CN111550941A - 一种用于观察温度变化的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于观察温度变化的系统，包括实验区和制冷系统，制冷系统用于向实验区提供冷从而调节实验区的温度，其特征在于，实验区具有观察区，观察区包括显示实验区的温度的温度显示屏和调节实验区温度的操作旋钮，这种操作直接控制载有冷的制冷剂在实验区处热交换的效率，是一种直观的、直接的调温方式，操作者的体验更加真实。

Description

一种用于观察温度变化的系统

技术领域

本发明涉及实验设备领域或技术展示领域，特别涉及一种能够通过操作者的使用来观察温度变化的系统。

背景技术

温度是物理学中一个重要学科，在物理实验中或者物理现象演示中通常使用温度实验器具。操作者希望通过在实验器具上的操作可以直观的感知温度随着操作的变化，当多种参数综合观察时，还可以理解制冷原理和制冷过程；或者希望用实验器具营造一个小的指定温度的环境，从而进行一系列的试验。

一种现有的温度变化实验器具包括压缩机的制冷循环来提供温度变化的动力，这类实验器具的控制方式类似空调器的控制方式，使用操作界面或手柄，通过调节虚拟或实体的按键来操控控制器，并进一步实现控制器对温度的检测和调节。但作为实验和展示用途，这类设备存在很多不足：

缺点1：调节虚拟或实体的按键来操控控制器，然后再由控制器来控制制冷系统，这种控制缺乏深度介入实验的操作感，人只是发出指令，但具体的控制是由机器完成的。

缺点2：当前的温度控制一般只能控制最终的结果温度，但不能控制达到结果温度的速率，比如经过多长时间才能达到结果温度，虚拟或实体的按键也不存在该功能，控制器由预先写好的程序执行升温或降温的操作，不会对效率进行控制。

缺点3：能耗大或者设备成本高。现有的设备在长时间开启时，如果是压缩机定频控制长时间待机的话，十分耗能；如果采用变频设备，设备本身就非常昂贵。但对于实验设备领域或技术展示领域，最主要的是长时间在线供操作者使用，而且使用的功能较为简单，对功率的要求也不高，因此如何长时间待机还能降低能耗也是实验设备领域或技术展示领域的一个技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案。

一种用于观察温度变化的系统，包括实验区和制冷系统，制冷系统用于向实验区提供冷从而调节实验区的温度，实验区具有观察区，观察区包括显示实验区的温度的温度显示屏和调节实验区温度的操作旋钮。

制冷系统包括：压缩制冷循环：包括压缩机单元、冷凝器、节流毛细管、第一辅助换热器、切换阀、主换热器顺次连接的闭环；存冷循环：包括第一存冷单元、第一辅助换热器、第二存冷单元、第二辅助换热器顺次连接的闭环；主制冷循环：包括主换热器、切换阀连接而成的闭环，并向实验区供冷；手动制冷循环：包括第二辅助换热器、旋转阀、前置过滤器、制冷块顺次连接的闭环，该闭环中还串连接入的流量控制阀和流量统计单元；其中，在切换阀的切换作用下，能够实现压缩制冷循环与存冷循环在第一辅助换热器处热交换；或压缩制冷循环与主制冷循环在主换热器处热交换；或存冷循环与手动制冷循环在第二辅助换热器处热交换；制冷块能对实验区进行制冷；压缩制冷循环将冷通过主换热器供给主制冷循环，再由主制冷循环将冷供给实验区。

切换阀包括左腔室和右腔室，左腔室通过第一接口、第二接口接入存冷循环，右腔室通过第四接口、第六接口接入主制冷循环，切换阀阀芯具有中间通道，切换阀左腔室的第二接口、中间通道及右腔室的第五接口以常通状态接入压缩制冷循环，切换阀阀芯在左腔室设有左柱阀片并在右腔室设有右柱阀片，切换阀阀芯在第一状态下通导右腔室截断左腔室，第二状态下通导左腔室截断右腔室。

旋转阀包括阀芯和阀座，阀芯具有两道通道，阀座设有第一端、第二端、第三端和第四端，阀芯在阀座第一位置时，第一端作为入口与第二端连通，第三端作为出口和第四端连通；阀芯在阀座第二位置时，第一端作为出口与第四端连通，第三端作为入口与第二端连通，第二端、前置过滤器、制冷块、第四端顺次连接，第一端、第三端接入手动制冷循环。

存冷循环中存放冷媒，并能够在第一存冷单元与第二存冷单元之间转移，当冷媒从第一存冷单元经第二辅助换热器向第二存冷单元转移时，存冷循环向手动制冷循环供冷；当冷媒从第二存冷单元经第一辅助换热器向第一存冷单元转移时，存冷循环从压缩制冷循环吸冷。

手动制冷循环的流量统计单元包括串连接入的正向单向阀和流量计，反向单向阀与正向单向阀、流量计并连；观察区的操作旋钮用于控制流量控制阀，观察区还包括用于显示手动制冷循环内流体的流量或流速的显示屏；手动制冷循环内设有流体转向阀并能够调整手动制冷循环内流体流动方向，旋转阀在第一位置和第二位置之间切换，手动制冷循环的流体同时也变换方向，前置过滤器保持在制冷块上游进行前置过滤。

一种观察温度变化的控制方法，包括以下步骤：

S1存冷：制冷系统将切换阀处于第二状态，压缩制冷循环、存冷循环均处于通导状态并在第一辅助换热器处发生热交换，主制冷循环被切换阀截止，手动制冷循环停止循环；压缩制冷循环向存冷循环供冷，致第一存冷单元的冷媒达到预定量和/或预定温度；

S2预冷：制冷系统将切换阀处于第一状态，压缩制冷循环、主制冷循环均处于通导状态并在主换热器处发生热交换，存冷循环被切换阀截止，手动制冷循环停止循环，压缩制冷循环向主制冷循环供冷，实现对实验区的预冷；

S3手动制冷：制冷系统将切换阀处于第二状态，存冷循环向手动制冷循环在第二辅助换热器处供冷，操作者可以调节操作旋钮通过流量控制阀的流体流量来控制实验区的温度，并在观察区观察温度显示屏显示实验区的温度。

控制系统检测到手动制冷循环的泵送电机电流异常升高时，在指定的时间段时反复将旋转阀在第一位置和第二位置之间切换，同时匹配相应的流体流向保持在制冷块上游进行前置过滤，在手动制冷循环内形成流体的往复运动。

本发明与现有技术相比具有下列的优点：

1)本发明中，操作者通过操作旋钮对手动制冷循环内的制冷剂流量的控制是对温度调整的直接操作，这种操作直接控制载有冷的制冷剂在实验区处热交换的效率，是一种直观的、直接的调温方式，操作者的体验更加真实。而且这种调整是无级的调整，与现有的用控制器在模拟电路下的调整温度是完全不同的。更重要的是，本发明中的用于观察温度变化的系统，可用使用操作旋钮来无级变化控制实验区达到目标温度的时间或速度，这一点是现有技术中实验设备或技术展示设备所不具有的有益效果。

2)本发明中，压缩制冷循环并不直接与实验区的制冷剂进行热交换，而是采用了主制冷循环作为中介循环，压缩制冷循环对主制冷循环制冷后，再由主制冷循环对实验区制冷；压缩制冷循环还能够在存冷循环中存储冷，在使用时，压缩制冷循环连续工作将冷存在存冷循环后就可以停机了，而操作者在手动操作模式下，都由存冷循环向制冷块供冷，这手动操作模式下泵的电力消耗要远远低于压缩机的电力，而且相对于压缩机的反复启停，泵的反复启停对泵的寿命影响不大。而且，由于不需要压缩制冷循环直接向实验区供冷，所以压缩机可以使用低端功能的压缩机，压缩机只需能为存冷循环供冷即可，这大大节约了设备的成本。本发明中，由于压缩机单元能够停止工作的特点，可实现在线的对压缩机单元进行维修和更换，压缩单元停机时，制冷块对实验区进行制冷，这种制冷全部在存冷循环的支持下进行。

3)本发明中，切换阀高效的将压缩制冷循环、存冷循环及主制冷循环以简单的结构方式结合在一起，并进行切换控制，这大大减化了系统的制冷系统的布置难度，并节约大量的安装空间。

4)本发明中，制冷块本身因尺寸和安装空间的限定，其内部的盘管或流体管路较细，容易发生阻塞，这就需要有前置过滤器对进入其的流体进行过滤，并保证前置过滤器保持在制冷块上游；同时，整个手动制冷循环因安装空间及制冷能力的限制，管路均较细，本发明采用定期改变流体流动方向的方式对手动制冷循环内部进行清理，清理后的悬浮物将在前置过滤器被收集，旋转阀显得尤为重要，其能通过在第一位置和第二位置间的切换，实现不论手动制冷循环内的流体流动方向如何，都能将前置过滤器置于制冷块的前端。

5)前置过滤器保持在制冷块上游进行前置过滤，控制系统检测到手动制冷循环的泵送电机电流异常升高时，在预定的时间段内反复将旋转阀在第一位置和第二位置之间切换，同时匹配相应的流体流向，根据公知常识可知，如果手动制冷循环发生堵塞，泵送结构由于承受的阻力加大而导制泵送电机电流异常升高，本实施例采用流体往复震荡的方式来消除堵塞，具体为调整流体方向和旋转阀状态切换的同步配合，这种调整方式仅能在本施例的特定旋转阀的结构下才能实现。通过这种流体往复震荡的操作后，如果泵送电机电流回复正常，则可以认为通过自身程序控制消除了堵塞障碍。

附图说明

图1是本发明用于观察温度变化的系统观察区示意图；

图2是本发明用于观察温度变化的系统预冷时冷媒走向示意图；

图3是本发明用于观察温度变化的系统手动制冷时冷媒走向示意图；

图4是本发明切换阀结构示意图；

图5是本发明旋转阀结构第一位置示意图；

图6是本发明旋转阀结构第二位置示意图。

主要附图标记说明：

100-用于观察温度变化的系统；200-切换阀；201-第一接口；202-第二接口；203-第三接口；204-第四接口；205-第五接口；206-第六接口；207-左柱阀片；208-右柱阀片；300-旋转阀；300A-阀芯；300B-阀座；301-第一端；302-第二端；303-第三端；304-第四端；305-前置过滤器；306-制冷块；401-第一辅助换热器；402-第二辅助换热器；403-主换热器；501-第一存冷单元；502-第二存冷单元；600-压缩机单元；601-冷凝器；602-节流毛细管；700-流量统计单元；701-流量计；702-正向单向阀；703-反向单向阀；800-观察区；801-温度显示屏；802-模式显示屏；803-剩余时间显示屏；804-操作旋钮；A-压缩制冷循环；B-存冷循环；C-主制冷循环；D-手动制冷循环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步说明，附图和实施例仅是对本发明的解释，本实用性型的技术方案并不限于附图和实施例所描述的内容。

本实施例提供一种用于观察温度变化的系统100，包括实验区和制冷系统，制冷系统用于向实验区提供冷从而调节实验区的温度，其特征在于，实验区具有观察区800，观察区800包括显示实验区的温度的温度显示屏801和调节实验区温度的旋钮804。

实验区可以用来做各种实验或者用于演示，如放入盛水的烧杯，操作人员可以调节操作旋钮804，降低实验区的温度，然后观察烧杯内水结冰的过程。由于操作人员可以旋转操作旋钮804直接控制实验区的温度变化，这种变化是连续的无级调整，比虚拟按键或者手柄的实体按键要真实的多，后者的用模拟电路进行调整无法提供操作者无级调温的体验。

进一步的，制冷系统包括：

压缩制冷循环A：包括压缩机单元600、冷凝器601、节流毛细管602、第一辅助换热器401、切换阀200、主换热器403顺次连接的闭环；压缩式制冷是常规的制冷方式，压缩机是一个单极式压缩机，其构成将制冷剂压缩后喷出的压缩部。在压缩机中，在壳体的内部收纳了电动机和压缩机构，本实施方式的压缩机构由涡旋式压缩机构构成。然而，压缩机构也能够采用摆动活塞式、滚动活塞式、螺杆式、涡轮式等多种方式的压缩机构。在压缩机构中，在涡流状的静涡旋盘和动涡旋盘之间形成有压缩室，通过该压缩室的容积缓缓地减小，从而将制冷剂压缩。核心部件压缩机由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功，制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发汽化时吸收热量的原理制成。在本实施例的压缩制冷循环中，第一辅助换热器401、主换热器403实质充当蒸发器用来吸热，冷凝器601用于与外界热交换。申请人没有对压缩制冷循环进行改进，只是采用了现有技术中的常规压缩制冷器材，制冷原理和制冷器材均为本领域的公知常识。

存冷循环B：包括第一存冷单元501、第一辅助换热器401、第二存冷单元502、第二辅助换热器402顺次连接的闭环。存冷循环能够将压缩制冷循环的冷存起来。

主制冷循环C：包括主换热器403、切换阀200连接而成的闭环，并向实验区供冷；

手动制冷循环D：包括第二辅助换热器402、旋转阀300、前置过滤器305、制冷块306顺次连接的闭环，该闭环中还串连接入的流量控制阀704和流量统计单元700；

可以理解的是，压缩制冷循环内的冷媒可以是氟利昂，存冷循环、手动制冷循环和主制冷循环内的冷媒或载冷剂可以是乙二醇或其它换热流体，本实施例不对具体的材质进行限定。

上述各个循环中均包含流体动力系统，比如泵结构，从而使流体、制冷剂或都冷媒在循环管路中流动，泵结构没有在附图中示出，而且泵结构是制冷领域的公知常识，泵结构可以通过调速来调整流体的流速。

本实施例中，压缩制冷循环并不直接与实验区的制冷剂进行热交换，而是采用了主制冷循环作为中介循环，压缩制冷循环对主制冷循环制冷后，再由主制冷循环对实验区制冷；压缩制冷循环还能够在存冷循环中存储冷，在使用时，压缩制冷循环连续工作将冷存在存冷循环后就可以停机了，而操作者在手动操作模式下，都由存冷循环向制冷块供冷，这手动操作模式下泵的电力消耗要远远低于压缩机的电力，而且相对于压缩机的反复启停，泵的反复启停对泵的寿命影响不大。而且，由于压缩机单元能够停止工作的特点，可实现在线的对压缩机单元进行维修和更换，压缩单元停机时，制冷块对实验区进行制冷，这种制冷全部在存冷循环的支持下进行。

在切换阀200的切换作用下，能够实现压缩制冷循环A与存冷循环B在第一辅助换热器401处热交换；或压缩制冷循环A与主制冷循环C在主换热器403处热交换；或存冷循环B与手动制冷循环D在第二辅助换热器402处热交换。本发明中，切换阀的上述结构可以将压缩制冷循环、存冷循环及主制冷循环以简单的结构方式结合在一起，并进行切换控制，这大大减化了系统的制冷系统的布置难度，并节约大量的安装空间。

制冷块306能对实验区103进行制冷；压缩制冷循环A将冷通过主换热器403供给主制冷循环C，再由主制冷循环C将冷供给实验区。制冷块实质就是散热器的一种，其也具有散热器的一般性结构，如具有盘管-翅片结构，这类结构本身是公知常识，大量使用在热交换领域。

切换阀200包括左腔室和右腔室，左腔室通过第一接口201、第二接口203接入存冷循环B，右腔室通过第四接口204、第六接口206接入主制冷循环C，切换阀阀芯具有中间通道，切换阀左腔室的第二接口202、中间通道及右腔室的第五接口205以常通状态接入压缩制冷循环A，切换阀阀芯在左腔室设有左柱阀片207并在右腔室设有右柱阀片208，切换阀阀芯在第一状态下通导右腔室截断左腔室，第二状态下通导左腔室截断右腔室。

旋转阀300包括阀芯300A和阀座300B，阀芯300A具有两道通道，阀座300B设有第一端301、第二端302、第三端303和第四端304，阀芯300A在阀座300B第一位置时，第一端301作为入口与第二端302连通，第三端303作为出口和第四端304连通；阀芯300A在阀座300B第二位置时，第一端301作为出口与第四端304连通，第三端303作为入口与第二端302连通，第二端302、前置过滤器305、制冷块306、第四端304顺次连接，第一端301、第三端303接入手动制冷循环D。

存冷循环B中存放冷媒，并能够在第一存冷单元501与第二存冷单元502之间转移，当冷媒从第一存冷单元501经第二辅助换热器402向第二存冷单元502转移时，存冷循环B向手动制冷循环D供冷；当冷媒从第二存冷单元502经第一辅助换热器401向第一存冷单元501转移时，存冷循环B从压缩制冷循环A吸冷。因此，压缩制冷循环只需要在存冷循环B从压缩制冷循环A吸冷时开启即可。

手动制冷循环D内设有流体转向阀并能够调整手动制冷循环内流体流动方向，旋转阀300在第一位置和第二位置之间切换，手动制冷循环D的流体同时也变换方向，前置过滤器305保持在制冷块306上游进行前置过滤。手动制冷循环D的流量统计单元700包括串连接入的正向单向阀702和流量计701，反向单向阀703与正向单向阀702、流量计701并连。这种结构可以在手动制冷循环内流体反向流动时保护流量计，使其免受流体的反向冲击。

观察区800的操作旋钮804用于控制流量控制阀704，观察区800还包括用于显示手动制冷循环D内流体的流量或流速的显示屏；手动操作模式下，操作者通过控制阀704对手动制冷循环D内的制冷剂流量的控制是对温度调整的直接操作，这种操作直接控制载有冷的制冷剂在制冷块处热交换的效率，是一种直观的、直接的调温方式，操作者的体验更加真实。而且这种调整是无级的调整，比现有的用控制器在模拟电路下的调整温度是完全不同的。

一种观察温度变化的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)存冷：制冷系统将切换阀200处于第二状态，压缩制冷循环A、存冷循环B均处于通导状态并在第一辅助换热器401处发生热交换，主制冷循环C被切换阀200截止，手动制冷循环D停止循环；压缩制冷循环A向存冷循环B供冷，致第一存冷单元501的冷媒达到预定量和/或预定温度；

S2)预冷：制冷系统将切换阀200处于第一状态，压缩制冷循环A、主制冷循环C均处于通导状态并在主换热器403处发生热交换，存冷循环B被切换阀200截止，手动制冷循环D停止循环，压缩制冷循环A向主制冷循环C供冷，实现对实验区的预冷；

S3)手动制冷：制冷系统将切换阀200处于第二状态，存冷循环B向手动制冷循环D在第二辅助换热器402处供冷，操作者可以调节操作旋钮804通过流量控制阀704的流体流量来控制实验区103的温度，并在观察区800观察温度显示屏801显示实验区的温度。

控制系统检测到手动制冷循环的泵送电机电流异常升高时，在指定的时间段时反复将旋转阀300在第一位置和第二位置之间切换，同时匹配相应的流体流向保持在制冷块306上游进行前置过滤，在手动制冷循环内形成流体的往复运动。

制冷系统中，管路内经常因制冷剂中杂质冻结、凝结成块而发生管路的堵塞。制冷块本身因尺寸和安装空间的限定，其内部的盘管或流体管路较细，容易发生阻塞，这就需要有前置过滤器对进入其的流体进行过滤，并保证前置过滤器保持在制冷块上游；同时，整个手动制冷循环因安装空间及制冷能力的限制，管路均较细，本发明采用定期改变流体流动方向的方式对手动制冷循环内部进行清理，清理后的悬浮物将在前置过滤器被收集，旋转阀显得尤为重要，其能通过在第一位置和第二位置间的切换，实现不论手动制冷循环内的流体流动方向如何，都能将前置过滤器置于制冷块的前端。

前置过滤器保持在制冷块上游进行前置过滤，控制系统检测到手动制冷循环的泵送电机电流异常升高时，在预定的时间段内反复将旋转阀在第一位置和第二位置之间切换，同时匹配相应的流体流向，根据公知常识可知，如果手动制冷循环发生堵塞，泵送结构由于承受的阻力加大而导制泵送电机电流异常升高，本实施例采用流体往复震荡的方式来消除堵塞，具体为调整流体方向和旋转阀状态切换的同步配合，这种调整方式仅能在本施例的特定旋转阀的结构下才能实现。通过这种流体往复震荡的操作后，如果泵送电机电流回复正常，则可以认为通过自身程序控制消除了堵塞障碍。

实施例1：一名操作者希望通过用于观察温度变化的系统来分析水的结冰现象，在存冷操作之后，先是将装有水的烧杯置于实验区内，然后打开存冷循环B和手动制冷循环D，这名操作者希望能观察到细致水结晶现象，因此，通过操作旋钮804调小了控制阀704的开度，从而使得手动制冷循环D对实验区的制冷效率降低。在实验期间，存冷循环B不断的从第一存冷单元501向经第二辅助换热器402向第二存冷单元502转移冷媒。

有时存冷循环B内的冷媒温度会发生变化，但其在向手动制冷循环D供冷时其温度在一定时间段内是持续不变的，这就给手动制冷循环D通过操作旋钮804调节释冷量提供了一个稳定冷源的基础。

实施例2：一名操作者希望从实验区的温度和手动制冷循环D的流量示数之间获取正相关的数据组，在存冷操作之后，打开存冷循环B和手动制冷循环D后，不断的调整手动制冷循环D的流速或流速，从流量统计单元700和温度显示屏上读取不同控制阀开度下的数据。

需要说明的是，用变速泵来调整手动制冷循环D的流速或流量也是可行的，但这就失去了手动操作的效果，用于观察温度变化的系统其最重的要作用并不是为了仅仅达到最终的温度控制结果，更重要的是操作者的参与，因此，本实施例中仍优先使用泵和控制阀来控制流量和流速。

实施例3：操作者可以通过观察区800中温度显示屏801了解当前实验区的温度，从模式显示屏802了解当是存冷，预冷还是手动操作模式；从剩余时间显示屏803上了解存冷循环还能持续工作的时间，还可以从流量统计单元700处了解手动制冷循环内流体的流速。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于观察温度变化的系统，包括实验区和制冷系统，制冷系统用于向实验区提供冷从而调节实验区的温度，其特征在于，实验区具有观察区(800)，观察区(800)包括显示实验区的温度的温度显示屏(801)和调节实验区温度的操作旋钮(804)。

2.根据权利要求1所述的用于观察温度变化的系统，其特征在于，制冷系统包括：

压缩制冷循环(A)：包括压缩机单元(600)、冷凝器(601)、节流毛细管(602)、第一辅助换热器(401)、切换阀(200)、主换热器(403)顺次连接的闭环；

存冷循环(B)：包括第一存冷单元(501)、第一辅助换热器(401)、第二存冷单元(502)、第二辅助换热器(402)顺次连接的闭环；

主制冷循环(C)：包括主换热器(403)、切换阀(200)连接而成的闭环，并向实验区供冷；手动制冷循环(D)：包括第二辅助换热器(402)、旋转阀(300)、前置过滤器(305)、制冷块(306)顺次连接的闭环，该闭环中还串连接入的流量控制阀(704)和流量统计单元(700)；

其中，在切换阀(200)的切换作用下，能够实现压缩制冷循环(A)与存冷循环(B)在第一辅助换热器(401)处热交换；或压缩制冷循环(A)与主制冷循环(C)在主换热器(403)处热交换；或存冷循环(B)与手动制冷循环(D)在第二辅助换热器(402)处热交换；

制冷块(306)能对实验区(103)进行制冷；压缩制冷循环(A)将冷通过主换热器(403)供给主制冷循环(C)，再由主制冷循环(C)将冷供给实验区。

3.根据权利要求2所述的用于观察温度变化的系统，其特征在于，切换阀(200)包括左腔室和右腔室，左腔室通过第一接口(201)、第二接口(203)接入存冷循环(B)，右腔室通过第四接口(204)、第六接口(206)接入主制冷循环(C)，切换阀阀芯具有中间通道，切换阀左腔室的第二接口(202)、中间通道及右腔室的第五接口(205)以常通状态接入压缩制冷循环(A)，切换阀阀芯在左腔室设有左柱阀片(207)并在右腔室设有右柱阀片(208)，切换阀阀芯在第一状态下通导右腔室截断左腔室，第二状态下通导左腔室截断右腔室。

4.根据权利要求2所述的用于观察温度变化的系统，其特征在于，旋转阀(300)包括阀芯(300A)和阀座(300B)，阀芯(300A)具有两道通道，阀座(300B)设有第一端(301)、第二端(302)、第三端(303)和第四端(304)，阀芯(300A)在阀座(300B)第一位置时，第一端(301)作为入口与第二端(302)连通，第三端(303)作为出口和第四端(304)连通；阀芯(300A)在阀座(300B)第二位置时，第一端(301)作为出口与第四端(304)连通，第三端(303)作为入口与第二端(302)连通，第二端(302)、前置过滤器(305)、制冷块(306)、第四端(304)顺次连接，第一端(301)、第三端(303)接入手动制冷循环(D)。

5.根据权利要求2所述的用于观察温度变化的系统，其特征在于，存冷循环(B)中存放冷媒，并能够在第一存冷单元(501)与第二存冷单元(502)之间转移，当冷媒从第一存冷单元(501)经第二辅助换热器(402)向第二存冷单元(502)转移时，存冷循环(B)向手动制冷循环(D)供冷；当冷媒从第二存冷单元(502)经第一辅助换热器(401)向第一存冷单元(501)转移时，存冷循环(B)从压缩制冷循环(A)吸冷。

6.根据权利要求2所述的用于观察温度变化的系统，其特征在于，手动制冷循环(D)的流量统计单元(700)包括串连接入的正向单向阀(702)和流量计(701)，反向单向阀(703)与正向单向阀(702)、流量计(701)并连；观察区(800)的操作旋钮(804)用于控制流量控制阀(704)，观察区(800)还包括用于显示手动制冷循环(D)内流体的流量或流速的显示屏；手动制冷循环(D)内设有流体转向阀并能够调整手动制冷循环内流体流动方向，旋转阀(300)在第一位置和第二位置之间切换，手动制冷循环(D)的流体同时也变换方向，前置过滤器(305)保持在制冷块(306)上游进行前置过滤。

7.一种观察温度变化的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)存冷：制冷系统将切换阀(200)处于第二状态，压缩制冷循环(A)、存冷循环(B)均处于通导状态并在第一辅助换热器(401)处发生热交换，主制冷循环(C)被切换阀(200)截止，手动制冷循环(D)停止循环；压缩制冷循环(A)向存冷循环(B)供冷，致第一存冷单元(501)的冷媒达到预定量和/或预定温度；

S2)预冷：制冷系统将切换阀(200)处于第一状态，压缩制冷循环(A)、主制冷循环(C)均处于通导状态并在主换热器(403)处发生热交换，存冷循环(B)被切换阀(200)截止，手动制冷循环(D)停止循环，压缩制冷循环(A)向主制冷循环(C)供冷，实现对实验区的预冷；

S3)手动制冷：制冷系统将切换阀(200)处于第二状态，存冷循环(B)向手动制冷循环(D)在第二辅助换热器(402)处供冷，操作者可以调节操作旋钮(804)通过流量控制阀(704)的流体流量来控制实验区(103)的温度，并在观察区(800)观察温度显示屏(801)显示实验区的温度。

8.根据权利要求7所述的观察温度变化的控制方法，其特征在于，控制系统检测到手动制冷循环的泵送电机电流异常升高时，在指定的时间段时反复将旋转阀(300)在第一位置和第二位置之间切换，同时匹配相应的流体流向保持在制冷块(306)上游进行前置过滤，在手动制冷循环内形成流体的往复运动。

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