一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法与流程

1.本发明涉及环境试验技术领域，具体为一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法。


背景技术：

2.在环境试验领域中，一台环境实验仪器一般对应一套制冷系统，每一套制冷系统都有对应的制冷配件，如制冷压缩机、冷凝器、油分离器、电磁阀、膨胀阀等；在批量使用的环境仪器中也会大批量使用这些制冷配件以及调控这些制冷配件相应的控制系统；如果使用的是水冷系统，还需给每一套制冷系统配置冷却水以及相关管路；造成系统复杂、成本高、总体故障率高等问题；因此我们需要提出一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，具备减少了制冷系统的相关配件以及简化了相关的控制系统，简化了冷却水系统的管路，降低了制造成本，很大程度降低了故障率，使系统运行更加稳定的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，包括制冷加热系统、导热剂系统、控制系统以及若干个试验箱体；其中，所述制冷加热系统与导热剂系统组成回路，导热剂系统与若干个所述试验箱体连通在一起，若干个试验箱体与控制系统的连接关系为并联；其中，制冷加热系统提前对导热剂系统制冷或加热，使导热剂系统的温度达到第一温度后，根据试验箱体不同温度需求，导热剂系统将相同和/或不同流量的流体输出至各试验箱体，不同的试验箱体获得相同或不同的第二温度，制冷加热系统使导热剂系统保持第一温度；与传统一个试验箱体需要对应一台压缩机而言，本发明采用一制冷加热系统与导热剂系统构成储能载体，由一个储能载体拖多个试验箱体，对各验箱体温度实现集中管理，机组小节省空间，由于本发明是提前制冷或制热，导热剂系统保持第一温度所需功率不大，整个机组功率小节省电费，空置率低，实现全面增效，安装成本低，使用成本低。
5.优选的，所述制冷加热系统包括制冷压缩机、节流装置、蒸发器和加热器；其中，所述制冷压缩机、节流装置、蒸发器和加热器之间通过铜管连接在一起；所述导热剂系统包括导热剂储能箱、换热器和循环管路；其中，所述导热剂储能箱、换热器和循环组件之间通过循环管路连接在一起；所述控制系统包括控制器和内箱温度传感器，所述控制器和内箱温度传感器与试验箱体配套安装。
6.优选的，所述制冷加热系统还包括制冷组件；所述制冷组件连接在制冷压缩机上。
7.优选的，所述制冷组件包括冷凝器，所述制冷压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器依次按顺序用铜管连接起来，形成一个循环系统。
8.优选的，所述制冷组件包括预冷器和冷凝器，所述制冷压缩机、预冷器、冷凝器、节
流装置和蒸发器依次按顺序用铜管连接起来，形成一个循环系统。
9.优选的，所述导热剂系统还包括循环组件；所述循环组件连接在循环管路上。
10.优选的，所述循环组件包括流量泵，所述流量泵设置有多组，所述导热剂储能箱、流量泵和换热器通过管路依次连接在一起。
11.优选的，所述循环组件包括增压泵和三通比例阀，所述增压泵设置一组，所述三通比例阀设置有多组，且所述导热剂储能箱、增压泵、多组三通比例阀和换热器通过管路依次连接在一起。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.本发明通过制冷加热系统对导热剂系统内的流体(冷冻液、硅油、水等)进行预加热或预制冷且控制维持第一温度，根据试验箱体的温度需求，向各试验箱体输入一定量的流体，从而使试验箱体能够快速达到理想的测试温度，且不同试验箱体可实现同一温度，或不同温度，以减少测序时间且提高测试效率。
14.本发明是先储能，再向各试验箱体输送相同流量或不同流量的流体，从而使不同试验箱体获得相同或不同的测试温度，或实现部分试验箱体进行测试工作而部分试验箱体不进行测试工作，实现不同试验箱体同时进行不同温度测试。
15.采用流体温度实现试验箱体温度调控，温度波动小，系统稳定、可靠性高。
16.降低设计难度，与传统一个试验箱体需要对应一台压缩机而言，本发明采用一制冷加热系统与导热剂系统构成储能载体，由一个储能载体拖多个试验箱体，对各验箱体温度实现集中管理，机组小节省空间，由于本发明是提前制冷或制热，导热剂系统保持第一温度所需功率不大，整个机组功率小节省电费，空置率低，实现全面增效，安装成本低，使用成本低。
附图说明
17.图1为本发明实施例一中用于环境试验箱的储能分布式温控方法的结构示意图；
18.图2为本发明实施例二中用于环境试验箱的储能分布式温控方法的结构示意图；
19.图3为本发明实施例三中用于环境试验箱的储能分布式温控方法的结构示意图。
20.图中：100、制冷加热系统；101、制冷压缩机；102、节流装置；103、蒸发器；104、加热器；105、冷凝器；106、预冷器；200、导热剂系统；201、导热剂储能箱；202、换热器；203、循环管路；204、流量泵；205、增压泵；206、三通比例阀；300、控制系统；301、控制器；302、内箱温度传感器；400、试验箱体。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例一
23.请参阅图1，本发明提供一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，包括制冷加热系统100、导热剂系统200、控制系统300以及若干个试验箱体400；其中，所述制冷加热系
统100与导热剂系统200组成回路，导热剂系统200与若干个所述试验箱体400连通在一起，若干个试验箱体400与控制系统300的连接关系为并联；
24.其中，制冷加热系统100对导热剂系统200制冷或加热，使导热剂系统200的温度达到第一温度后，根据试验箱体400不同温度需求，控制系统300控制导热剂系统200将相同和/或不同流量的流体输出至各试验箱体400，不同的试验箱体400获得相同或不同的第二温度，由于导热剂系统200与试验箱体400进行热量交换后，导热剂系统200的温度会变化，在导热剂系统200温度与第一温度有差异时，制冷加热系统100使导热剂系统(200)再次达到第一温度，即导热剂系统(200)保持恒温，所需功率较低，整个机组的功率较小。
25.本实施例中，制冷加热系统100包含制冷压缩机101、冷凝器105、节流装置102、蒸发器103、加热器104以及相关辅助配件未画出。制冷压缩机101、冷凝器105、节流装置102、蒸发器103依次按顺序用铜管连接起来，形成一个循环系统，制冷系统中充满制冷剂，制冷剂在循环系统中循环流动。低温低压的气态制冷剂经过制冷压缩机101的做功，变成高温高压气态制冷剂，流经冷凝器105进行放热之后变成常温高压液态状态，经过节流装置102的节流作用，节流装置102出口的制冷剂变成低温低压的气液混合物，制冷剂再进入蒸发器103吸热变成低温低压气态状态，最后回到制冷压缩机101被压缩，完成了一个循环。
26.作为优选的，导热剂系统200包含导热剂储能箱201、多个流量泵204、多个换热器202、循环管路203以及系统内流动的导热剂。导热剂储能箱201、流量泵204和换热器202通过管路依次连接起来，形成多个循环管路203，导热剂储能箱201和管路内充注合适导热剂。制冷加热系统100的蒸发器103和加热器104安装在导热剂储能箱201内，分别与导热剂进行热量交换，使导热剂温度降低或者升高。每一个试验箱体400配置一个安装在内部的换热器202和一套循环管路203，每一套循环管路203配置一个流量泵204，通过控制流量泵204的运转频率控制循环管路203中的导热剂流量，进一步控制试验箱体400的制冷量或者制热量。
27.值得说明的是，控制系统300包含控制器301、内箱温度传感器302和流量泵204。内箱温度传感器302检测到的试验箱体400内箱温度和所设定的内箱温度设定值进行对比，控制器301通过pid调节控制流量泵204的流量控制换热器202的制冷量或者制热量。当试验箱体400冷负荷或者热负荷较大的时候，控制器301通过加大流量泵204的运转频率从而加大循环管路203中的导热剂流量，进一步控制试验箱体400的制冷量或者制热量。当冷负荷或者热负荷较小，控制器301通过减小流量泵204的运转频率从而减小循环管路203中的导热剂流量，进一步减小试验箱体400换热器202的制冷量或者制热量，使制冷量或者制热量适配负荷。
28.需要说明的是，具体的控制方式如下：
29.需要制冷时：导热剂储能箱201里面灌注适量导热剂，试验箱体400在使用之前，制冷加热系统100提前将导热剂储能箱201里面的导热剂降温到一定的温度实现储冷目的，该温度定义为储冷温度，储冷温度低于所有试验箱体400的最低试验温度，导热剂温度降到储冷温度后制冷加热系统100停止运行。随着导热剂冷量的消耗，导热剂储能箱201里面的导热剂温度逐渐提高，当温度的提高到一定的温度时，制冷加热系统100重新开启，使导热剂温度再次降到储冷温度。各个试验箱体400需要制冷时，各自的控制系统300通过pid调控的方式根据各自的冷负荷调控各个循环管路203的导热剂流量，以满足各个试验箱体400的制冷需求。
30.需要制热时：试验箱体400在使用之前，制冷加热系统100提前将导热剂储能箱201里面的导热剂加热到一定的温度实现储热目的，该温度定义为储热温度，储热温度高于所有试验箱体400的最高试验温度，导热剂温度升到储热温度后制冷加热系统100停止运行。随着导热剂热量的消耗，导热剂储能箱201里面的导热剂温度逐渐降低，当温度的降低到一定的温度时，制冷加热系统100重新开启，使导热剂温度再次升到储热温度。各个试验箱体400需要制热时，各自的控制系统300通过pid调控的方式根据各自的热负荷调控各个循环管路203的导热剂流量，以满足各个试验箱体400的制热需求。
31.实施例二
32.请参阅图2，本发明提供一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，包括制冷加热系统100、导热剂系统200、控制系统300以及试验箱体400；其中，制冷加热系统100通过导热剂系统200与试验箱体400连通在一起，控制系统300与试验箱体400配套设置。
33.与实施例一不同的是：
34.导热剂系统200包含导热剂储能箱201、增压泵205、多个三通比例阀206、多个换热器202、循环管路203以及系统内流动的导热剂。导热剂储能箱201、增压泵205、多个三通比例阀206和换热器202通过管路依次连接起来，形成多个循环管路203，导热剂储能箱201和管路内充注合适导热剂。制冷加热系统100的蒸发器103和加热器104安装在导热剂储能箱201内，与导热剂进行热量交换，使导热剂温度降低或者升高。每一个试验箱体400配置一个安装在内部的换热器202和一套循环管路203，每一套循环管路203配置一个三通比例阀206，通过控制三通比例阀206的开度，控制循环管路203中的导热剂流量，进一步控制试验箱体400的制冷量或者制热量。
35.实施例三
36.请参阅图3，本发明提供一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，包括制冷加热系统100、导热剂系统200、控制系统300以及试验箱体400；其中，制冷加热系统100通过导热剂系统200与试验箱体400连通在一起，控制系统300与试验箱体400配套设置。
37.与实施例一和二不同的是：
38.制冷加热系统100包含制冷压缩机101、预冷器106、冷凝器105、节流装置102、蒸发器103、加热器104以及相关辅助配件未画出。制冷压缩机101、预冷器106、冷凝器105、节流装置102、蒸发器103依次按顺序用铜管连接起来，形成一个循环系统，制冷系统中充满制冷剂，制冷剂在循环系统中循环流动。低温低压的气态制冷剂经过制冷压缩机101的做功，变成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂进入预冷器106放出一定的热量并降低温度，然后流经冷凝器105进行放热之后变成常温高压液态状态，经过节流装置102的节流作用，节流装置102出口的制冷剂变成低温低压的气液混合物，制冷剂再进入蒸发器103吸热变成低温低压气态状态，最后回到制冷压缩机101被压缩，完成了一个循环。
39.导热剂系统200包含两组导热剂储能箱201、多个流量泵204、多个换热器202、循环管路203以及系统内流动的导热剂。第一组导热剂储能箱201和第二组导热剂储能箱201分别与对应的流量泵204和换热器202通过管路依次连接起来，形成多个循环管路203，导热剂储能箱201和管路内充注合适导热剂。制冷加热系统100的蒸发器103和加热器104安装在第一组导热剂储能箱201内，分别与导热剂进行热量交换，使导热剂温度降低或者升高。预冷器106安装在第二组导热剂储能箱201内，放出热量使导热剂温度升高。每一个试验箱体400
配置一个安装在内部的换热器202和一套循环管路203，每一套循环管路203配置一个流量泵204，通过控制流量泵204的运转频率控制循环管路203中的导热剂流量，进一步控制试验箱体400的制冷量或者制热量。
40.值得说明的是，其具体控制方式如下：
41.第一组导热剂储能箱201里面的导热剂既可以降低温也可以升高温，所以与第一组导热剂储能箱201形成回路的试验箱体400既可以做低温试验也可以做高温试验。
42.需要制冷时：第一组导热剂储能箱201里面灌注适量导热剂，试验箱体400在使用之前，制冷加热系统100提前将第一组导热剂储能箱201里面的导热剂降温到一定的温度实现储冷目的，该温度定义为储冷温度，储冷温度低于所有试验箱体400的最低试验温度，导热剂温度降到储冷温度后制冷加热系统100停止运行。随着导热剂冷量的消耗，第一组导热剂储能箱201里面的导热剂温度逐渐提高，当温度的提高到一定的温度时，制冷加热系统100重新开启，使导热剂温度再次降到储冷温度。各个试验箱体400需要制冷时，各自的控制系统300通过pid调控的方式根据各自的冷负荷调控各个循环管路203的导热剂流量，以满足各个试验箱体400的制冷需求。
43.需要制热时：试验箱体400在使用之前，制冷加热系统100提前将第一组导热剂储能箱201里面的导热剂加热到一定的温度实现储热目的，该温度定义为储热温度，储热温度高于所有试验箱体400的最高试验温度，导热剂温度升到储热温度后制冷加热系统停止运行。随着导热剂热量的消耗，第一组导热剂储能箱201里面的导热剂温度逐渐降低，当温度的降低到一定的温度时，制冷加热系统100重新开启，使导热剂温度再次升到储热温度。各个试验箱体400需要制热时，各自的控制系统300通过pid调控的方式根据各自的热负荷调控各个循环管路203的导热剂流量，以满足各个试验箱体400的制热需求。
44.第二组导热剂储能箱201里面的导热剂只能吸收预冷器106释放出来的热量，所以里面的载冷剂只能升高温，与第二组导热剂储能箱201形成回路的试验箱体400只能做高温试验。控制系统300通过控制流量泵204来控制各个试验箱体400的制热量，如果流量泵204的供液流量调到最大仍无法满足制热要求，则需开启对应试验箱体400内辅助电加热器104进行加热补充，以满足制热条件。
45.本发明将所有的试验箱的制冷环节集中到一套制冷系统执行，很大程度上减少制冷系统配件，简化了系统，减少故障率，系统运行更加稳定；不用对每个试验箱体的制冷系统进行冷却，简化了冷却水系统的管路，降低了制造成本；通过集中制冷，制冷量按需分配给不同的试验箱体，制冷量可实现从零开始的无级调节，避免了独立制冷系统中只要需要制冷量就要运行制冷系统并且有最低能耗的情况，本装置总体上减少了能耗，更为环保。
46.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于，包括制冷加热系统(100)、导热剂系统(200)、控制系统(300)以及若干个试验箱体(400)；其中，所述制冷加热系统(100)与导热剂系统(200)组成回路，导热剂系统(200)与若干个所述试验箱体(400)连通在一起，若干个试验箱体(400)与控制系统(300)的连接关系为并联；其中，制冷加热系统(100)对导热剂系统(200)制冷或加热，使导热剂系统(200)的温度达到第一温度后，根据试验箱体(400)不同温度需求，控制系统(300)控制导热剂系统(200)将相同和/或不同流量的流体输出至各试验箱体(400)，不同的试验箱体(400)获得相同或不同的第二温度，制冷加热系统(100)使导热剂系统(200)保持第一温度。2.根据权利要求1所述的一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于：所述制冷加热系统(100)包括制冷压缩机(101)、节流装置(102)、蒸发器(103)和加热器(104)；其中，所述制冷压缩机(101)、节流装置(102)、蒸发器(103)和加热器(104)之间通过铜管连接在一起；所述导热剂系统(200)包括导热剂储能箱(201)、换热器(202)和循环管路(203)；其中，所述导热剂储能箱(201)、换热器(202)和循环组件之间通过循环管路(203)连接在一起；所述控制系统(300)包括控制器(301)和内箱温度传感器(302)，所述控制器(301)和内箱温度传感器(302)与试验箱体(400)配套安装。3.根据权利要求2所述的一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于：所述制冷加热系统(100)还包括制冷组件；所述制冷组件连接在制冷压缩机(101)上。4.根据权利要求3所述的一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于：所述制冷组件包括冷凝器(105)，所述制冷压缩机(101)、冷凝器(105)、节流装置(102)和蒸发器(103)依次按顺序用铜管连接起来，形成一个循环系统。5.根据权利要求3所述的一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于：所述制冷组件包括预冷器(106)和冷凝器(105)，所述制冷压缩机(101)、预冷器(106)、冷凝器(105)、节流装置(102)和蒸发器(103)依次按顺序用铜管连接起来，形成一个循环系统。6.根据权利要求1所述的一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于：所述导热剂系统(200)还包括循环组件；所述循环组件连接在循环管路(203)上。7.根据权利要求6所述的一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于：所述循环组件包括流量泵(204)，所述流量泵(204)设置有多组，所述导热剂储能箱(201)、流量泵(204)和换热器(202)通过管路依次连接在一起。8.根据权利要求6所述的一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，其特征在于：所述循环组件包括增压泵(205)和三通比例阀(206)，所述增压泵(205)设置一组，所述三通比例阀(206)设置有多组，且所述导热剂储能箱(201)、增压泵(205)、多组三通比例阀(206)和换热器(202)通过管路依次连接在一起。

技术总结
本发明公开了一种用于环境试验箱的储能分布式温控方法，包括制冷加热系统、导热剂系统、控制系统以及若干个试验箱体；其中，所述制冷加热系统与导热剂系统组成回路，导热剂系统与若干个所述试验箱体连通在一起，若干个试验箱体与控制系统的连接关系为并联；其中，制冷加热系统提前对导热剂系统制冷或加热，使导热剂系统的温度达到第一温度后，根据试验箱体不同温度需求，导热剂系统将相同和/或不同流量的流体输出至各试验箱体，不同的试验箱体获得相同或不同的第二温度，制冷加热系统使导热剂系统保持第一温度；与传统一个试验箱体需要对应一套制冷加热系统而言，本发明采用一制冷加热系统与导热剂系统构成储能载体，由一个储能载体拖多个试验箱体，对各验箱体温度实现集中管理，机组小节省空间，由于本发明是提前制冷或制热，导热剂系统保持第一温度所需功率不大，整个机组功率小节省电费，空置率低，实现全面增效，安装成本低，使用成本低。使用成本低。使用成本低。


技术研发人员：吴建国 吴林峰
受保护的技术使用者：广东科明环境仪器工业有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/31