控温装置的制作方法

1.本实用新型涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种控温装置。


背景技术：

2.一些设备在进行温度测试时，需要将温度稳定在一定区间内，例如一定的低温区间内，然后测试该设备在该温度区间内的运行情况，例如对于光模块的测试。现有技术通常使用即时控温的方法，若需要使温度能较快地达到温度区间，则需要功率较大的制冷装置，若还需要将温度相对长的时间维持在一定温度区间内，则制冷装置的能耗很大，提高了测试成本。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种能耗较低、且能较长时间将温度维持在温度区间内的控温装置
。
4.为实现上述实用新型目的，本实用新型一实施方式提供一种控温装置，所述控温装置可用于输出预定温度范围的冷媒，所述控温装置包括：
5.管道部，用于容纳冷媒；
6.蓄冷壳体，其包括第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔内部容纳第一蓄冷液，第二容纳腔内部容纳第二蓄冷液，所述第一蓄冷液的相变温度与所述第二蓄冷液的相变温度不同，所述冷媒的预期冷却温度在所述第一蓄冷液的相变温度与所述第二蓄冷液的相变温度之间；
7.第一热传导部，设于所述管道部和所述第一容纳腔、第二容纳腔之间，所述管道部可通过所述第一热传导部，与所述第一容纳腔和所述第二容纳腔内的所述第一蓄冷液和所述第二蓄冷液进行热交换。
8.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该控温装置通过制冷装置给两种蓄冷液供冷，两种蓄冷液再给待控温的冷媒供冷，两种蓄冷液可以将温度控制在合适的温度区间内。通过选用合适相变温度的第一蓄冷液和第二蓄冷液，使冷媒在温度达到第一蓄冷液的相变温度时，温度维持在该相变温度一段时间，在温度达到第二蓄冷液的相变温度时，温度又维持在该相变温度一段时间，从而将冷媒的温度在较长时间维持在第一蓄冷液和第二蓄冷液的相变温度之间的区间内，控制到达指定温度区间减小了对制冷装置的功率和能耗的依赖，所以在满足了温度需求的同时，对制冷装置的功率大小和能耗的需求大大降低。
附图说明
9.图1是本实用新型一实施例的控温装置的结构示意图；
10.图2是本实用新型一实施例的控温装置的出口温度和时间变化关系的示意图；
11.图3是本实用新型一实施例的控温装置的主视图；
12.图4是图3中a-a方向剖视的立体图；
13.图5是图3中b-b方向剖视的立体图；
14.图6是图3中c-c方向的剖视图；
15.图7是本实用新型一实施例的控温装置的俯视图；
16.图8是图7中d-d方向剖视的立体图；
17.图9是图7中e-e方向剖视的立体图；
18.其中，100、控温装置；11、第一热传导部；110、供冷腔；111、供冷顶壁；112、供冷侧壁；113、供冷固定部；12、管道部；121、螺旋段；122、平面弯曲段；20、蓄冷壳体；21、外环形壁；211、第一口；212、第二口；22、第一阻隔件；23、第二阻隔件；24、顶壁；241、第一开孔；242、第二开孔；25、第一容纳腔；26、第二容纳腔；27、底壁；30、温度传感器；40、固定座。
具体实施方式
19.以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
20.应该理解，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。
21.本实用新型一实施例提供一种控温装置，该控温装置将待控温的冷媒的温度维持在预期的温度区间内，既满足了测试需求，又降低了制冷装置的功率和能耗。
22.本实施例的控温装置100可用于获取制冷装置的冷量，并对待控温的冷媒制冷。控温装置100包括管道部12、蓄冷壳体20和第一热传导部11，管道部12用于容纳待控温的冷媒，蓄冷壳体20包括第一容纳腔25和第二容纳腔26，第一容纳腔25内部容纳第一蓄冷液，第二容纳腔26内部容纳第二蓄冷液，第一热传导部11设于管道部12和第一容纳腔25、第二容纳腔26之间，管道部12可通过第一热传导部11，与第一容纳腔25和第二容纳腔26发生热交换，第一蓄冷液和第二蓄冷液通过第一热传导部11为冷媒供冷。
23.制冷装置用于提供冷量，第一蓄冷液和第二蓄冷液可获取制冷装置的冷量。在其一实施例中，控温装置可以还包括第二热传导部，第二热传导部将冷量传递到第一容纳腔25和第二容纳腔26。第一容纳腔25内的第一蓄冷液和第二容纳腔26内的第二蓄冷液用于存储冷量，并将冷量传递到管道部12。待控温的冷媒通过管道部12与第一容纳腔25和第二容纳腔26的热交换，获取冷量。在另一实施例中，制冷装置直接对第一蓄冷液和第二蓄冷液供冷，例如插入第一蓄冷液和/或第二蓄冷液中。下文以设置第二热传导部为例进一步说明。
24.冷媒可以从外部流入管道部12，经过与第一蓄冷液和第二蓄冷液的热交换后，再流出管道部12。
25.第一容纳腔25和第二容纳腔26，如图4～6和9所示，第一容纳腔25内部灌注第一蓄冷液，第二容纳腔26内部灌注第二蓄冷液。
26.第一蓄冷液的相变温度与第二蓄冷液的相变温度不同，冷媒的预期冷却温度在第一蓄冷液的相变温度与第二蓄冷液的相变温度之间。冷媒的预期冷却温度，就是背景技术
所述的希望将温度稳定在的温度区间。
27.相变温度指的是物质在不同相之间转变时的临界温度，例如从液体转变为固体的温度。
28.具体地，可以根据光模块测试需要的温度区间，选用合适的第一蓄冷液和第二蓄冷液，温度区间范围可以在第一蓄冷液的相变温度和第二蓄冷液的相变温度这两个不同值的范围内，也可以是第一蓄冷液的相变温度是上述需要的温度区间的一个极值，第二蓄冷液的相变温度是上述需要的温度区间的另一个极值。以第一蓄冷液的相变温度高于第二蓄冷液的相变温度为例进行说明，例如温度区间是-6℃到-2℃，第一蓄冷液的相变温度温度可以是0℃，第二蓄冷液的相变温度温度可以是-8℃，或者第一蓄冷液的相变温度温度是-2℃，第二蓄冷液的相变温度温度是-6℃。
29.下面结合图2所示，说明制冷装置提供冷量，第一蓄冷液和第二蓄冷液的温度随时间变化的过程：
30.刚开始温度持续下降，直至温度下降至第一蓄冷液的相变温度，此时的过程如图2中的t1到t2的变化所示。
31.温度维持在该第一蓄冷液的相变温度上，直到第一蓄冷液已经完成了相变，此时的过程如图2中的t2到t3的变化所示。
32.温度继续降低，直到降低到第二蓄冷液的相变温度，此时的过程如图2中的t3到t4的变化所示。
33.温度维持在该第二蓄冷液的相变温度上，直到第二蓄冷液已经完成了相变，此时的过程如图2中的t4到t5的变化所示。
34.在第一蓄冷液和第二蓄冷液均完成了相变转换后，后续时间的温度会继续降低。
35.当需要的温度区间在第一蓄冷液和第二蓄冷液的相变温度之间时，此时维持在该温度区间的时长为t2到t5之间的时长，根据需要选用不同相变温度的蓄冷液，以及不同蓄冷液的量，可以使流出控温装置100的冷媒的温度维持在合适温度区间内。
36.另外，在制冷装置提供冷量后，由于第一蓄冷液和第二蓄冷液的储能作用，蓄冷壳体20不会瞬间降低，第一蓄冷液和第二蓄冷液所能达到的温度、以及管道部12处的温度，都大致与图2中的曲线走势吻合。
37.第一蓄冷液和第二蓄冷液可以选用的材料例如是水、乙二醇、硅油、电子冷却液、或乙二醇的水溶液等。待控温的冷媒可以是一种气体或液体，气体可以是空气。
38.第一热传导部11可以为蓄冷壳体20的一部分，管道部12形成于第一热传导部11内。第一热传导部11为导热材料，第二热传导部为连接制冷装置与蓄冷壳体20的导热材料，第一热传导部11和第二热传导部可以是金属，例如，第一热传导部11和第二热传导可以是与相邻的结构相互接触的金属材料。也可以是一体成型的同一金属材料形成的不同功能位置，例如，同一金属材料形成的管道部12、蓄冷壳体20、第一热传导部11和第二热传导部，这样冷量在蓄冷壳体20与管道部12之间的热传递速度、制冷装置与蓄冷壳体20之间的热传递速度相较于隔着隔热材料物体会更快。
39.下文对蓄冷壳体20的结构做进一步说明，如图1、4～6、9所示，蓄冷壳体20包括外环形壁21、第一阻隔件22、第二阻隔件23、底壁27和顶壁24，外环形壁21围设于第一热传导部11外侧，外环形壁21、第一热传导部11、底壁27和顶壁24合围出环形腔体。
40.第一容纳腔25和第二容纳腔26设置于第一热传导部11的外周，管道部12螺旋状形成于第一热传导部11中。
41.第一热传导部11为圆柱形，蓄冷壳体20也为圆柱形。第一阻隔件22和第二阻隔件23将环形腔体分隔为第一容纳腔25和第二容纳腔26。第一容纳腔25和第二容纳腔26都呈半圆环形的柱体设置，围设在管路的外围。
42.管道部12沿第一方向设置多层管道，第一容纳腔25和第二容纳腔26均沿第一方向延伸。
43.为清楚地表达本实施例中所描述的位置与方向，在本实施例中，定义第一方向是向下的方向，反方向为上方，底壁27设置在顶壁24的下方。也就是说，管道部12在上下方向上设置多层管道，第一容纳腔25和第二容纳腔26均沿上下方向延伸。另外，第一方向也可以是其他方向。
44.第一容纳腔25和第二容纳腔26隔着第一热传导部11包裹在管道部12的外侧，且第一容纳腔25和第二容纳腔26在上下方向的延伸长度不小于多层管道的管道部12的上下距离，这样可以使第一容纳腔25和第二容纳腔26更充分地与第一热传导部11发生热交换，冷媒在管道部12内流动过程中被充分冷却。
45.本实施例中，第一热传导部11和第二热传导部一体设置，管道部12设置在第一热传导部11或第二热传导部内部。也就是说，第一热传导部11和第二热传导部为同一结构，制冷装置也通过第一热传导部11，与第一容纳腔25和第二容纳腔26发生热交换，制冷装置通过第一热传导部11为第一蓄冷液和第二蓄冷液供冷。
46.在其他实施例中，如果第一热传导部11不与第二热传导部一体设置，可以是第一容纳腔25和第二容纳腔26在第一热传导部11的外部，第二热传导部在第一容纳腔25和第二容纳腔26的外部，这样依次供冷。
47.下文中，以第一热传导部11和第二热传导部一体设置继续说明。
48.如图5、6、8、9所示，控温装置100包括为第一蓄冷液和第二蓄冷液传递能量的供冷腔110，供冷腔110与第一热传导部11导热连接，供冷腔110形成于第一热传导部11内，第一热传导部11包括围出供冷腔110的供冷顶壁111和供冷侧壁112，供冷腔110具有朝向外界的开口，开口用于容纳制冷装置插入供冷腔110。供冷顶壁111在供冷侧壁112的上方。开口在供冷顶壁111的下方，制冷装置是外部的提供冷量的装置，可以包括一棒体，棒体从下向上插入在供冷腔110内，为控温装置100提供冷量。供冷顶壁111和供冷侧壁112设置为金属，与制冷装置快速地发生热交换。
49.另外，供冷腔110沿第一方向延伸，也就是沿上下延伸，供冷腔110的主体部分可以设置为圆柱体，在供冷侧壁112上的若干位置设置异形的供冷固定部113，这样上述的制冷装置的棒体插入供冷腔110内部且不会发生转动。
50.进一步地，如图5、8、9所示，多层管道结构的管道部12包括螺旋段121，螺旋段121环设于供冷侧壁112的外围，螺旋段121的轴线平行于第一方向。也就是说，螺旋段121在上下方向上逐层盘旋。
51.控温装置100还包括供管道部12连通外部冷媒的第一口211和第二口212，如图1、3～5、7～8所示，第一口211和第二口212设置在外环形壁21的表面，第一口211和第二口212中其一口用于流入冷媒、另一口用于流出冷媒，本实施例的附图1、3、8中，以第一口211是入
口，第二口212是出口为例，从入口处流入冷媒，从出口处流出冷媒，图1中入口和出口的位置可以相互替换，对冷媒的流向不做要求。
52.本实施例中，第一口211在供冷顶壁111的远离供冷侧壁112的一侧，第二口212在供冷顶壁111的朝向供冷侧壁112的一侧，也就是说，第一口211在供冷顶壁111的上方，第二口212在供冷顶壁111的下方。
53.在这种情况下，多层管道结构的管道部12包括若干层的平面弯曲段122，平面弯曲段122设置在供冷顶壁111的远离供冷侧壁112的一侧。第二口212、螺旋段121、平面弯曲段122、第一口211依次连通。
54.如图4、8、9所示，本实施例中的若干层可以是一层，也可以是二层及以上，取决于第一口211高于供冷顶壁111多少，若高很多，则可以是多层。平面弯曲段122呈多段圆弧形设置在同一平面内，如图4的在一个平面内的大圆弧段、小圆弧段、连接大圆弧段和小圆弧段的圆弧弯曲段。另外，如图9所示，平面弯曲段122连通螺旋段121。
55.平面弯曲段122设置在蓄冷壳体20的未设置供冷腔110的位置，在未设置供冷腔110的位置不保持螺旋段121的结构，而是以平面弯曲段122的结构，可以尽最大程度地增长管道部12的管路长度，使冷媒在管道部12内与第一容纳腔25和第二容纳腔26发生更充分的热交换，从而使出口处的冷媒温度达到预期的温度。
56.另外，在其他实施例中，当第一口211和第二口212均设置在供冷顶壁111的朝向供冷侧壁112的一侧时，也就是第一口211和第二口212均设置在供冷顶壁111的下方时，多层管道结构的管道部12可以均设置成螺旋段121。
57.当第一口211和第二口212均设置在供冷顶壁111的远离供冷侧壁112的一侧时，也就是第一口211和第二口212均设置在供冷顶壁111的上方时，多层管道结构的管道部12可以均设置成平面弯曲段122，或者螺旋段121与平面弯曲段122的混合。
58.进一步地，螺旋段121和平面弯曲段122均穿过第一阻隔件22，连通第一口211和第二口212，如图1、4、5、8所示，第一阻隔件22同时起到了分隔第一容纳腔25和第二容纳腔26、以及连通第二口212和螺旋段121、以及第一口211和平面弯曲段122的作用。
59.顶壁24和/或底壁27设置连通第一容纳腔25的第一开孔241、以及连通第二容纳腔26的第二开孔242，蓄冷壳体20还包括可封闭第一开孔241的第一密封件和可封闭第二开孔242的第二密封件。
60.本实施例中，底壁27位于顶壁24的下方，第一开孔241和第二开孔242均设置在顶壁24上，如图1、4、5、7所示，打开开孔，可通过第一开孔241注入或倒出第一蓄冷液，通过第二开孔242注入或倒出第二蓄冷液，然后通过第一密封件和第二密封件封闭开孔。
61.另外，控温装置100还包括贴靠于外环形壁21外侧的温度传感器30、以及用于与制冷装置固定的若干个固定座40。温度传感器30如图1、3、5、7所示，温度传感器30获取外环形壁21的温度，由于整个控温装置100可以一体设置，所以外环形壁21的温度等于整个控温装置100的温度，根据该温度控制制冷装置对蓄冷壳体20的供冷量。固定座40如图1、3、6、7所示，固定座40可以包括通孔，通过螺栓穿过通孔，将蓄冷壳体20固定在制冷装置上。
62.在上述实施例中，从出口处流出的冷媒的温度，低于从入口处流入的冷媒的温度。
63.在其他实施例中，控温装置100还可用于获取制热装置的热量，并对待控温的冷媒制热。控温装置100还包括第三热传导部，制热装置可通过第三热传导部与管道部12发生热
交换，制热装置通过第三热传导部为冷媒供热。制热装置通过第三热传导部加热管道部12内的冷媒，使冷媒出口温度高于入口温度。
64.进一步地，第一热传导部、第二热传导部和第三热传导部可以一体设置；制热装置和制冷装置设置为同一装置，或者，制热装置和制冷装置都包括插入供冷腔110的棒体，再或者，制热装置的棒体与制冷装置的棒体可以为同一棒体，只是温度不同。这样将制热装置的高温通过棒体传递至管道部12，与冷媒热交换，加热管道部12内的冷媒，使出口温度高于入口温度。
65.与常用技术相比，本实施例具有以下有益效果：
66.该控温装置100通过制冷装置给两种蓄冷液供冷，两种蓄冷液再给待控温的冷媒供冷，两种蓄冷液可以将温度控制在合适的温度区间内。通过选用合适相变温度的第一蓄冷液和第二蓄冷液，使冷媒在温度达到第一蓄冷液的相变温度时，温度维持在该相变温度一段时间，在温度达到第二蓄冷液的相变温度时，温度又维持在该相变温度一段时间，从而将冷媒的温度在较长时间维持在第一蓄冷液和第二蓄冷液的相变温度之间的区间内，控制到达指定温度区间减小了对制冷装置的功率和能耗的依赖，所以在满足了温度需求的同时，对制冷装置的功率大小和能耗的需求大大降低。
67.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
68.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。