CN117490267A - 测试室及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节空气的测试室和方法，测试室特别是气候室等，测试室包括：隔热的测试空间，测试空间相对于环境可封闭并用于接收测试材料；以及用于控制测试空间的温度的温度控制装置，借助于温度控制装置在测试空间内可生成从‑40℃到+180℃范围的温度，温度控制装置包括冷却设备(10)，冷却设备(10)具有第一冷却循环(11)和第二冷却循环(12)，第一冷却循环具有第一制冷剂、第一热交换器(13)、第一压缩机(14)、第一冷凝器(15)和第一膨胀元件(16)，第一制冷剂是碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物。第二冷却循环具有传热介质、测试空间中的第二热交换器(17)和泵(18)，第二冷却循环借助于第一热交换器与第一冷却循环耦合。

Description

测试室及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种用于调节空气的方法和一种用于调节空气的测试室，特别是气候室等，测试室包括：隔热的测试空间，测试空间相对于环境可封闭并用于接收测试材料；以及用于控制测试室温度的温度控制装置，通过温度控制装置在测试室内可生成从-40℃到+180℃范围的温度，温度控制装置包括具有第一冷却循环和第二冷却循环的冷却设备，第一冷却循环具有第一制冷剂、第一热交换器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀元件，第一制冷剂是碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物。
背景技术
这种测试室通常用于观察物体(特别是装置)的物理和/或化学特性。因此，温度测试控制台或气候测试控制台是已知的，在其中可以设置从-40℃到+180℃范围的温度。在气候测试控制台中，可以额外设置期望的气候条件，设备和/或测试材料暴露在该气候条件下一段限定的时间。用于接收测试材料的测试空间的温度在测试空间内的循环空气通道中被有规律地控制。循环空气通道在测试空间中形成空气处理空间，用于加热或冷却流经循环空气通道和/或测试空间的空气的热交换器设置在空气处理空间中。在这种情况下，风扇吸入测试空间中存在的空气，并在循环空气通道中将其引导至对应的热交换器。测试材料的温度因此可以被控制，或甚至可以经受限定的温度变化。例如，在测试间隔期间，温度可以在测试室的温度最大值和温度最小值之间变化。例如，这种类型的测试室从EP0344397A2中得知。
冷却循环中使用的制冷剂应具有相对低的CO2当量，即相对温室潜能值或全球变暖潜能值(GWP)应该尽可能低，以避免在制冷剂释放时通过制冷剂间接破坏环境。虽然使用碳氢化合物作为制冷剂也是已知的，但不利的是碳氢化合物易燃。易燃性被理解为制冷剂与环境氧气反应同时释放热量的性质。根据在优先权日有效的版本中的欧洲标准DN 2或DIN 378类A2、A2L和A3，当制冷剂属于C类火时，尤其易燃。如果使用易燃的制冷剂，冷却循环和/或测试室的填充、运输和操作由于要维护的安全措施而变得更加复杂。由于因此需要的结构措施，使用易燃的制冷剂导致测试室的生产也变得更加昂贵。显著的问题是测试空间内冷却循环的可能泄漏，其中电阻加热器以及电动装置可以作为测试材料存在。如果发生泄漏，可能导致爆炸。
根据法律规定，制冷剂不得显著导致大气中的臭氧消耗或全球变暖。因此，基本上没有氟化气体或氟化物质被用作制冷剂，因此考虑使用天然制冷剂，例如二氧化碳(CO2)。具有低GWP的制冷剂的缺点是，与具有相对较高GWP的制冷剂相比，这些制冷剂在与冷却循环相关的温度范围内具有部分显著较低的冷却性能。利用具有相对高的二氧化碳质量分数的制冷剂混合物，可以获得较低的GWP，这些制冷剂混合物具有非共沸性质，因为不同的物质相互混合，这反而在大多数冷却循环中是不希望的。此外，二氧化碳的分数必须足够大，以使制冷剂不可燃。从WO2019/048250A1已知一种具有制冷剂的测试室，该制冷剂主要由二氧化碳、五氟乙烷和二氟甲烷组成。这个情况中的缺点是，需要在冷却循环中通过内部热交换器来过冷制冷剂，以获得特别低的温度。此外，制冷剂具有非共沸特性，并且包含氟化气体作为组分。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种测试室和一种通过测试室调节空气的方法，测试室和方法都使用简单的手段来安全地确保测试室的有效操作。
该目的通过具有权利要求1的特征的测试室和具有权利要求15的特征的方法来实现。
根据本发明的用于调节空气的测试室，特别是气候室等，包括：隔热的测试空间，该测试空间相对于环境可封闭并用于接收测试材料；以及用于控制测试空间的温度的温度控制装置，通过温度控制装置在测试空间内可生成从-40℃到+180℃范围，优选地从-60℃到+180℃范围，特别优选地从-80℃到+180℃范围的温度。温度控制装置包括冷却设备，冷却设备具有第一冷却循环和第二冷却循环，第一冷却循环具有第一制冷剂、第一热交换器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀元件，第一制冷剂是碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物，第二冷却循环由传热介质、测试空间中的第二热交换器和泵组成，第二冷却循环通过第一热交换器与第一冷却循环耦合。
因此，冷却设备可以以两步冷却安装的方式设计；然而，在第二冷却循环中使用传热介质代替制冷剂，并且使用泵代替压缩机。通常旨在通过泵使传热介质在第二冷却循环中循环，在这种情况下，传热介质也流过第一冷却循环的第一热交换器。在第一热交换器处，传热介质被冷却，这意味着在第一热交换器处发生的冷却性能可以经由传热介质被传输或输送到在测试空间中的第二热交换器。此外，第一热交换器经由第一冷却循环被冷却，该第一冷却循环使用制冷剂操作，该制冷剂是碳氢化合物或由碳氢化合物和其它成分(如果适用的话)制成的制冷剂混合物。第一热交换器和/或热交换器可以是板式热交换器，特别是双壁板式热交换器。冷却设备的这种结构设计，尤其是第二热交换器在测试空间中的事实，可以防止第一制冷剂在测试空间中泄漏。因此，可以排除由于制冷剂从第二冷却循环进入测试空间而发生爆炸或灾难。然而，也可以使用碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物作为使用第一冷却循环的制冷剂。为此，制冷剂可以是共沸制冷剂。此外，可以选择具有低GWP的制冷剂，并且利用该制冷剂可以在第一热交换器处获得低温度，并且因此在第二热交换器处获得低温度。此外，第二冷却循环可以使用简单的手段形成，因为在第二冷却循环中不需要如同制冷剂的情况一样的特定的压力。在第二冷却循环中，只有使用泵的传热介质的循环是可能的。总的来说，冷却设备和/或测试室因此能够使用碳氢化合物作为制冷剂，并且同时能够安全地操作，而没有在测试空间中爆炸的危险。
因此，第一制冷剂可以是易燃的，并且传热介质可以是不易燃的。第一制冷剂可以以气相和/或液相存在于第一冷却循环中。例如，第一制冷剂可以是丙烷、乙烷、乙烯、丙烯、异丁烯、丁烷等。第一制冷剂也可以是由碳氢化合物和/或上述成分制成的制冷剂混合物，或者是主要含有碳氢化合物的制冷剂混合物。传热介质可以以气相或者优选地以液相存在，并且在第二冷却循环中循环，而没有相变和/或没有可变压力。虽然传热介质的相变是可能的，但是，它不会如同在具有压缩机、冷凝器和膨胀元件的制冷机中的情况一样由于第二冷却循环而发生。这种相变可以例如根据传热介质的温度发生，而与传热介质的压力无关。传热介质可以在第二冷却循环中以从-40℃到+180℃范围，优选地从-70℃到+200℃范围，特别优选地从-85℃到+230℃范围的温度循环。例如，传热介质可以是油或热油或熔盐。当这种传热介质进入测试空间时，传热介质因此不会被点燃，从而不会发生爆炸。
第一制冷剂可以不含氟化的碳氢化合物。这使得可能满足未来对制冷剂的要求并避免氟化的碳氢化合物的缺点。
用于传热介质的储存设备可以设置在第二冷却循环中。储存设备可以是例如直接设置在泵上游的罐。储存设备可以确保泵总是被供应传热介质。此外，储存设备可以用作一种补偿容器，以补偿传热介质的热膨胀。此外，相对大量的传热介质可以储存在储存设备中。当需要在-20℃到+40℃之间的温度时，这可能特别有利。借助于第一冷却循环，传热介质可以最初达到期望的温度和/或被冷却并储存在储存设备中。借助于泵或例如阀，传热介质可以从储存设备按剂量供给，并且被引导通过第二热交换器，以使得可以在测试空间中产生期望的温度。第一冷却循环和/或第一压缩机也可以关闭，这意味着可以为第一压缩机的连续操作节省能量。第一压缩机可以以相对长的时间间隔打开和关闭，这延长了第一压缩机的使用寿命。
冷却设备可以具有另一冷却循环，该另一冷却循环具有另一制冷剂、另一压缩机、另一冷凝器和另一膨胀元件，另一冷却循环能够通过另一热交换器耦合到第一冷却循环的第一冷凝器。另一冷却循环可以因此冷却第一冷凝器。因此，冷却设备可以设计成具有级联冷却循环的两步冷却设备。另一制冷剂可以对应于第一制冷剂或者不同于第一制冷剂。然而，另一制冷剂可以是碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物。因此，也可能在测试空间中产生特别低的温度。像第一压缩机一样，另一压缩机可以是压缩机。
另一冷却循环可以具有另一旁路，该另一旁路具有第三热交换器和第三膨胀元件，另一旁路连接在另一冷凝器的下游和另一膨胀元件的上游，以及在另一热交换器的下游和另一压缩机的上游，更多的制冷剂能够通过第三膨胀元件按剂量供给在另一热交换器中，第二冷却循环能够耦合到另一冷却循环的第三热交换器。经由另一旁路，另一冷却循环因此可以经由第三热交换器直接与第二冷却循环耦合。这使得可能根据测试空间中的所需温度来操作第一冷却循环和/或第一压缩机以及另一冷却循环和另一压缩机，或者仅使用另一压缩机来操作另一冷却循环，并且使得可能经由另一旁路来冷却传热介质。这尤其在将在测试空间中生成温度时是有利的，该温度也可以使用另一冷却循环来获得。因此，可以节省用于操作第一压缩机的能量。如果在测试空间中需要较低的温度，第三膨胀元件可以关闭，这意味着没有另一制冷剂经由另一旁路流动。然而，当第一压缩机的操作继续时，另一膨胀元件可以用于经由另一传热介质冷却第一冷却循环的第一冷凝器。在第一热交换器处，可以产生显著更低的温度。有利地，止回阀可以设置在另一旁路中，优选地在第三热交换器的下游和另一压缩机和/或另一热交换器的上游。当经由另一膨胀元件操作另一冷却循环时，这可以防止另一制冷剂返回第三热交换器。
第三热交换器可以在第二冷却循环中连接在第一热交换器的下游和第二热交换器的上游。然而，通常也可能在第二冷却循环中将第三热交换器连接在第一热交换器的上游和泵的下游。
第一旁路可以设计成具有在第一冷却循环中的至少一个第一电磁阀，第一旁路能够连接在第一压缩机的下游和第一冷凝器的上游以及在第一膨胀元件的下游和第一热交换器的上游，第一制冷剂能够经由第一电磁阀按剂量供给，使得第一制冷剂的温度能够在第一热交换器处升高。该第一旁路使得可能通过第一热交换器加热传热介质，从而在需要时提高测试空间中的温度。当操作第一压缩机时，经由第一电磁阀，热气体可以被直接引入第一压缩机下游的第一热交换器中。例如，传热介质可以被加热到+90℃。这允许在小负载范围内，例如在+50℃到+80℃的恒定操作期间，在第二热交换器处获得更高的温度均匀性和时间调节精度。
此外，温度控制装置可以具有加热设备，该加热设备具有加热器和热力热交换器。然后，热力热交换器可以设置在测试空间中。例如，热力热交换器可以具有电加热元件。这使得可能在测试空间中产生高达+180℃或更高的温度。
温度控制装置可以包括调节器，该调节器具有在第二冷却循环中的至少一个温度传感器，至少一个阀设备能够在第二冷却循环中根据测量的温度借助于调节器被致动。阀设备可以用于调节第二冷却循环中的传热介质的循环，使得在测试过程中达到期望的温度或者达到目标温度。温度传感器可以设置在测试空间中。同样地，可以存在允许测量传热介质和制冷剂的温度的其他温度传感器。
第二冷却循环可以具有带有阀设备的第二旁路，第二旁路能够连接在第一热交换器的下游和第二热交换器的上游，以及在第二热交换器的下游和泵的上游，传热介质能够经由阀设备按剂量供给，使得第二热交换器能够借助于第二旁路而被桥接。当流经第二旁路时，传热介质不能够流过第二热交换器。因此，可以预期的是，经由第一冷却循环，传热介质首先被非常足够地冷却使得传热介质具有期望的温度。随后，经由阀设备，传热介质可以经由第二热交换器被引导，使得测试空间可以仅在那时被冷却。
为此，阀设备可以具有在第一热交换器的下游和第二热交换器的上游的第二电磁阀，以及在第二旁路中的另一电磁阀或压差调节器。第二电磁阀和另一电磁阀可以以时钟的方式运行，这意味着在第二热交换器处总是可以产生期望的温度。可替换地，固定设置的压差调节器可以用在第二旁路中，代替另一电磁阀。压差调节器可以设置成使得经由该压差调节器的压降大于经由第二热交换器的压降。如果第二电磁阀关闭，这允许经由压差调节器的质量流量产生。因此，有利地不再需要另一电磁阀或其控制器。
可替换地，阀设备可以形成为具有三通阀，该三通阀可以在第二冷却循环中设置在第二热交换器的下游和泵的上游，第二旁路能够连接到三通阀。借助于三通阀，第二热交换器可以被最佳地供应，由此可以获得高的调节精度，因为三通阀没有完全关闭。三通阀可以经由步进马达阀控制，因此可以根据负载状态最佳地调节第二旁路和第二热交换器之间的质量流量关系。
测试室可以包括具有至少一个气体传感器的检测器以及在测试室的发动机舱中的通风装置，测试室的发动机舱以气密方式与测试空间分开，第一冷却循环和优选地另一冷却循环能够全部设置在发动机舱中。使用检测器，在第一冷却循环和/或另一冷却循环发生泄漏的情况下，可能经由气体传感器识别泄漏，并借助于通风装置对发动机舱进行通风。由于第一冷却循环和可选地另一冷却循环可以完全设置在发动机舱中，因此第一制冷剂或其他制冷剂可以仅进入发动机舱。气体传感器可以设置在发动机舱中尽可能低的位置，从而可以尽可能快地检测到可能泄漏的碳氢化合物或制冷剂。为了防止发动机舱中泄漏的制冷剂的蒸发，发动机舱中可能的开口可以形成在气体传感器上方，例如在气体传感器上方10cm处。这确保了泄漏的碳氢化合物(该碳氢化合物由于其大密度而自然地聚集在发动机舱的底部)可以借助于气体传感器而被安全地检测到。进一步，可以预期的是，通风装置直接设置在发动机舱的底部。通风装置可以由ATEX认证的风扇构成。如果气体传感器检测到碳氢化合物，则可以操作风扇。风扇的通风管可以延伸到测试室的发动机舱的外部。
在用于调节测试室、特别是气候室等的隔热测试空间中的空气的方法中，测试空间相对于环境可封闭并用于接收测试材料，借助于测试室的温度控制装置在测试空间内可生成从-40℃至+180℃范围的温度，借助于具有第一冷却循环和第二冷却循环的温度控制装置的冷却设备在测试空间内产生温度，第一冷却循环具有第一制冷剂、第一热交换器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀元件，第一制冷剂是碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物，第二冷却循环由传热介质、测试空间中的第二热交换器和泵组成，第二冷却循环借助于第一热交换器耦合到第一冷却循环，传热介质借助于泵在第二冷却循环中循环。关于根据本发明的方法的有利效果请参考根据本发明的测试室的优点的描述。
传热介质可以在第二冷却循环中循环而没有相变。因此，传热介质的压力在第二冷却循环中基本恒定，并且在第二冷却循环中仅通过流阻和/或热膨胀而变化。
借助于在第二冷却循环中使用至少一个温度传感器的温度控制装置的调节器，根据测量的温度，可以在第二冷却循环中致动阀设备，传热介质能够借助于阀设备经由第二热交换器和/或第二旁路在第二冷却循环中循环。根据在测试空间中和/或在第二热交换器处的期望温度，可以预期的是，允许传热介质经由第二旁路、经由第二热交换器或经由第二旁路和第二热交换器流动或循环。
传热介质可以经由第二旁路循环，直到可以达到传热介质的目标温度，当已经达到目标温度时，传热介质能够经由第二热交换器循环。因此，可以预期的是，最初经由第二旁路循环传热介质，直到传热介质经由第一热交换器和可选地经由第三热交换器达到目标温度。随后，传热介质可以用于通过第二热交换器控制测试空间中的温度。必不可少的是，在于第二步中控制测试空间的温度之前，首先于第一步中控制传热介质的温度。否则，可能发生相对较热的传热介质流经第二热交换器，从而最初升高测试空间中的温度，即使在测试空间中需要降低的温度。
泵的转速可以借助于调节器来调节。泵的可能的转速调节可以用于在泵的恒定操作中调节传热介质的供应量。这允许更精确地调节测试空间中的温度。此外，当降低泵的转速时，也可以节省操作泵所需的能量。泵的转速可以借助于调节器与阀设备一起调节。例如，供应量的极限可以通过阀设备和/或通过转速的调节来设定。
当达到传热介质的目标温度时，第一压缩机可以借助于调节器关闭，传热介质能够经由用于传热介质的储存设备在第二冷却循环和第二热交换器中循环，和/或第二冷却循环能够耦合到另一冷却循环的第三热交换器、另一制冷剂、另一压缩机、另一冷凝器和第三膨胀元件，传热介质能够借助于第三热交换器而被冷却。在储存设备中，可以储存更大量的传热流体，从而储存更大量的热能。以这种方式，第一冷却循环和第二冷却循环可以独立于测试空间中的温度要求而操作很长时间，直到已经达到传热介质的相对低的温度。为此，第二冷却循环可以经由第二旁路循环传热介质。在已经达到目标温度之后，可以关闭第一冷却循环和第二冷却循环和/或压缩机和泵。如果需要重新冷却测试空间和/或在测试空间中保持低的温度，那么第二冷却循环现在也可以在没有第一冷却循环的情况下操作。为此，相对冷的传热介质可以借助于泵经由第二热交换器从储存设备循环。假如传热介质已经被显著地再加热，第一冷却循环可以被重新激活，以便重新冷却第二冷却循环和/或传热介质。额外地或可替换地，传热介质可以经由使用第三热交换器的另一冷却循环来冷却。为此，另一冷却循环可以经由另一热交换器耦合到第一冷却循环的第一冷凝器。有利地，储存设备和/或另一冷却循环可以用于测试室在测试空间中在-20℃至-40℃的温度下的操作。由于不总是需要第一冷却循环的操作，因此可以节省操作第一冷却循环所需的能量。
第一制冷剂可以借助于第一冷却循环中具有至少一个第一电磁阀的第一旁路经由第一电磁阀来按剂量供给，使得第一制冷剂的温度可以在第一热交换器处升高，其中该第一旁路连接在第一压缩机的下游和第一冷凝器的上游以及在第一膨胀元件的下游和第一热交换器的上游。然后，热气体可以经由第一旁路和直接位于第一压缩机下游的第一电磁阀被按剂量供给到第一热交换器中，使得传热介质经由第一热交换器被加热。以这种方式，可以在测试空间中更快地加热温度。特别地，该方法可以在测试空间中在50℃至80℃的温度下有利地使用。
该方法的其他有利实施例从引用方法权利要求1的从属权利要求的特征的描述中得出。
附图说明
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。
图1示出了冷却设备的第一实施例的电路图；
图2示出了冷却设备的第二实施例的电路图；
图3示出了冷却设备的第三实施例的电路图；
图4示出了冷却设备的第四实施例的电路图；
图5示出了冷却设备的第五实施例的电路图；
图6示出了冷却设备的第六实施例的电路图；
图7示出了冷却设备的第七实施例的电路图；
图8示出了冷却设备的第八实施例的电路图；
图9示出了冷却设备的第九实施例的电路图；
图10示出了冷却设备的第十实施例的电路图；
图11示出了测试室的示意剖视图；
图12示出了图11的测试室的局部透视图。
具体实施方式
图1通过示意电路图显示了测试室(未示出)。冷却设备10包括第一冷却循环11和第二冷却循环12。第一冷却循环具有第一制冷剂、第一热交换器13、第一压缩机14、第一冷凝器15和第一膨胀元件16。第一制冷剂是碳氢化合物和/或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物。第二冷却循环12包括传热介质、设置在测试空间(未示出)中的第二热交换器17和泵18。此外，第二冷却循环12包括储存设备19和阀设备20。在这种情况下，阀设备20被形成为具有第二旁路21。第二旁路21在第一热交换器13的下游和第二热交换器17的上游以及在第二热交换器17的下游和泵18的上游连接到第二冷却循环12。阀设备20包括在第一热交换器13的下游和第二旁路21的连接处的下游的第二电磁阀22，以及在第二旁路21中的另一电磁阀23。借助于第一冷却循环11，第一制冷剂现在可以通过第一压缩机14和第一冷凝器15被输送、冷却和压缩。第一制冷剂然后可以经由第一膨胀元件16在第一热交换器13中膨胀，使得传热介质在第一热交换器13中被冷却。在这种情况下，传热介质由泵18在第二冷却循环中输送和/或循环。传热介质，取决于测试室的调节器(未示出)的温度要求，可以通过第二热交换器17流动，并且测试空间中的温度可以通过第二电磁阀22和另一电磁阀23被影响和/或降低。
图2示出了冷却设备24，其中，与图1的冷却设备相比，具有压差调节器26的阀设备25形成在第二旁路21中。取决于第二电磁阀22的打开状态，传热介质可以经由压差调节器26和/或经由第二旁路21流动。因此，阀设备26可以特别便宜地制造。
图3示出了冷却设备27，与图1的冷却设备相比，该冷却设备27被设计成具有阀设备28。阀设备28设计成具有三通阀29，该三通阀29在第二热交换器17的下游和在泵18和/或储存设备19的上游连接到第二旁路21。经由三通阀29，第二热交换器17可以被最佳地供应传热介质。
图4示出了冷却设备30，其中，与图1的冷却设备相比，具有第一电磁阀32的第一旁路31形成在第一冷却循环11中。第一旁路31连接在压缩机14的下游和冷凝器15的上游，以及第一膨胀元件16的下游和第一热交换器13的上游。经由第一电磁阀32，第一制冷剂可以被按剂量供给(dose)使得在第一热交换器13处的第一制冷剂的温度升高。为此，第一膨胀元件16被关闭。因此，热气和/或第一制冷剂可能经由第一旁路31从第一压缩机14进入第一热交换器13，并且从第一热交换器13再次到达第一压缩机14。例如，这允许在第一热交换器13处达到高达90℃的温度。当有利时，这允许在第一热交换器14处加热传热介质。
图5示出了冷却设备33，与图1的冷却设备相比，其具有另一冷却循环34。另一冷却循环34被设计成具有另一制冷剂、另一压缩机35、另一压缩机36和另一膨胀元件37。在这种情况下，另一冷却循环34通过另一热交换器38与第一冷却循环11耦合。因此，另一热交换器34对应于第一冷却循环11的第一冷凝器和/或实现其功能。通过耦合冷却循环11和34，可以在第一热交换器13处产生甚至更低的温度。
图6示出了冷却设备33，与图5的冷却设备相比，其具有图2的冷却设备的阀设备。
图7示出了冷却设备40，与图5的冷却设备相比，其具有图3的冷却设备的阀设备。
图8示出了冷却设备41，与图5的冷却设备相比，其具有另一旁路42。另一旁路42被形成为具有第三热交换器43和第三膨胀元件44。此外，止回阀42设置在另一旁路42中。另一旁路42在另一冷凝器36的下游和另一膨胀元件37的上游连接到另一冷却循环34，以及在另一热交换器38的下游和另一压缩机35的上游连接到另一冷却循环34。当另一膨胀元件37关闭时，经由第三膨胀元件44，可以在另一热交换器43中按剂量供给另一制冷剂。当第三膨胀元件44关闭并且另一膨胀元件37打开时，通过止回阀45可以防止第三热交换器43中的另一制冷剂回流。此外，第二冷却循环12经由第三热交换器43耦合到另一冷却循环34。第三热交换器43连接在第一热交换器13的下游和第二冷却循环12中第二热交换器17的上游。如果在第二热交换器17处不需要非常低的温度，则第一冷却循环11可以通过另一旁路42来绕过，并且传热介质可以仅经由另一冷却循环34和/或另一旁路42来冷却。
图9示出了冷却设备46，与图8的冷却设备相比，其具有图2所示的阀设备。
图10示出了冷却设备47，与图8的冷却设备相比，其具有图3所示的阀设备。
图11和12示出了具有外壳49的测试室48的示意图，在该外壳49内形成测试空间50和发动机舱51。冷却循环(未示出)的第二热交换器52设置在测试空间50中。开口53和54形成在发动机舱51中，用于给发动机舱51通风。此外，第一冷却循环(未示出)的第一压缩机55和第一冷凝器56设置在发动机舱51中(示意性示出)。检测器(未示出)的气体传感器58设置在发动机舱51的底部57。此外，通风装置59设置在发动机舱51中。通风装置59包括风扇马达60、风扇61和排气管62。为此目的，排气管62延伸到外壳49的外部。如果气体传感器58在发动机舱51中检测到泄漏的碳氢化合物，则通风装置59被启动，通过该通风装置59对发动机舱51进行通风。

Claims (21)

1.一种用于调节空气的测试室(48)，特别是气候室等，测试室包括：隔热的测试空间(50)，测试空间相对于环境可封闭并用于接收测试材料；以及用于控制测试空间的温度的温度控制装置，借助于温度控制装置在测试空间内可生成从-40℃到+180℃范围的温度，温度控制装置包括冷却设备(10，24，27，30，33，39，40，41，46，47)，冷却设备具有第一冷却循环(11)和第二冷却循环(12)，第一冷却循环具有第一制冷剂、第一热交换器(13)、第一压缩机(14，55)、第一冷凝器(15，56)和第一膨胀元件(16)，第一制冷剂是碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物，
其特征在于，
第二冷却循环由传热介质、测试空间中的第二热交换器(17)和泵(18)组成，第二冷却循环借助于第一热交换器与第一冷却循环耦合。
2.根据权利要求1所述的测试室，
其特征在于，
第一制冷剂是易燃的，而传热介质是不易燃的。
3.根据权利要求1或2所述的测试室，
其特征在于，
第一制冷剂不含氟化的碳氢化合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的测试室，
其特征在于，
用于传热介质的储存设备(19)设置在第二冷却循环(12)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的测试室，
其特征在于，
冷却设备(33，39，40，41，46，47)具有另一冷却循环(34)，另一冷却循环(34)具有另一制冷剂、另一压缩机(35)、另一冷凝器(36)和另一膨胀元件(37)，另一冷却循环借助于另一热交换器(38)与第一冷却循环(11)的第一冷凝器(15，56)耦合。
6.根据权利要求5所述的测试室，
其特征在于，
另一冷却循环(34)具有另一旁路(42)，另一旁路(42)具有第三热交换器(43)和第三膨胀元件(44)，另一旁路连接在另一冷凝器(36)的下游和另一膨胀元件(37)的上游，以及在另一热交换器(38)的下游和另一压缩机(35)的上游，更多的制冷剂能够经由第三膨胀元件按剂量供给到另一热交换器中，第二冷却循环(12)与另一冷却循环的第三热交换器耦合。
7.根据权利要求6所述的测试室，
其特征在于，
第三热交换器(43)在第二冷却循环(12)中连接在第一热交换器(11)的下游和第二热交换器(17)的上游。
8.根据前述权利要求中任一项所述的测试室，
其特征在于,
第一旁路(31)被设计为具有在第一冷却循环(11)中的至少一个第一电磁阀(32)，第一旁路连接在第一压缩机(14，55)的下游和第一冷凝器(15，56)的上游，以及在第一膨胀元件(16)的下游和第一热交换器(13)的上游，第一制冷剂能够经由第一电磁阀按剂量供给，使得第一制冷剂的温度能够在第一热交换器处升高。
9.根据前述权利要求中任一项所述的测试室，
其特征在于，
温度控制装置具有加热设备，加热设备具有加热器和热力热交换器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的测试室，
其特征在于，
温度控制装置包括调节器，调节器具有在第二冷却循环中的至少一个温度传感器，至少一个阀设备(20，25，28)能够借助于调节器根据测量的温度而在第二冷却循环中被致动。
11.根据权利要求10所述的测试室，
其特征在于，
第二冷却循环(12)具有带有阀设备(20，25，28)的第二旁路(21)，第二旁路连接在第一热交换器(13)的下游和第二热交换器(17)的上游，以及在第二热交换器的下游和泵(18)的上游，传热介质能够经由阀设备按剂量供给，使得第二热交换器能够借助于第二旁路而被桥接。
12.根据权利要求10或11所述的测试室，
其特征在于，
阀设备(20，25)具有在第一热交换器(13)的下游和第二热交换器(17)的上游的第二电磁阀(22)，以及在第二旁路(21)中的另一电磁阀(23)或压差调节器(26)。
13.根据权利要求10或11所述的测试室，
其特征在于，
阀设备(28)被形成为具有三通阀(29)，三通阀(29)在第二冷却循环(12)中设置在第二热交换器(17)的下游和泵(18)的上游，第二旁路(21)连接到三通阀。
14.根据前述权利要求中任一项所述的测试室，
其特征在于，
测试室(48)包括具有至少一个气体传感器(58)的检测器以及在测试室的发动机舱(51)中的通风装置(59)，测试室的发动机舱(51)以气密方式与测试空间(50)分开，第一冷却循环(11)和优选地另一冷却循环(34)全部设置在发动机舱中。
15.一种用于调节测试室(48)的隔热测试空间(50)中的空气的方法，测试室(48)特别是气候室等，测试空间相对于环境可封闭并且用于接收测试材料，借助于测试室的温度控制装置在测试空间内形成-40℃到+180℃范围的温度，借助于温度控制装置的冷却设备(10，24，27，30，33，39，40，41，46，47)在测试空间内生成温度，冷却设备具有第一冷却循环(11)和第二冷却循环(12)，第一冷却循环具有第一制冷剂、第一热交换器(13)、第一压缩机(14，55)、第一冷凝器(15，56)和第一膨胀元件(16)，第一制冷剂是碳氢化合物或由碳氢化合物制成的制冷剂混合物，
其特征在于，
第二冷却循环由传热介质、测试空间中的第二热交换器(17)和泵(18)组成，第二冷却循环借助于第一热交换器与第一冷却循环耦合，传热介质借助于泵在第二冷却循环中循环。
16.根据权利要求15的方法，
其特征在于，
传热介质在第二冷却循环(12)中循环而没有相变。
17.根据权利要求15或16所述的方法，
其特征在于，
阀设备(20，25，28)借助于温度控制设备的调节器根据测量的温度而在第二冷却循环(12)中被致动，调节器具有在第二冷却循环中的至少一个温度传感器，传热介质借助于阀设备经由第二热交换器(17)和/或第二旁路(21)在第二冷却循环中循环。
18.根据权利要求17的方法，
其特征在于，
传热介质经由第二旁路(21)循环，直到已经达到传热介质的目标温度，当已经达到目标温度时，传热介质经由第二热交换器(17)循环。
19.根据权利要求17或18所述的方法，
其特征在于，
泵(18)的转速借助于调节器来调节。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，
其特征在于，
当达到传热介质的目标温度时，第一压缩机(14，55)借助于调节器关闭，传热介质经由用于传热介质的储存设备(19)在第二冷却循环(12)和第二热交换器(17)中循环，和/或第二冷却循环与另一冷却循环(34)的第三热交换器(43)、另一制冷剂、另一压缩机(35)、另一冷凝器(36)和第三膨胀元件(44)耦合，传热介质借助于第三热交换器冷却。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，
其特征在于，
第一制冷剂借助于第一冷却循环(11)中具有至少一个第一电磁阀的第一旁路(31)经由第一电磁阀(32)按剂量供给，使得第一制冷剂的温度在第一热交换器处升高，其中第一旁路连接在第一压缩机(14，55)的下游和第一冷凝器(15，56)的上游以及在第一膨胀元件(16)的下游和第一热交换器(13)的上游。
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