CN112556225B - 桶泵制冷系统 - Google Patents

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Abstract

一种桶泵制冷系统，包括：依次循环连接的储液桶、第一泵和第一蒸发器，形成第一循环；第一泵为氟泵；第一压力调节阀、压缩机、冷凝器，储液桶、第一压力调节阀、压缩机和冷凝器依次循环连接，形成第二循环。本发明通过桶泵制冷系统的设计，能够在第一蒸发器形成15℃以上的蒸发温度，使得在高温高湿的工况下，制冷系统不会自发产生冗余除湿，能够防止空气湿度过低，从而避免大量加湿补偿，降低了试验室运行能耗。

Description

桶泵制冷系统
技术领域
本发明涉及桶泵制冷系统。
背景技术
现有的桶泵制冷系统，温度控制范围较小，不能够在低温循环和高温循环之间自由切换，不能满足试验室的多种工况需要。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种桶泵制冷系统，包括：
依次循环连接的储液桶、第一泵和第一蒸发器，形成第一循环；第一泵为氟泵；
第一压力调节阀、压缩机、冷凝器，储液桶、第一压力调节阀、压缩机和冷凝器依次循环连接，形成第二循环。
本发明通过桶泵制冷系统的设计，能够在第一蒸发器形成15℃以上的蒸发温度，使得在高温高湿的工况下，制冷系统不会自发产生冗余除湿，能够防止空气湿度过低，从而避免大量加湿补偿，降低了试验室运行能耗。
在一些实施方式中，桶泵制冷系统还包括：
设置在第一泵和蒸发器之间的膨胀阀；
并联在膨胀阀两端的第二阀；
设置在第一蒸发器和压缩机之间的第一阀，且第一阀位于第一循环和第二循环之间；以及
第三阀，其第一端与第一压力调节阀连接，其第二端连接在第一阀与压缩机之间。
在一些实施方式中，第一循环还包括单向阀，其设置在第一蒸发器和储液桶之间。
在一些实施方式中，第一压力调节阀的开度设置为根据压缩机的入口压力调节。
在一些实施方式中，桶泵制冷系统还包括连接在冷凝器的出口与储液桶之间的第二压力调节阀，其开度设置为根据冷凝器的压力调节。
在一些实施方式中，桶泵制冷系统还包括连接在冷凝器的入口与储液桶之间的热气旁通阀，其开度设置为根据储液桶的压力调节。
在一些实施方式中，桶泵制冷系统还包括连接在压缩机之后的油分离器。在一些实施方式中，桶泵制冷系统还包括第二泵和第二蒸发器，储液桶、第二泵和第二蒸发器依次循环连接。
在一些实施方式中，第一泵的转速设置为根据第一蒸发器的第二换热侧的温度调节。
在一些实施方式中，第二泵的转速设置为根据第二蒸发器的第二换热侧的温度调节。
附图说明
图1为本发明一些实施方式的桶泵制冷系统的示意图；
图2为本发明一些实施方式的节能型焓差试验室的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图2示意性地显示了根据本发明的一些实施方式的节能型焓差试验室，其包括桶泵制冷系统、室外测试间3、室内测试间4、室外侧空气处理机5、室内侧空气处理机6、室外侧温湿度控制系统和室内侧温湿度控制系统。该桶泵制冷系统还可以应用于空调试验室之外的温湿度试验的应用环境中。
参阅图1，该桶泵制冷系统包括储液桶11、第一泵12、膨胀阀13、第二阀14、第一蒸发器15、第一阀16、单向阀17、第三阀18、第一压力调节阀19、第二压力调节阀20、压缩机21、油分离器22、冷凝器23和热气旁通阀24。其中，第一压力调节阀19的开度设置为根据压缩机的入口压力调节，第二压力调节阀20的开度设置为根据冷凝器23的压力调节。
该储液桶11的液体侧、第一泵12、膨胀阀13、第一蒸发器15的第一换热侧、第一阀16、压缩机21、油分离器22、冷凝器23、第二压力调节阀20和储液桶11的气体侧依次连接，形成低温循环。该第二阀14并联在膨胀阀13的两端，该蒸发器的出口通过单向阀17与储液桶11的气体侧连接，该压缩机21、第三阀18、第一压力调节阀19和储液桶11的气体侧依次连接，该热气旁通阀24设置在冷凝器23的入口和储液桶11的气体侧之间，用于通过将压缩机21出口的热气旁通至储液桶11，增加储液桶11内的制冷剂温度和压力。热气旁通阀24可以采用调节阀，其开度设置为根据储液桶的压力调节。该第一阀16、第二阀14和第三阀18可以采用开关阀。
进行低温循环时，第二阀14关闭、第一阀16开启、第三阀18关闭，使得储液桶11的液体侧、第一泵12、膨胀阀13、第一蒸发器15的第一换热侧、第一阀16、压缩机21、油分离器22、冷凝器23、第二压力调节阀20和储液桶11的气体侧依次连通，第一蒸发器15的蒸发温度范围约为-10℃至-40℃。
进行高温循环时，第二阀14开启，第一阀16关闭，第三阀18开启，储液桶11的液体侧、第一泵12、第二阀14、第一蒸发器15、单向阀17和储液桶11的气体侧依次连通，形成第一循环，第一蒸发器15吸收热量，使得储液桶11内的制冷剂温度和压力提升，通过该相变循环，能够实现15℃以上的蒸发温度，使得在高温高湿的工况下，制冷系统不会自发产生冗余除湿，能够防止空气湿度过低，从而避免大量加湿补偿，降低了试验室运行能耗。同时，储液桶11的气体侧、第一压力调节阀19、第三阀18、压缩机21、油分离器22、冷凝器23、第二压力调节阀20和储液桶11的气体侧依次连通，形成第二循环，冷凝器23散发热量，使得储液桶11的制冷剂温度和压力降低。第一蒸发器15的蒸发温度范围约为0℃-40℃。
进行中温循环时，第二阀14关闭，第一阀16开启，第三阀18开启，储液桶11的液体侧、第一泵12、膨胀阀13、第一蒸发器15的第一换热侧、第一阀16、压缩机21、油分离器22、冷凝器23、第二压力调节阀20和储液桶11的气体侧依次连通，同时，通过第三阀18所在的支路从储液桶11补入制冷剂气体。第一蒸发器15的蒸发温度范围约为-15℃-5℃。
参阅图2，在一些实施方式中，储液桶-泵-蒸发器-储液桶的第一循环可以设置多个，即除了上述储液桶11-第一泵12-第一蒸发器15-储液桶11的循环以外，还可以设置类似循环，例如桶泵制冷系统还可以包括第二泵25和第二蒸发器26，储液桶11的液体侧、第二泵25、第二蒸发器26的第一换热侧和储液桶11的气体侧依次连接，形成另一个第一循环，并与第二循环共同形成另一个高温循环，第二蒸发器26吸收热量，使得储液桶11内的制冷剂温度和压力提升。
参阅图2，在一些实施方式中，桶泵制冷系统还可以与膨胀阀13串联的第四阀27，第四阀27可以采用开关阀，可用于关闭与第一蒸发器15相关的循环。
参阅图2，该桶泵制冷系统可应用于节能型焓差试验室。
该室外测试间3用于模拟空调室外环境温度。该室外测试间3中，第一蒸发器15的第二换热侧通过室外侧空气处理机5与室外测试间3的空气进行热交换，从而对室外测试间3的空气温度进行调节，使得室外测试间3能够在低温循环、中温循环和高温循环三种模式中选择，实现大范围的温度调节。
该室外侧温湿度控制系统包括设置在室外测试间3内的室外侧湿度传感器、室外侧加湿器、室外侧温度传感器和室外侧电加热器7。
该室外侧加湿器可以采用超声波加湿器，其根据室外侧湿度传感器的读数进行湿度调节。在节能型焓差试验室中采用超声波加湿器，相比于传统的电加热蒸汽加湿器，不会在测试间内引入额外热量，并对这些额外热量进行平衡，从而降低了试验室运行能耗。优选地，超声波加湿器包括超声波起雾单元和用于控制所述超声波起雾单元的无触点开关元件，无触点开关元件控制所述超声波起雾单元的控制周期为5s以下，从而能够在节能型焓差试验室中实现精确的湿度调节。该无触点开关元件具体为固态继电器、IGBT模块、可控硅模块、二极管模块、平板硅模块或整流桥，本实施例中采用固态继电器。
该室外侧电加热器7根据室外侧温度传感器的读数，用于对室外测试间3的空气进行加热。该第一泵12的转速设置为根据室外侧温度传感器的读数进行改变，从而改变制冷剂循环流量，进而改变第一蒸发器15的第二换热侧的温度，从而对室外测试间3的空气进行降温。
该室内测试间4用于模拟空调室内环境温度。该室内测试间4中，第二蒸发器26的第二换热侧通过室内侧空气处理机6与室内测试间4的空气进行热交换，从而对室内测试间4的空气温度进行调节，使得室内测试间4能够在高温循环的模式中实现温度调节。
该室内侧温湿度控制系统包括设置在室内测试间4内的室内侧湿度传感器、室内侧加湿器、室内侧温度传感器和室内侧电加热器8。
该室内侧加湿器可以采用超声波加湿器，其根据室内侧湿度传感器的读数进行湿度调节。在节能型焓差试验室中采用超声波加湿器，相比于传统的电加热蒸汽加湿器，不会在测试间内引入额外热量，并对这些额外热量进行平衡，从而降低了试验室运行能耗。优选地，超声波加湿器包括超声波起雾单元和用于控制所述超声波起雾单元的无触点开关元件，无触点开关元件控制所述超声波起雾单元的控制周期为5s以下，从而能够在节能型焓差试验室中实现精确的湿度调节。该无触点开关元件具体为固态继电器、IGBT模块、可控硅模块、二极管模块、平板硅模块或整流桥，本实施例中采用固态继电器。
该室内侧电加热器8根据室内侧温度传感器的读数，用于对室内测试间4的空气进行加热。该第二泵25的转速设置为根据室内侧温度传感器的读数进行改变，从而改变制冷剂循环流量，进而改变第二蒸发器26的第二换热侧的温度，从而对室内测试间4的空气进行降温。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，或对上述技术方案进行自由组合，包括对上述不同实施方式之间的技术特征进行自由组合，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种桶泵制冷系统，其特征在于，包括储液桶、第一泵、膨胀阀、第二阀、第一蒸发器、第一阀、单向阀、第三阀、第一压力调节阀、第二压力调节阀、压缩机、油分离器和冷凝器；
所述第一泵为氟泵；
所述膨胀阀设置在所述第一泵和所述第一蒸发器之间；
所述第二阀并联在所述膨胀阀两端；
所述第一阀设置在所述第一蒸发器和所述压缩机之间；
所述第三阀第一端与所述第一压力调节阀连接，第二端连接在所述第一阀与所述压缩机之间；
进行低温循环时，所述第二阀关闭，所述第一阀开启，所述第三阀关闭，所述储液桶的液体侧、第一泵、膨胀阀、第一蒸发器的第一换热侧、第一阀、压缩机、油分离器、冷凝器、第二压力调节阀和储液桶的气体侧依次连通；
进行高温循环时，所述第二阀开启，所述第一阀关闭，所述第三阀开启，所述储液桶的液体侧、第一泵、第二阀、第一蒸发器、单向阀和储液桶的气体侧依次连通形成第一循环，所述第一蒸发器吸收热量，使得储液桶内的制冷剂温度和压力提升，且所述储液桶的气体侧、第一压力调节阀、第三阀、压缩机、油分离器、冷凝器、第二压力调节阀和储液桶的气体侧依次连通形成第二循环，所述冷凝器散发热量，使得所述储液桶的制冷剂温度和压力降低；
进行中温循环时，所述第二阀关闭，所述第一阀开启，所述第三阀开启，所述储液桶的液体侧、第一泵、膨胀阀、第一蒸发器的第一换热侧、第一阀、压缩机、油分离器、冷凝器、第二压力调节阀和储液桶的气体侧依次连通，同时，通过所述第三阀所在的支路从所述储液桶补入制冷剂气体。
2.根据权利要求1所述的桶泵制冷系统，其特征在于，所述第一压力调节阀的开度设置为根据所述压缩机的入口压力调节。
3.根据权利要求1所述的桶泵制冷系统，其特征在于，还包括连接在所述冷凝器的出口与所述储液桶之间的第二压力调节阀，其开度设置为根据所述冷凝器的压力调节。
4.根据权利要求1所述的桶泵制冷系统，其特征在于，还包括连接在所述冷凝器的入口与所述储液桶的气体侧之间的热气旁通阀，其开度设置为根据所述储液桶的压力调节。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的桶泵制冷系统，其特征在于，还包括第二泵和第二蒸发器，所述储液桶的液体侧、第二泵、第二蒸发器的第一换热侧和储液桶的气体侧依次连接，形成另一个第一循环，并与第二循环共同形成另一个高温循环，所述第二蒸发器吸收热量，使得所述储液桶内的制冷剂温度和压力提升。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的桶泵制冷系统，其特征在于，所述第一泵的转速设置为根据所述第一蒸发器的第二换热侧的温度调节。
7.根据权利要求5所述的桶泵制冷系统，其特征在于，所述第二泵的转速设置为根据所述第二蒸发器的第二换热侧的温度调节。
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