CN220624471U - 一种精准控温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精准控温系统，包括工作端和换热端，所述工作端的进口与所述换热端的出口之间设置有循环泵，还包括用于对所述循环泵控温的控温装置，以使所述循环泵进入恒温状态。在应用该精准控温系统时，在整个系统刚开始启动阶段，即启动控温装置，控温装置主动地对循环泵进行加热或降温，以使得循环泵的温度对应上升或下降，以对循环泵的自我发热过程进行纠正，以使得循环泵可以尽快进入到恒温状态，进而可以尽快减小循环泵的变温时长，进而可以尽快降低循环泵的自我升温对内部流体温度的影响，可以使内部流体的温度波动范围更小。综上所述，该精准控温系统能够有效地解决流体温度范围很难控制的问题。

Description

一种精准控温系统

技术领域

本实用新型涉及温度控制技术领域，更具体地说，涉及一种精准控温系统。

背景技术

现有高精密控温空调冷却领域，在系统流阻较大、扬程不足时，通常会增加循环泵，有效解决流阻扬程低问题，但因为高精密控温领域对温度及其敏感，而循环泵在对流体做功的同时，其电机的发热量也传递到流体侧，带来流体温度的升高，此期间，循环泵的转速越高，其对应的电机发热量越大，传递到流体侧的温度增高得越多，最终影响温度的数值和不稳定性。

经过实用新型人长期实践发现，在实际应用过程中，高精密控温空调冷却系统，在启动时，因为流体流动速度比较快，所以会在较短的时间，达到预定的稳定。而循环泵，导热速度较慢，再加上产热需要一定时间，所以升温时间明显较长，且明显长于内部流体温度稳定所需要的时长。在实际应用，当内部流体温度稳定之后，即可以进入工作状态，但是由于此时循环泵还是处于缓慢升温的状态，此时容易导致内部流体温度改变温度，增大波动范围，扩大最终的流体温度的波动范围。

综上所述，如何有效地解决流体温度范围很难控制的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种精准控温系统，该精准控温系统可以有效地解决流体温度范围很难控制的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种精准控温系统，包括工作端和换热端，所述工作端的进口与所述换热端的出口之间设置有循环泵，还包括用于对所述循环泵控温的控温装置，以使所述循环泵进入恒温状态。

在应用该精准控温系统时，在整个系统刚开始启动阶段，即启动控温装置，控温装置主动地对循环泵进行加热或降温，以使得循环泵的温度对应上升或下降，以对循环泵的自我发热过程进行纠正，以使得循环泵可以尽快进入到恒温状态，进而可以尽快减小循环泵的变温时长，进而可以尽快降低循环泵的自我升温对内部流体温度的影响，可以使内部流体的温度波动范围更小。综上所述，该精准控温系统能够有效地解决流体温度范围很难控制的问题。

优选地，所述控温装置为加热装置。

优选地，所述控温装置为电加热装置。

优选地，所述控温装置的控温温度与所述工作端的工作温度相同。

优选地，还包括用于检测所述循环泵处温度的温度检测器，所述控温装置根据所述温度检测器检测值进行启停。

优选地，所述控温装置为与所述循环泵导热接触的换热通道。

优选地，所述换热通道的进口与所述换热端的液体出口连通，出口与所述换热端的液体进口连通。

优选地，所述换热通道的进口与所述换热端的液体出口之间设置有流量调节阀。

优选地，所述换热通道环绕所述循环泵的泵腔设置。

优选地，所述控温装置为吸热装置。

优选地，所述控温装置机械制冷装置。

优选地，所述换热端的出口与所述循环泵的进口之间还设置有第一控温端和储液容器；所述第一控温端的进口与所述换热端的出口连通，出口与所述储液容器连通；所述循环泵的进口从所述储液容器抽入液体。

优选地，所述循环泵的出口与所述工作端之间依次设置有第二控温端和热缓冲器；所述工作端为吸热端，所述换热端具有用于对主通道吸热的水冷系统；所述第一控温端和所述第二控温端均为电加热器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的精准控温系统的结构示意图。

附图中标记如下：

工作端1、换热端2、循环泵3、控温装置4、流量调节阀5、第一控温端6、储液容器7、第二控温端8、热缓冲器9。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种精准控温系统，该精准控温系统可以有效地解决流体温度范围很难控制的问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的精准控温系统的结构示意图。

在一种实施例中，本实施例提供了一种精准控温系统，是一种控温系统，可以用于电子设备的控温，也可以是用于其他需要控温温度精度很高，且波动范围很小的设备上。具体的，上述控温系统主要包括工作端1、换热端2、循环泵3和控温装置4。

其中换热流体在工作端1正向换热之后，然后流动到换热端2，在换热端2反向换热。控温之后再次流到工作端1，再次进行正向换热。需要说明的是，其中的正向和反向则是为了表示前后两种换热方式相反；则对应的正向换热和反向换热中：一个使内部流体吸热，另一个使内部流体放热。在一些实施例中，使其中正向换热为内部流体放热，而反向换热是内部流体吸热，反向吸热主要是通过高温流体等温度较高流体与内部流体进行换热，内部流体加热。当然也可以是正向换热为吸热，而反向换热为放热，如在换热端2处通过水冷系统进行对内部流体进行吸热，也可以通过机械制冷设备对内部流体进行吸热。

而其中的循环泵3的作用在于促使其中的流体流动，其中流体的流动速度。在一些实施例中，其中循环泵3可以采用流量可调的循环泵3，如通过调节转速实现；也可以是采用排量可调的循环泵3。其中循环泵3，在一些实施例中也可以称为循环液用泵，扬程一般比较低，主要是用于克服循环系统的压力降，具体结构可以参考现有技术。

其中控温装置4用于对循环泵3控温，以使循环泵3进入恒温状态，主要是使循环泵3更为快速的进入到恒温状态。需要说明的是，该恒温状态下的温度：可以等同于循环泵3的工作温度，该工作温度是指在没有控温装置4作用下，由于持续工作达到的温度；当然也可以是等同于工作端1的控温温度，该控温温度是指期望工作端1所应达到的温度；当然还可以是其它温度。

在一些实施例中，在应用该精准控温系统时，在整个系统刚开始启动阶段，即启动控温装置4，控温装置4主动地对循环泵3进行加热或降温，以使得循环泵3的温度对应上升或下降，以对循环泵3的自我发热过程进行纠正，以使得循环泵3可以尽快进入到恒温状态，进而可以尽快减小循环泵3的升温时长，进而可以尽快降低循环泵3的自我升温对内部流体温度的影响，可以使内部流体的温度波动范围更小。综上所述，该精准控温系统能够有效地解决流体温度范围很难控制的问题。

在一些实施例中，可以使上述控温装置4为加热装置，其中加热装置用于对循环泵3加热，以使得循环泵3尽快升温。如循环泵3工作状态下仅靠自身工作发热时，最高温度为工作温度。那么该加热装置可以在循环泵3的温度在工作温度附近时进行停机。

在一些实施例中，可以使上述控温装置4的加热温度即为上述工作温度，也可以是高于上述工作温度。当然在一些情况下，还可以是低于上述工作温度，但高于上述工作流体的温度。

在一些实施例中，可以在上述控温装置4在循环泵3的温度高于上述工作温度时，控制所述控温装置4停机。此时循环泵3的自身发热量还不够，循环泵3会进行一定的降温，然后使循环泵3的温度尽快维持在工作温度附近。

在一些实施例中，可以在上述控温装置4在循环泵3的温度低于上述工作温度时，控制所述控温装置4停机。可以避免循环泵3温度过高，而后续循环泵3可以在自身发热下缓慢升温，此时的温度变化范围已经很小，对内部流体温度影响非常小。

在一些实施例中，可以在上述控温装置4在循环泵3的温度等于上述工作温度时，控制所述控温装置4停机。而后续循环泵3后期的温度保持可以通过自身工作的发热实现，即使此时增热速度没有循环泵3散热速度快，但是因为此时循环泵3的发热量已经很大，所以循环泵3变温幅度会很小，因此对内部流体温度影响会很小。

在一些实施例中，在设置上述加热装置之后，可以根据进一步设置有温度检测器和控制器，温度检测器用于检测循环泵3处温度，而控制器根据温度检测器的检测值对应的控制加热装置停机和/或启动，当然控制器也可以根据温度检测器的检测值，控制所述加热装置的加热功率对应调整。当然该控制器也可以是集成在控温装置4处，以使得控温装置4根据所述温度检测器检测值进行启停。

在一些实施例中，控制器可以在温度检测器的检测值高于第一预设值，控制所述加热装置停机，而在温度检测器的检测值低于第二预设值时，控制上述加热装置启动。一种实施例中，第一预设值大于上述工作温度，而第二预设值小于上述工作温度；一种实施例中，也可以使第一预设值大于第二预设值，而第二预设值大于上述工作温度。

在一些实施例中，其中循环泵3处的温度，可以使通过循环泵3的泵体温度反映出来，如从泵体内腔壁的温度反映出来。而泵体各处的温度不一致，可以以靠近泵腔的温度为准。当然可以也可以是泵体的外部壳体温度为准。而其中的工作温度，可以使工作人员根据经验判断，也可以是在控温装置4关闭下，通过监测循环泵3工作的最高温度而获得。

在一些实施例中，通过对循环泵3控温，以使得循环泵3尽快进入到恒温阶段，进而可以减少内部流体的温度波动范围。并不要求恒温阶段温度始终与工作温度相等，也可以是内部流体温度相等，当然还可以是其它温度，只要变化不大，那么最终的内部流体的温度波动范围就会减小，而温度的大小，可以通过换热端2或者控温端控温进行补偿。

在一些实施例中，当控温装置4的控温温度低于上述工作温度时，此时控温装置4可以同时设置有加热装置和降温装置。以使得：在温度过高时，降温装置启动而加热装置处于关闭状态；而在循环泵3的温度过低时，加热装置启动，而降温装置关闭。其中降温装置水冷装置、机械制冷装置等。

在一些实施例中，其中加热装置可以为电加热装置，也可以是高温流体与之换热，进而进行加热，具体的，可以根据需要进行对应设置。其中电加热装置，如为PTC加热管。

在一些实施例中，可以使控温装置4的控温温度与所述工作端1的工作温度相同，可以更好的减少内部流体温度的波动，同时因为此处对内部流体温度不产生影响，或者产生的影响非常小，所以对内部流体控温将更为简单。

由于循环泵3正常状态下的工作温度，会高于工作端1的工作温度，所以在工作前期，循环泵3由于温度较低，所以需要吸热，此时需要加热装置对循环泵3加热。而当循环泵3的温度上升，此时循环泵3自身产生的热量也比较多时，此时需要降温装置对循环泵3进行降温。这种控温方式，同时利于循环泵3尽快进入到恒温状态，以尽快降低对内部流体温度波动范围的影响。

在一些实施例中，可以使控温装置4为与所述循环泵3导热接触的换热通道。其中换热通道内部流通有用于控温的流体，一般采用液体。可以通过该换热通道对循环泵3内部进行加热，和/或是通过该换热通道对循环泵3内部进行降温。需要说明的是，上下文中的“和/或”，概括了三种情况，一种仅仅为前者，一种仅仅为后者，一种为不仅包括前者还包括后者。

在一些实施例中，其中换热通道至少能够与循环泵3的泵体之间换热，以使得循环泵3的泵体等与内部流体接触的部分，均需要进行对应升温。当然在一些实施例中，也可以是换热通道与热源接触，以控制热源处温度。

其中换热通道设置的主要目的在于，降低循环泵3与内部流体之间热交换的不稳定，因为热交换的不稳定会导致内部流体的温度发生波动。而热交换的温度波动少，则可以有效地避免内部流体温度产生波动。当然循环泵3与内部流体之间热交换越少，越利于控制内部流体的温度大小；而循环泵3与内部流体之间热交换稳定，则利于避免内部流体的温度发生较大波动。举例说明，如果循环泵3与内部流体接触的部分温度始终保持稳定值，或者在较小的温度浮动范围内，那么与内部流体的温度差值则是稳定的，那么内部流体在此处变温就是稳定的，比如降温度数或升温度数稳定在一个固定值处，那么就可以很好的控制内部流体浮动范围。当然为了更方便控温，此处与内部流体的温度差值越小越好。

如上可以发现，本申请的换热通道作为控温装置4，其主要作用，仍然是使循环泵3处温度尽快处于稳定值。那么换热通道内的流体温度，并不限于恒温流体，可以是变温流体，如可以根据循环泵3处的当前温度与设定的目标温度之间的差值大小，对应的调整换热通道内的流体温度，如循环泵3处的当前温度与设定的目标温度之间的差值越小，那么换热通道内的流体温度则向靠近上述目标温度方向调整，以加快循环泵3的温度调整，进而使得循环泵3尽快进入到恒温状态。

在一些实施例中，可以通过换热通道使循环泵3处的温度尽快稳定在内部流体的设定温度处，以降低对内部流体的影响，使得不仅降低换热的波动幅度，同时还可以降低换热量；也可以是通过换热通道使循环泵3处的温度尽快稳定在循环泵3的工作温度处，使得在循环泵3工作后期时，控温装置4无需再工作。

在一些实施例中，可以使其中的换热通道为水冷装置，可以是属于单独的换热系统，如可以属于一个独立的水冷系统。

在一些实施例中，也可以是从该精准控温系统的主通道处引出流体进入到该换热通道，以进入到换热通道处进行换热。在主系统中，其中换热端2的出口与工作端1的进口之间的温度一般是比较均匀的，因此可以从此处引出流体进入到换热通道中。而在工作端1的出口与换热端2的进口之间的温度变动幅度比较大，且允许变动幅度大，而将换热通道中的流体引入到此处，不仅可以完成循环，同时可以避免换热通道处的温度变动，对整个主系统产生影响，进而影响工作端1的控温精度。

在一些实施例中，具体的，可以使换热通道的进口与换热端2的液体出口连通，出口与换热端2的液体进口连通。即换热通道的出口连通在工作端1的出口与换热端2的进口之间。

在具体应用中，在换热端2的出口与工作端1的进口之间存在热缓冲器9时，可以将换热通道的进口连通在换热端2的出口和热缓冲器9的进口之间。在换热端2的出口与工作端1的进口之间存在控温端时，可以将换热通道的进口连通在换热端2的出口和控温端的进口之间。在存在多个控温端时，如从换热端2的出口到工作端1的进口：依次设置有第一控温端6和第二控温端8，可以将换热通道的进口连通在换热端2的出口和第一控温端6的进口之间，或设置在第一控温端6和第二控温端8之间。

在一些实施例中，设置有上述换热通道时，为了方便控制换热通道换热，可在换热通道处设置有开关阀和/或流量调节阀5，开关阀可以控制换热通道的流体是否通过，以进行是否进行换热控制，如：循环泵3处当前温度与设定的目标温度差值超过预定范围时，开关阀打开；而在循环泵3处当前温度与设定的目标温度差值在设定范围内时，开关阀关闭。

具体地，换热通道可以是旁通支路，旁通支路的进口与所述换热端2的出口连接，所述旁通支路的出口与所述循环泵3连接；调节阀设置于所述旁通支路，在所述循环泵开启时，所述调节阀可被控制打开，以使所述换热端2的出口的部分流体旁通到所述循环泵3。其中，调节阀5可以通过控制器进行控制，调节阀为流量调节阀5，控制器可以根据所述循环泵5的转速和启动时间，控制流量调节阀5的开度，以使所述旁通支路的流体流量与所述循环泵启动后产生的热量相匹配。并且，所述循环泵还与所述换热端的进口连接，所述循环泵还将所述旁通支路旁通的流体驱动到所述换热端的进口。在所述第一控温端6的进口设置有第一温度传感器，所述第一控温端6根据所述第一温度传感器的检测值控制所述流体温度。所述第二控温端8设置在所述循环泵与所述工作端之间。并且，在所述第一控温端6的出口设置有第二温度传感器，所述第二控温端8可以根据所述第二温度传感器的检测值控制所述流体温度。

其中，所述第一温度传感器、第二温度传感器的精度均为±0.05度及以内，所述流量调节阀5的精度为1％及以内。所述第一控温端6和所述第二控温端8均为电加热器。

如上述接入主系统的换热通道，可以在换热通道进口处或出口处设置有上述开关阀和/或流量调节阀。具体的，可以使换热通道的进口与换热端2的液体出口之间设置有流量调节阀5。

在一些实施例中，为了更好的控制循环泵3的温度，此处优选换热通道环绕所述循环泵3的泵腔设置。当然也可以是沿轴向来回盘旋在循环泵3的泵体上。具体的，可以根据需要进行对应设置，以能够尽快提高循环泵3处温度为准。

在一些实施例中，上述控温装置4也可以单一的吸热装置，以主要是循环泵3保持低温状态。具体的，可以使上述控温装置4机械制冷装置，当然也可以是水冷装置。

在一些实施例中，提供的一种具体的精准控温系统，可以使所述换热端2的出口与所述循环泵3的进口之间还设置有第一控温端6和储液容器7。其中第一控温端6的换热方向一般与换热端2的换热方向相反，以进一步精准控制温度。而其中的储液容器7，用于使液体前后温度更为均匀。

此时可以使第一控温端6的进口与换热端2的出口连通，出口与储液容器7连通。而其中的循环泵3的进口从储液容器7抽入液体，以供向上述工作端1。

在一些实施例中，可以进一步的在循环泵3的出口与所述工作端1之间依次设置有第二控温端8和热缓冲器9，其中第二控温端8可以根据储液容器7的温度变化，进行对应加热，以更为精准的控制进入到工作端1的内部流体温度。而其中的热缓冲器9连通在第二控温端8和工作端1之间，以再次对前后的内部流体进行换热，用于使液体前后温度更为均匀。

在一些实施例中，可以使其中的工作端1为吸热端，而其中的换热端2具有用于对主通道吸热的水冷系统。当然其中的第一控温端6和所述第二控温端8均为电加热器，也可以均为水热系统。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种精准控温系统，包括工作端和换热端，所述工作端的进口与所述换热端的出口之间设置有循环泵，其特征在于，还包括用于对所述循环泵控温的控温装置，以使所述循环泵进入恒温状态。

2.根据权利要求1所述的精准控温系统，其特征在于，所述控温装置为加热装置。

3.根据权利要求1所述的精准控温系统，其特征在于，所述控温装置的控温温度与所述工作端的工作温度相同。

4.根据权利要求1所述的精准控温系统，其特征在于，还包括用于检测所述循环泵处温度的温度检测器，所述控温装置根据所述温度检测器检测值进行启停。

5.根据权利要求1所述的精准控温系统，其特征在于，所述控温装置为与所述循环泵导热接触的换热通道。

6.根据权利要求5所述的精准控温系统，其特征在于，所述换热通道的进口与所述换热端的液体出口连通，出口与所述换热端的液体进口连通。

7.根据权利要求6所述的精准控温系统，其特征在于，所述换热通道的进口与所述换热端的液体出口之间设置有流量调节阀。

8.根据权利要求5所述的精准控温系统，其特征在于，所述换热通道环绕所述循环泵的泵腔设置。

9.根据权利要求1所述的精准控温系统，其特征在于，所述控温装置为吸热装置。

10.根据权利要求9所述的精准控温系统，其特征在于，所述控温装置机械制冷装置。

11.根据权利要求1-10任一项所述的精准控温系统，其特征在于，所述换热端的出口与所述循环泵的进口之间还设置有第一控温端和储液容器；所述第一控温端的进口与所述换热端的出口连通，出口与所述储液容器连通；所述循环泵的进口从所述储液容器抽入液体。

12.根据权利要求11所述的精准控温系统，其特征在于，所述循环泵的出口与所述工作端之间依次设置有第二控温端和热缓冲器；所述工作端为吸热端，所述换热端具有用于对主通道吸热的水冷系统；所述第一控温端和所述第二控温端均为电加热器。