CN112902511A - 浴液循环低温恒温槽 - Google Patents

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Abstract

本发明属于低温恒温设备技术领域，具体涉及浴液循环低温恒温槽。恒温槽内设置有温度传感器，包括制冷系统和控温系统，制冷系统包括大功率压缩机、板式蒸发器、智能PID通用调节仪和冷凝器，大功率压缩机、板式蒸发器和冷凝器形成供高压制冷剂流通的回路，大功率压缩机与智能PID通用调节仪电连接并由智能PID通用调节仪控制启停；板式蒸发器安装在恒温槽底端，温度传感器信号输出端与智能PID通用调节仪连接；控温系统包括小功率压缩机、裸管蒸发器和第二冷凝器；小功率压缩机、第二冷凝器和裸管蒸发器依次连通构成供高压制冷剂流通的回路，回路中安装有膨胀阀；能够实现0.5±0.1摄氏度控温精度的恒温槽，槽内浴液有较好的温度均匀度，蒸发器表面不会结冰。

Description

浴液循环低温恒温槽
技术领域
本发明属于低温恒温设备技术领域，具体涉及浴液循环低温恒温槽。
背景技术
因电解恒温槽容积过大，为使到达控温点(0.5℃)运行耗时≤3h，必须配置大功率压缩机，而制冷量过大难以实现高精度控温。
对大容积的电解恒温槽，控温点0.5℃已接近水(作为浴液)的冰点，压缩机长时间运行，板式蒸发器和裸管式蒸发器的表面极易结冰，蒸发器表面结冰将阻隔热交换。
电解恒温槽过高的温度均匀度要求(优于±0.1℃)，给槽体内部各功能部件选型与布局设计、浴液流动模式设计增加了难度。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了浴液循环低温恒温槽，能够实现0.5±0.1℃控温精度的恒温槽。
本发明采用的具体技术方案是：浴液循环低温恒温槽，所述的恒温槽内设置有温度传感器，关键是：包括制冷系统和控温系统，所述的制冷系统包括大功率压缩机、板式蒸发器、智能PID通用调节仪和冷凝器，所述的大功率压缩机接通电源，所述的大功率压缩机与冷凝器入口连通，所述的冷凝器出口与板式蒸发器入口连通，所述的板式蒸发器出口与大功率压缩机入口连通，所述的大功率压缩机、板式蒸发器和冷凝器形成供高压制冷剂流通的回路，所述的大功率压缩机与智能PID通用调节仪电连接并由智能PID通用调节仪控制启停；所述的板式蒸发器安装在恒温槽底端，所述的温度传感器信号输出端与智能PID通用调节仪连接；
所述的控温系统包括小功率压缩机、裸管蒸发器和第二冷凝器；所述的小功率压缩机、第二冷凝器和裸管蒸发器依次连通构成供高压制冷剂流通的回路，所述的回路中安装有膨胀阀。
所述的小功率压缩机出口还与压力平衡装置连通，所述的膨胀阀为电子膨胀阀并由智能PID通用调节仪信号控制。
所述的恒温槽中还安装有电加热器，所述的电加热器由智能PID通用调节仪信号控制。
所述的板式蒸发器下方铺设至少一根出水管，所述的出水管进水端与循环水泵连接，所述的出水管出水端连通恒温槽内部，所述的出水管顶部开设多个小孔，所述的小孔与板式蒸发器下表面相对设置。
所述的恒温槽内还设置有射流管，所述的射流管有两个且分别设置在恒温槽相对的两个侧壁上，所述的射流管进水端与循环水泵连通，所述的射流管的出水端设置在裸管蒸发器一端且朝向裸管蒸发器喷射水流。
所述的射流管的出水端为竖直管，所述的竖直管靠近裸管蒸发器的一面开设多个出水孔。
本发明的有益效果是：通过大功率压缩机与板式蒸发器将恒温槽中的水降温至接近0.5℃之后，智能PID通用调节仪控制压缩机停止工作，启动控温系统，小压缩机工作使得精确控制温度。
控温系统为由压力平衡装置构成的热气旁路式或由电加热器构成的加热补偿式，热气旁路式构件组织方案是借助智能PID通用调节仪控制电子膨胀阀开度，进而控制经过冷凝器降温后的高压制冷剂向蒸发器的输送量，压缩机输送的过剩高压制冷剂不通过冷凝器降温而通过一个压力平衡装置(热气旁路)进入蒸发器，从而实现在小功率压缩机连续运行条件下的精确控温。；
加热补偿式构件组织方案则是借助智能PID通用调节仪自动调节加热器加热功率，使小压缩机过剩冷量得到补偿，进而实现在小功率压缩机连续运行条件下的精确控温。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明热气旁路式系统连接示意图；
图3为本发明加热补偿式系统连接示意图；
附图中，1、大功率压缩机，2、板式蒸发器，3、智能PID通用调节仪，4、冷凝器，5、温度传感器，6、小功率压缩机，7、裸管蒸发器，8、第二冷凝器，9、膨胀阀，10、压力平衡装置，11、电加热器，12、出水管，13、射流管，131、竖直管。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：浴液循环低温恒温槽，所述的恒温槽内设置有温度传感器5，关键是：包括制冷系统和控温系统，所述的制冷系统包括大功率压缩机1、板式蒸发器2、智能PID通用调节仪3和冷凝器4，所述的大功率压缩机1接通电源，所述的大功率压缩机1与冷凝器4入口连通，所述的冷凝器4出口与板式蒸发器2入口连通，所述的板式蒸发器2出口与大功率压缩机1入口连通，所述的大功率压缩机1、板式蒸发器2和冷凝器4形成供高压制冷剂流通的回路，所述的大功率压缩机1与智能PID通用调节仪3电连接并由智能PID通用调节仪3控制启停；所述的板式蒸发器2安装在恒温槽底端，所述的温度传感器5信号输出端与智能PID通用调节仪3连接；
所述的控温系统包括小功率压缩机6、裸管蒸发器7和第二冷凝器8；所述的小功率压缩机6、第二冷凝器8和裸管蒸发器7依次连通构成供高压制冷剂流通的回路，所述的回路中安装有膨胀阀9。
具体实施例如图1所示，板式蒸发器2安装在恒温槽底端，大功率压缩机1接通电源使高压制冷剂流过冷凝器4，再通过回路流至板式蒸发器2，在板式蒸发器2完成热交换之后重新流入大功率压缩机1进行下一次热交换，板式蒸发器2经过热交换使恒温槽中的水降温至接近0.5℃之后，智能PID通用调节仪3控制大功率压缩机1停止工作，启动控温系统，小功率压缩机6启动，高压制冷剂通过小功率压缩机6流过第二冷凝器8进入裸管蒸发器7进行热交换，此过程中，热交换效率低；大功率压缩机1停止工作后，板式蒸发器2不再流通高压制冷剂进行热交换，所以不会出现板式制冷器2表面温度过低凝结成冰的状况，裸管蒸发器7热交换效率低能够精确控制温度
如图1所示，所述的小功率压缩机6出口还与压力平衡装置10连通，所述的膨胀阀9为电子膨胀阀并由智能PID通用调节仪3信号控制。
压力平衡装置构成的热气旁路式回路，温度传感器5检测恒温槽内温度，接近0.5℃之后关闭大功率压缩机1，即关闭板式蒸发器2的热交换，小功率压缩机6启动，高压制冷剂通过小功率压缩机6流过第二冷凝器8进入裸管蒸发器7进行热交换，此过程中制冷量可能过剩，借助智能PID通用调节仪3收到的温度传感器5的信号并控制膨胀阀9开度，此膨胀阀9为电子膨胀阀，进而控制经过第二冷凝器8的高压制冷剂向裸管蒸发器7的输送量，又由于流量改变，导致膨胀阀9前端压力变化，所以增加了压力平衡装置10，当膨胀阀9改变回路中的流量时，小功率压缩机6输送的过生的高压制冷剂不通过第二冷凝器8降温而是进入压力平衡装置10再进入裸管蒸发器7，从而改变裸管蒸发器7与恒温槽中水的热交换量，使恒温槽内保持所需温度。
具体地，大功率压缩机1由数字控制器控制，大功率压缩机1和小功率压缩机6分别连接时间延时器，(1)启动液浴循环低温恒温系统的电源，水泵开始运行；(2)大功率压缩机1和小功率压缩机6在时间延时器上，预先分别设置好延时。小功率压缩机6先启动，然后大功率压缩机1开机；(3)预先在数字温度控制器上，设置好大功率压缩机1的停机温度(设置温度接近0.5℃，本实施例中设置为0.6℃)，当温度达到预置停机温度时，大功率压缩机1停机；(4)为了保障大功率压缩机1和小功率压缩机6的使用寿命，设置时间定时器控制整个系统电源的启停，当时间定时器预设的工作时间到时，液浴循环低温恒温系统自动关闭电源；(5)液浴循环低温恒温系统运行停止。
如图2所示，所述的恒温槽中还安装有电加热器11，所述的电加热器11由智能PID通用调节仪3信号控制。
电加热器11构成加热补偿式回路，温度传感器5检测恒温槽内温度，接近0.5℃之后关闭大功率压缩机1，即关闭板式蒸发器2的热交换，小功率压缩机6启动，高压制冷剂通过小功率压缩机6流过第二冷凝器8进入裸管蒸发器7进行热交换，此过程中制冷量可能过剩，借助智能PID通用调节仪3收到的温度传感器5的信号并控制调节加热器11的加热功率，从而补偿裸管蒸发器7的过剩冷量，进行热量补偿，是整个恒温槽内温度恒定。加热补偿式回路控温技术简单，制作成本较低，适用于中小型厂家。
如图3所示，所述的板式蒸发器2下方铺设至少一根出水管12，所述的出水管12进水端与循环水泵连接，所述的出水管12出水端连通恒温槽内部，所述的出水管12顶部开设多个小孔，所述的小孔与板式蒸发器2下表面相对设置。
出水管12设置在板式蒸发器2下方，且顶部开设多个小孔，循环水泵使得恒温槽内的水循环流动，循环水泵输送到出水管内的水温较板式蒸发器2表面的水温高，从小孔内流出的水能够使板式蒸发器2翅片间的低温水流动起来，提高热交换效率，并且水流较快还能够使翅片间在接近0.5℃不会结冰。
如图3所示，所述的恒温槽内还设置有射流管13，所述的射流管13有两个且分别设置在恒温槽相对的两个侧壁上，所述的射流管13进水端与循环水泵连通，所述的射流管13的出水端设置在裸管蒸发器7一端且朝向裸管蒸发器7喷射水流。
裸管蒸发器7为铜制，两个射流管13喷射的水流从裸管蒸发器7的两端向中间对裸管蒸发器7外表面进行冲刷，使得裸管蒸发器7外表面试中接触0℃以上的水流，避免裸管蒸发器7表面结冰，增加裸管蒸发器7的热交换率。
如图3所示，所述的射流管13的出水端为竖直管131，所述的竖直管131靠近裸管蒸发器7的一面开设多个出水孔。
竖直管131长度根据裸管蒸发器7在侧壁上的高度设置，使竖直管131接近裸管蒸发器7的高度，竖直管131上开设的多个出水孔，能够喷射多个水流冲刷整个裸管蒸发器，覆盖面积大。
整个恒温槽内底部和侧面的水流是持续流动的，不形成死角，能够保证整个恒温槽内的水有较高的温度均匀度。

Claims (6)

1.浴液循环低温恒温槽，所述的恒温槽内设置有温度传感器(5)，其特征在于：包括制冷系统和控温系统，所述的制冷系统包括大功率压缩机(1)、板式蒸发器(2)、智能PID通用调节仪(3)和冷凝器(4)，所述的大功率压缩机(1)接通电源，所述的大功率压缩机(1)与冷凝器(4)入口连通，所述的冷凝器(4)出口与板式蒸发器(2)入口连通，所述的板式蒸发器(2)出口与大功率压缩机(1)入口连通，所述的大功率压缩机(1)、板式蒸发器(2)和冷凝器(4)形成供高压制冷剂流通的回路，所述的大功率压缩机(1)与智能PID通用调节仪(3)电连接并由智能PID通用调节仪(3)控制启停；所述的板式蒸发器(2)安装在恒温槽底端，所述的温度传感器(5)信号输出端与智能PID通用调节仪(3)连接；
所述的控温系统包括小功率压缩机(6)、裸管蒸发器(7)和第二冷凝器(8)；所述的小功率压缩机(6)、第二冷凝器(8)和裸管蒸发器(7)依次连通构成供高压制冷剂流通的回路，所述的回路中安装有膨胀阀(9)，所述的裸管蒸发器(7)设置在恒温槽侧面。
2.根据权利要求1所述的浴液循环低温恒温槽，其特征在于：所述的小功率压缩机(6)出口还与压力平衡装置(10)连通，所述的膨胀阀(9)为电子膨胀阀并由智能PID通用调节仪(3)信号控制。
3.根据权利要求1所述的浴液循环低温恒温槽，其特征在于：所述的恒温槽中还安装有电加热器(11)，所述的电加热器(11)由智能PID通用调节仪(3)信号控制。
4.根据权利要求1所述的浴液循环低温恒温槽，其特征在于：所述的板式蒸发器(2)下方铺设至少一根出水管(12)，所述的出水管(12)进水端与循环水泵连接，所述的出水管(12)出水端连通恒温槽内部，所述的出水管(12)顶部开设多个小孔，所述的小孔与板式蒸发器(2)下表面相对设置。
5.根据权利要求1所述的浴液循环低温恒温槽，其特征在于：所述的恒温槽内还设置有射流管(13)，所述的射流管(13)有两个且分别设置在恒温槽相对的两个侧壁上，所述的射流管(13)进水端与循环水泵连通，所述的射流管(13)的出水端设置在裸管蒸发器(7)一端且朝向裸管蒸发器(7)喷射水流。
6.根据权利要求5所述的浴液循环低温恒温槽，其特征在于：所述的射流管(13)的出水端为竖直管(131)，所述的竖直管(131)靠近裸管蒸发器(7)的一面开设多个出水孔。
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