一种试验箱的制冷系统及试验箱的制作方法

1.本发明实施例涉及制冷技术，尤其涉及一种试验箱的制冷系统及试验箱。


背景技术：

2.对于很多设备，特别是带负载的设备，需要通过湿热环境模拟试验箱对设备进行测试，此时需要试验箱的制冷系统工作，保证试验箱的温湿度满足需求，这对试验箱特别是试验箱的制冷系统提出了要求。
3.目前，现有的试验箱的制冷系统，通常是一个压缩机带一个可以实现制冷和除湿的蒸发器。但对于带大负载的测试样品，由于产生发热量较大，通过配置大功率的压缩机和大面积的蒸发器来实现，由于大功率的压缩机和大面积的蒸发器提供很大的冷量，导致从大负载转向小负载，或者小负载转向大负载时，系统无法兼容，会出现温湿度剧烈波动，甚至长期无法稳定的情况；另在试验箱运行过程中，由于大功率的压缩机和大面积的蒸发器提供的冷能大，故需要大功率的加热器提供热能去平衡，导致使用成本高。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种试验箱的制冷系统及试验箱，以降低使用成本，并且可以稳定地进行快速降温和保持温度恒定。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种试验箱的制冷系统，包括：压缩机、冷凝器、制冷主路和制冷除湿主路；一个压缩机的出口与一个冷凝器的入口连通，冷凝器的出口与制冷主路的一端以及制冷除湿主路的一端连通，制冷主路的另一端以及制冷除湿主路的另一端均与压缩机的入口连通；其中，制冷主路和制冷除湿主路均包括节流装置和蒸发器；制冷主路的蒸发器和制冷除湿主路的蒸发器位于试验箱的同一空气调节室内，制冷主路的蒸发器用于制冷，制冷除湿主路的蒸发器用于制冷和/或除湿。可选的，蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，节流装置包括多个膨胀阀；
6.制冷主路设置有两个并联的膨胀阀，两个并联的膨胀阀均与第一蒸发器连通，两个并联的膨胀阀连接有两个电磁阀，其中一个电磁阀位于其中一个膨胀阀所在支路，另一个电磁阀与两个并联的膨胀阀串联，两个并联的膨胀阀设置在第一蒸发器和两个电磁阀之间；
7.制冷除湿主路设置有三个并联的膨胀阀，三个并联的膨胀阀均与第二蒸发器连通，三个并联的膨胀阀均连接有对应的电磁阀，三个并联的膨胀阀设置在第二蒸发器和对应的电磁阀之间。
8.可选的，制冷除湿主路还设置有蒸发压力调节阀，蒸发压力调节阀设置在第二蒸发器的出口处，蒸发压力调节阀并联有至少一个电磁阀。
9.可选的，上述制冷系统还包括冷旁通路和热旁通路，冷旁通路由冷凝器和蒸发器连接的管道引出，连接到压缩机；热旁通路由压缩机和冷凝器连接的管道引出，连接到压缩机。
10.可选的，冷旁通路设置有多个电磁阀和热力膨胀阀，冷旁通路为两个，两个冷旁通路并联，各冷旁通路均设置有电磁阀和热力膨胀阀，且电磁阀较热力膨胀阀靠近冷凝器和蒸发器连接的管道。
11.可选的，热旁通路设置有多个电磁阀和热气旁通阀，热旁通路为两个，两个热旁通路并联，各热旁通路均设置有电磁阀和热气旁通阀，且电磁阀较热气旁通阀靠近冷凝器和压缩机连接的管道。
12.可选的，上述制冷系统还包括控制器，温度传感器和/或湿度传感器，温度传感器、湿度传感器、压缩机以及电磁阀均与控制器电连接，控制器用于根据温度传感器和/或湿度传感器采集的信息，控制压缩机的工作状态和电磁阀的通断。
13.可选的，上述制冷系统还包括储液罐，储液罐设置在冷凝器和节流装置之间的通路上。
14.可选的，上述制冷系统还包括油分离器，油分离器设置在压缩机和冷凝器之间的通路上。
15.第二方面，本发明实施例提供了一种试验箱，包括如第一方面所述的制冷系统。
16.本发明实施例提供的试验箱的制冷系统及试验箱，包括：压缩机、冷凝器、制冷主路和制冷除湿主路；一个压缩机的出口与一个冷凝器的入口连通，冷凝器的出口与制冷主路的一端以及制冷除湿主路的一端连通，制冷主路的另一端以及制冷除湿主路的另一端均与压缩机的入口连通；其中，制冷主路和制冷除湿主路均包括节流装置和蒸发器；制冷主路的蒸发器和制冷除湿主路的蒸发器位于试验箱的同一空气调节室内，制冷主路的蒸发器用于制冷，制冷除湿主路的蒸发器用于制冷和/或除湿。本发明实施例提供的试验箱的制冷系统及试验箱，在湿热试验(湿度试验一般温度在摄氏度零度以上)或者小负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器工作即可满足温湿度需求，相对现有技术中配置大功率的压缩机和大面积的蒸发器，由于避免了用大功率的加热器提供热能去平衡大功率的压缩机和大面积的蒸发器提供的冷能，可降低使用成本。在快速降温或者温度恒定且大负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器和用于制冷的蒸发器同时工作，可以稳定地进行快速降温和保持温度恒定。
附图说明
17.图1是本发明实施例提供的一种试验箱的制冷系统的结构示意图；
18.图2是本发明实施例提供的一种试验箱的制冷系统的部分结构的结构框图。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
20.图1是本发明实施例提供的一种试验箱的制冷系统的结构示意图。参考图1，试验箱的制冷系统包括：压缩机10、冷凝器20、制冷主路l1和制冷除湿主路l2。
21.其中，一个压缩机10的出口与一个冷凝器20的入口连通，冷凝器20的出口与制冷主路l1的一端以及制冷除湿主路l2的一端连通，制冷主路l1的另一端以及制冷除湿主路l2
的另一端均与压缩机10的入口连通。制冷主路l1和制冷除湿主路l2均包括节流装置30和蒸发器40；制冷主路l1的蒸发器40和制冷除湿主路的蒸发器40位于试验箱的同一空气调节室内，制冷主路l1的蒸发器40用于制冷，制冷除湿主路l2的蒸发器40用于制冷和/或除湿。
22.需要注意的是，实际应用布置蒸发器的空间位置时，当制冷除湿主路l2的蒸发器40和制冷主路l1的蒸发器40上下布置时，制冷除湿主路l2的蒸发器40布置在制冷主路l1的蒸发器40的下面，已便于制冷除湿主路l2的蒸发器40中除湿的水的收集。
23.示例性地，试验箱包括空气调节室、试验室、制冷机组室和控制室，试验箱可以是湿热环境模拟试验箱。蒸发器40设置在空气调节室，压缩机10、冷凝器20设置在制冷机组室，试验室为测试样品对温湿度等环境需求提供的试验空间，空气调节室通过循环风机可与试验室进行温湿度交换。冷凝器20可以采用水冷方式，受环境温度影响较低。蒸发器40可采用双进双出的管路设计，并在进口端设置均匀分液管路，目的是为了提升试验箱温度的均匀性。冷旁通路50能够降低压缩机10的回气过热度，好处是保证压缩机10的排气温度不会过高，导致压缩机报警甚至停机。热旁通路60能够保证压缩机10的压缩比在预设范围内，好处是提高回气压力，防止回气压力为负值情况以及防止压缩机出现液击、损坏压缩机10。至少两个蒸发器40可以是至少一个用于制冷的蒸发器和至少一个用于制冷和除湿的蒸发器。在湿热试验(湿度试验一般温度在摄氏度零度以上)或者小负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器工作即可满足温湿度需求，相对现有技术中配置大功率的压缩机和大面积的蒸发器，由于避免了用大功率的加热器提供热能去平衡大功率的压缩机和大面积的蒸发器提供的冷能，可降低使用成本。在快速降温或者温度恒定且大负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器和用于制冷的蒸发器同时工作，可以稳定地进行快速降温和保持温度恒定。
24.本实施例提供的试验箱的制冷系统，包括压缩机、冷凝器、制冷主路和制冷除湿主路；一个压缩机的出口与一个冷凝器的入口连通，冷凝器的出口与制冷主路的一端以及制冷除湿主路的一端连通，制冷主路的另一端以及制冷除湿主路的另一端均与压缩机的入口连通；其中，制冷主路和制冷除湿主路均包括节流装置和蒸发器；制冷主路的蒸发器和制冷除湿主路的蒸发器位于试验箱的同一空气调节室内，制冷主路的蒸发器用于制冷，制冷除湿主路的蒸发器用于制冷和/或除湿。本实施例提供的试验箱的制冷系统，在湿热试验(湿度试验一般温度在摄氏度零度以上)或者小负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器工作即可满足温湿度需求，相对现有技术中配置大功率的压缩机和大面积的蒸发器，由于避免了用大功率的加热器提供热能去平衡大功率的压缩机和大面积的蒸发器提供的冷能，可降低使用成本。在快速降温或者温度恒定且大负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器和用于制冷的蒸发器同时工作，可以稳定地进行快速降温和保持温度恒定。
25.参考图1，可选的，蒸发器40包括第一蒸发器41和第二蒸发器42，节流装置30包括多个膨胀阀；制冷主路l1设置有两个并联的膨胀阀，两个并联的膨胀阀均与第一蒸发器41连通，两个并联的膨胀阀连接有两个电磁阀，其中一个电磁阀位于其中一个膨胀阀所在支路，另一个电磁阀与两个并联的膨胀阀串联，两个并联的膨胀阀设置在第一蒸发器和两个电磁阀之间；制冷除湿主路l2设置有三个并联的膨胀阀，三个并联的膨胀阀均与第二蒸发器42连通，三个并联的膨胀阀均连接有对应的电磁阀，三个并联的膨胀阀设置在第二蒸发器42和对应的电磁阀之间。
26.示例性地，第一蒸发器41与冷凝器20连通的两个通路分别设置有第一膨胀阀mev1
和第二膨胀阀mev2，第二蒸发器42与冷凝器20连通的三个通路设置有第三膨胀阀mev3、第四膨胀阀mev4和第五膨胀阀mev5，各膨胀阀均靠近对应的蒸发器40。第一膨胀阀mev1所在支路设置有第六电磁阀sv6，第一膨胀阀mev1和第二膨胀阀mev2并联后与电磁阀hsv串联，具体位置关系如图1所示。其中，电磁阀hsv为快开电磁阀，能够更精确地控制不同低温制冷。第一蒸发器41和第二蒸发器42并联放置于同一空调室内，第一蒸发器41用于制冷，第二蒸发器42用于制冷和除湿。在湿热试验(湿度试验一般温度在摄氏度零度以上)或者小负载情况下，第二蒸发器42工作即可满足温湿度需求，相对现有技术中配置大功率的压缩机和大面积的蒸发器，由于输出冷量低，仅仅开启一个蒸发器，使用成本较低。在快速降温或者温度恒定且大负载情况下，第一蒸发器41和第二蒸发器42同时工作，可以稳定地进行快速降温和保持温度恒定。
27.继续参考图1，可选的，上述制冷系统还包括多个电磁阀，第二蒸发器42通过两个通路与压缩机10连通，第二蒸发器42与压缩机10连通的各通路均设置有电磁阀，电磁阀靠近第二蒸发器42。
28.示例性地，第二蒸发器42与压缩机10连通的两个通路分别设置有第一电磁阀sv1和第二电磁阀sv2。电磁阀的通断可实现对电磁阀所在通路的通断控制。第一电磁阀sv1和第二电磁阀sv2分别在并联的两个通路中，可分别对第一电磁阀sv1和第二电磁阀sv2所在通路的通断进行控制。
29.另外，第二蒸发器42与冷凝器20连通的三个通路设置有第三电磁阀sv3、第四电磁阀sv4和第五电磁阀sv5。膨胀阀的开度调节可调整对应的蒸发器的流量，从而进一步调整蒸发器的制冷和/或除湿达到的温湿度。
30.可选的，制冷除湿主路还设置有蒸发压力调节阀kvp，蒸发压力调节阀kvp设置在第二蒸发器42的出口处，蒸发压力调节阀kvp并联有至少一个电磁阀。
31.具体的，参考图1，蒸发压力调节阀kvp与设置有第一电磁阀sv1和第二电磁阀sv2的两个通路并联。蒸发压力调节阀kvp可在蒸发器所在室内的湿度较大或持续与外界环境接触时，维持蒸发器内的冷媒在一个相对较高的压力/温度下蒸发，以防止蒸发器表面结冰，阻碍通风换热；同时可以维持需求的湿度环境。
32.可选的，上述制冷系统还包括冷旁通路50和热旁通路60，冷旁通路50由冷凝器20和蒸发器40连接的管道引出，连接到压缩机10；热旁通路60由压缩机10和冷凝器20连接的管道引出，连接到压缩机10。
33.具体的，如图1所示，冷旁通路50由冷凝器20和蒸发器40连接的管道引出，连接到压缩机10，可用于冷却压缩机10的入口制冷剂，起到降低回气温度的效果。热旁通路60由压缩机10和冷凝器20连接的管道引出，连接到压缩机10，可用于将系统中产生的多余的能量旁通，并可提升回气压力。
34.继续参考图1，可选的，上述制冷系统还包括多个电磁阀和热力膨胀阀，冷旁通路50为两个，两个冷旁通路50并联，各冷旁通路50均设置有电磁阀和热力膨胀阀，且电磁阀较热力膨胀阀靠近冷凝器20和蒸发器40连接的管道。
35.示例性地，冷旁通路50包括第一冷旁通路51和第二冷旁通路52，第一冷旁通路51和第二冷旁通路52并联。其中，第一冷旁通路51设置有电磁阀sv7和热力膨胀阀ev1，第二冷旁通路52设置有电磁阀sv8和热力膨胀阀ev2。在大负载情况下，第一冷旁通路51和第二冷
旁通路52中的一个通路中的电磁阀和热力膨胀阀开通，或者，第一冷旁通路51和第二冷旁通路52中的各电磁阀和各热力膨胀阀均断开，这样可以保证降温速率和温度恒定，在低负载和进行湿度试验时，第一冷旁通路51和第二冷旁通路52中的各电磁阀和各热力膨胀阀均开通或者部分开通，多余的冷量可通过第一冷旁通路51和/或第二冷旁通路52旁通回流到压缩机，从而维持整个系统的稳定性。另外，压缩机10的两侧还设置有温度传感器tt1、tt2以及两个感温包；温度传感器tt1和压力传感器ltp配合使用，防止压缩机10液击，提前进行报警；温度传感器tt2用于测量压缩机10的排气温度，当排气温度超于预定值时，控制器70控制冷旁通路来降低压缩机10的回气温度，从而降低排气温度；两个感温包分别与热力膨胀阀ev1和ev2连接，热力膨胀阀ev1和ev2根据与压缩机10连接的回气通路中的过热度调节自身开度。
36.继续参考图1，可选的，热旁通路60设置有多个电磁阀和热气旁通阀，热旁通路60为两个，两个热旁通路60并联，各热旁通路60均设置有电磁阀和热气旁通阀，且电磁阀较热气旁通阀靠近冷凝器20和压缩机10连接的管道。
37.示例性地，热旁通路60包括第一热旁通路61和第二热旁通路62，第一热旁通路61和第二热旁通路62并联。其中，第一热旁通路61设置有电磁阀sv9和热气旁通阀erv1，第二热旁通路62设置有电磁阀sv10和热气旁通阀erv2。在大负载情况下，第一热旁通路61和第二热旁通路62中的一个通路中的电磁阀和热气旁通阀开通，或者，第一热旁通路61和第二热旁通路62中的各电磁阀和各热气旁通阀均断开，这样可以保证降温速率和温度恒定，在低负载和进行湿度试验时，第一热旁通路61和第二热旁通路62中的各电磁阀和各热气旁通阀均开通，多余的热能可通过第一热旁通路61和第二热旁通路62旁通回流到压缩机10，从而维持整个制冷系统的稳定性。
38.可选的，上述制冷系统还包括储液罐rl，储液罐rl设置在冷凝器20和节流装置30之间的通路。
39.具体的，参考图1，当制冷系统的运行工况转变时，系统内冷媒的流量会出现较大的变化，设置储液罐rl的目的就是为了适应冷媒流量突然增大或减小的情况。当流量需求减小时，多余的冷媒会储存在储液罐rl中，不会对系统产生较大的冲击；当流量需求增大时，储液罐rl中的冷媒可投入循环，避免出现短期流量不足的问题。
40.可选的，上述制冷系统还包括油分离器os，油分离器设置在压缩机10和冷凝器20之间的通路。
41.具体的，参考图1，避震软管sto、sti可分别设置在压缩机的出口端和进口端，以减轻压缩机10震动对系统管路的影响。压缩机10和冷凝器20之间的通路设置有油分离器os和回油管，以便分离排气中包含的冷冻油，使得冷冻油重新回到压缩机10。
42.另外，参考图1，上述制冷系统的通路中还设置有单向阀nv(单向阀nv的目的是避免回油)、压力传感器ltp、散热风扇fm、水压调节阀wfc、充注口tv、压力表g1、g2以及干燥过滤器d和视液镜sgn。低压压力传感器ltp的具体位置如图1所示。散热风扇fm设置在压缩机10的位置，水压调节阀wfc位于冷凝器20的水冷管路，通过检测冷凝器出口的冷凝压力，在冷凝压力偏高时，水压调节阀wfc开度增大可将冷却介质(水)的流量调大，在冷凝压力偏小时，可将冷却介质(水)的流量调小，从而将系统的冷凝压力限制在比较安全的范围内。水压调节阀wfc所在通路设置有清洗堵头a1、a2，以及通路中设置在室外的温度压力表g3、g4、球
阀b1、b2和过滤器c。充注口tv用以充注或调整系统内的冷媒量，压力表g1、g2监测制冷系统的运行状况。干燥过滤器d和视液镜sgn设置在冷凝器20和蒸发器40之间，干燥过滤器d可过滤系统中的杂质，视液镜sgn可显示冷媒状态。
43.可选的，上述制冷系统还包括控制器70，温度传感器80和/或湿度传感器90，温度传感器80、湿度传感器90、压缩机10以及电磁阀均与控制器70电连接，控制器70用于根据温度传感器和/或湿度传感器采集的信息，控制压缩机10的工作状态和电磁阀的通断。
44.示例性地，图2是本发明实施例提供的一种试验箱的制冷系统的部分结构的结构框图。结合图1和图2，控制器70可设置在试验箱的控制室，温度传感器80和湿度传感器90均可设置在试验箱的试验室。控制器70可以根据温度传感器80采集的温度和/或湿度传感器90采集的湿度，控制压缩机10的工作状态，如控制压缩机10工作，并根据温度传感器tt1、tt2的测量结果控制电磁阀的通断，如控制电磁阀导通。
45.本实施例提供的试验箱的制冷系统，在湿热试验(湿度试验一般温度在摄氏度零度以上)或者小负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器工作即可满足温湿度需求，相对现有技术中配置大功率的压缩机和大面积的蒸发器，由于避免了用大功率的加热器提供热能去平衡大功率的压缩机和大面积的蒸发器提供的冷能，可降低使用成本。在快速降温或者温度恒定且大负载情况下，用于制冷和除湿的蒸发器和用于制冷的蒸发器同时工作，可以稳定地进行快速降温和保持温度恒定。
46.本发明实施例还提供了一种试验箱，包括如本发明任意实施例所述的制冷系统，因而具备制冷系统相应的有益效果。
47.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。