的入口，冷凝器102的出口通过第一流量控制单元104连通蒸发器103的第一入口，蒸发器103的第一出口连通压缩机101的入口。
25.在制冷过程中，压缩机101可以对制冷剂气体进行压缩，然后向冷凝器102排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。
26.第一流量控制单元104用于控制制冷剂的流量，可以起到节流和开关的作用。高温
高压的制冷剂气体在冷凝器102中冷凝成压力较高的液体，经第一流量控制单元104节流后，成为压力较低的冷凝液体，然后送入蒸发器103。
27.蒸发器103连接外部的水循环单元，冷凝后的制冷剂可在蒸发器103中蒸发吸热，使外部的水循环单元流经蒸发器103时温度降低，同时制冷剂成为压力较低的蒸汽并重新进入压缩机101，完成制冷循环。
28.温度调节系统100还包括第二流量控制单元105，第二流量控制单元105同样起到节流和开关的作用，且压缩机101的出口还通过第二流量控制单元105连通蒸发器103的第一入口。
29.在制热过程中，压缩机101压缩后排出的制冷剂一部分存储在冷凝器102中，一部分通过第二流量控制单元105进入蒸发器103，由于制冷剂没有经过冷凝降温，进入蒸发器103的制冷剂的温度较高，因此制冷剂可以对流经蒸发器103的水进行加热，使外部的水循环单元流经蒸发器103时温度升高，然后制冷剂返回到压缩机101中，完成制热循环。
30.为避免影响制冷效果以及制热效果，在制冷过程中，第一流量控制单元104打开，第二流量控制单元105关断；在制热过程中，第一流量控制单元104关断，第二流量控制单元105打开。
31.因此，本实用新型提供的温度调节系统100，可以根据温度调节需求，选择开关第一流量控制单元104和第二流量控制单元105，对外部循环通路中的液体进行制冷或制热。并且，还可以通过控制第一流量控制单元104和第二流量控制单元105的开关时间，以达到恒温调节效果。
32.温度调节系统100可用于各类需要温度调节的领域，例如电池测试领域。通过温度调节系统100，可以提供不同温度的测试环境，进而可以测试在不同温度条件下电池的性能。
33.在一些实施例中，温度调节系统100还包括第三流量控制单元106，第三流量控制单元106同样起到节流和开关的作用，冷凝器102的出口通过第三流量控制单元106连通蒸发器103的第一出口。
34.第三流量控制单元106可以在制冷过程中避免压缩机101损坏。以锂电池测试为例，测试过程中有时需要将水在一定的时间内从高温降到设定温度，此时需要制冷系统运行以达到快速降温，但是因为流经蒸发器103的水温较高，制冷剂在蒸发器103里面经过热交换以后其温度会变的很高，如果直接返回压缩机101，则会造成压缩机101损坏。
35.制冷过程中，第三流量控制单元106打开后，经过冷凝器102冷凝的制冷剂一部分通过第一流量控制单元104进入蒸发器103，同时还有一部分直接通过第三流量控制单元106进入蒸发器103的出口与压缩机101的入口之间，并与蒸发器103的出口流出的制冷剂混合，使其降温后一起重新进入压缩机101内，从而避免压缩机101损坏。
36.在一些实施例中，温度调节系统100还包括气液分离器107，气液分离器107的入口分别连通蒸发器103的第一出口和第三流量控制单元106，气液分离器107的出口连通压缩机101的入口。
37.气液分离器107的作用是让液态的制冷剂不能轻易进入压缩机101，而是被存储起来，起到保护压缩机101的作用。制冷过程中，经过热交换后的高温制冷剂，可以在气液分离器107中，与直接通过第三流量控制单元106的制冷剂进行混合降温。
38.具体的，温度调节系统100中的各部件可以通过管路进行连通；蒸发器103可选为板式换热器；第一流量控制单元104包括电子膨胀阀1041，冷凝器102的出口连通电子膨胀阀1041的一端，电子膨胀阀1041的另一端连通蒸发器103的第一入口。
39.电子膨胀阀1041起到节流作用，高压的冷凝剂经过电子膨胀阀1041节流后，可以从高压变为低压，使制冷剂合理分配给蒸发器103，让蒸发器103处于正常的制冷工作状态。
40.并且，电子膨胀阀1041是靠感应回气管内的压力(换算成蒸发温度)与管外温度之间的差值(即所谓的过热度，理论上过热度大于零，说明回气中没有液体制冷剂)，由于其感应值更直接灵敏，故过热度可以控制的很精确。电子膨胀阀1041也可以替换为其它具有相同或类似功能的部件，本实用新型对此不做限定。
41.制冷时，制冷剂经过压缩机101压缩后，通过管路110进入冷凝器102中，并经过冷凝器102冷凝以后变成液体，再经过管路111、电子膨胀阀1041节流、管路112进入蒸发器103里面进行蒸发吸热，将流经蒸发器103的水温降低，然后经过管路113进入气液分离器107中，再经过管路114返回压缩机101内进行新一个循环；
42.第二流量控制单元105包括能量调节阀1051，能量调节阀1051的一端连通压缩机101的出口，能量调节阀1051的另一端连通蒸发器103的第一入口。能量调节阀1051起到的作用为热气旁通和节流。能量调节阀1051可以替换为其它具有相同或类似功能的部件，本实用新型对此不做限定。
43.制热时，电子膨胀阀1041处于关闭状态，能量调节阀1051处于打开状态。压缩机101压缩后排出的制冷剂一部分储存在冷凝器102中，一部分制冷剂经过管路110、管路115、能量调节阀1051、管路116进入蒸发器103里面，因为制冷剂没有经过冷凝降温，进入蒸发器103的制冷剂温度较高，可以将经过蒸发器103的水进行加热，然后经过管路113、气液分离器107、管路114返回压缩机101；电子膨胀阀1041和能量调节阀1051由控制系统经过pid运算控制其开关，以达到恒温效果。
44.第三流量控制单元106组件包括电磁阀1061和热力膨胀阀1062，冷凝器102的出口连通电磁阀1061的一端，电磁阀1061的另一端连通热力膨胀阀1062的一端，热力膨胀阀1062的另一端连通压缩机101的入口。
45.电磁阀1061起到开关作用，热力膨胀阀1062起到节流作用，电磁阀1061和热力膨胀阀1062可以替换为其它具有相同或类似功能的部件，本实用新型对此不做限定。
46.在压缩机101的入口与气液分离器107的出口之间，可以设置测量制冷剂温度的第一温度传感器108。制冷时，如果需要将水快速降到设定温度，此时控制系统会根据第一温度传感器108反馈的温度，选择是否打开电磁阀1061。当电磁阀1061打开后，经过冷凝器102冷凝后的制冷剂经过管路111、管路117、电磁阀1061后进入热力膨胀阀1062，进过热力膨胀阀1062节流后，低温的制冷剂经过管路118进入气液分离器107里面，在气液分离器107里面与高温的制冷剂混合、降温，然后再经管路114进入压缩机101。热力膨胀阀1062的平衡管119及感温包需安装于管路114上。
47.本实用新型还提供一种温度调节设备，包括内循环系统200、外循环系统300、水箱400和以上所述的温度调节系统100，蒸发器103的第二入口连通内循环系统200，内循环系统200连通水箱400，水箱400分别连通蒸发器103的第二出口和外循环系统300，外循环系统300连通外部循环管路。
48.其中，水箱400用于提供循环水，内循环系统200可抽取循环水参与温度调节系统100的换热，从而调节循环水的温度。外循环系统300可抽取循环水参与外部循环管路的换热，以满足外界的温度调节需求，例如为电池包供水，参与电池包的测试。
49.在一些实施例中，内循环系统200包括第一水泵201、加热器202和第二温度传感器203，第一水泵201用于将水箱400中的水抽取至加热器202的第二入口，加热器202设置在第一水泵201的出口和蒸发器103的第二入口之间，第二温度传感器203设置在蒸发器103的第二出口与水箱400之间。
50.水箱400内的水经过管路210被吸入水泵201内，再由水泵201泵出经过管路211流入加热器202，再经过管路212进入蒸发器103内进行热交换，换热后的水经过管路213返回水箱400。其中水循环系统中的第二温度传感器203用于监测蒸发器103的出水温度，防止温度过低造成蒸发器103内部结冰及冻裂。当测试需要较高温度的水温时，可开启加热器202以快速将水温加热至设定温度。
51.内循环系统200还可包括第一流量传感器204，第一流量传感器204也设置在蒸发器103的第二出口与水箱400之间。第一流量传感器204用于监测内循环系统200的流量，以判断水泵或循环系统的管道是否正常。
52.在一些实施例中，外循环系统300包括第二水泵301和分流单元302，第二水泵301用于将水箱400中的水抽取至外部循环管路，且外部循环管路的水循环后流回至水箱400，分流单元302设置在第二水泵301的出口和水箱400之间。
53.分流单元302起到分流作用，可通过旁通阀实现。第二水泵301采用变频控制，当设备需要水循环流量较小时通过变频可降低第二水泵301转速降低流量，但是第二水泵301转速过低时会造成水泵输出不稳定，此时可以调节旁通阀，使一部分水流经过旁通管路直接返回水箱400，这样水泵转速就可以维持一个正常运行的状态，不会造成水路输出不稳定。
54.外循环系统300还可包括第三温度传感器303、第四温度传感器304、第二流量传感器305、第一压力传感器306、第二压力传感器307和过滤器308。第二流量传感器305、第三温度传感器303和第一压力传感器306设置在第二水泵301的出口上，第四温度传感器304、第二压力传感器307和过滤器308设置在水箱400的入口上。
55.第二水泵301采用变频控制，第二水泵301通过管路310抽取水箱400中的水，第二流量传感器305、第三温度传感器303和第一压力传感器306均设置在管路311上。第二流量传感器305用于检测外部循环管路的流量，第三温度传感器303用于检测进入电池包的水温，第一压力传感器306检测进入电池包的水压。
56.第二压力传感器307、第四温度传感器304和y型过滤器308均设置在管路313上。第二压力传感器307用于检测经过电池包以后的水压，第四温度传感器304用于检测经过电池包以后的水温，y型过滤器308用于对进入水箱400的循环水进行过滤，防止杂质进入水箱400和第二水泵301内。第二水泵301与以上流量传感器、压力传感器配合使用，通过控制系统可实现水路的恒流或恒压输出。
57.本实用新型中的温度调节设备具有以下特点：
58.1、标准大气压下，可以提供100℃以下的恒温的循环水；
59.2、制冷系统可以在提供高温水的条件下正常运行；
60.3、水泵变频控制，可以提供恒流或恒压循环水。
61.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。