一种恒温空气循环系统技术方案

本发明专利技术提供一种恒温空气循环系统，在主循环回路以及并联旁路的两个三通节点后装配风阀用于调节每个分支的气体流量，当压缩机保持当前状态不变时，风机和风阀不变化。当压缩机需要从开启到关闭时，调节风机风量并同步调节旁路和主路的流量，直到控制蒸发器流量的风阀全部关闭，旁路风阀全部打开；当压缩机需要从关闭到开启时，调节风机风量，同步调节旁路和主路的流量，直到控制蒸发器流量的风阀全部打开，旁路风阀全部关闭。风阀调节配合压缩机状态切换始终保证流经加热器到腔体的流量不变。本发明专利技术通过旁路辅助切换制冷换热装置的工作状态以对系统进行节能，且保证切换制冷换热装置工作状态的同时不影响流经所述恒温腔体的气体流量和温度。

【技术实现步骤摘要】
一种恒温空气循环系统
本专利技术属于恒温空气循环系统领域，更具体地，涉及一种恒温空气循环系统。
技术介绍
微环境净化装置多用于为半导体制造设备、精密测量设备提供恒温、恒湿及洁净的环境。现有技术中的微环境装置及净化间全部大多采用采用压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀构成的空调机组来进行温度控制或改进的技术有基于空调机组串联加热器控制的温度控制系统。但是现有技术没有在保证温度稳定的同时考虑在某些工况下关闭压缩机同样能够保证温度稳定并节能以及压缩机状态切换对目标点温度的影响。专利CN107450637A公开了一种温湿度精密控制高洁净等级净化间，具有由墙板、顶板和双开门构成的净化间，所述墙板、顶板和双开门均由钢岩棉隔热夹芯板拼装而成，双开门下侧装有可伸缩的密封胶条，所述净化间内设置有温度调节装置和湿度调节装置，温度调节装置和湿度调节装置共同连接有主控装置，主控装置通过无线网连接有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器的均匀设置在净化间内。该专利所述方案，仅依靠单个加热器进行温度控制，无法对空气进行制冷，调节范围较小，且单执行器控制，精度相较多级控制较差。专利CN111013671A公开了一种动态热平衡恒温恒湿控制装置及控制方法，该专利技术使用压缩机机组进行降温，使用电加热器强制箱内温度缓慢升高，系统根据计算，控制热气流量迫使制冷系统增加制冷量，以平衡电加热输出的热量，在实现恒温的同时，箱内空气经循环风机引导至蒸发器，通过冷凝空气中的水分以实现降低湿度，当箱内的相对湿度达到设定点时，电加热输出量和加湿输出量将处于一个恒定的输出状态。该专利所述方案，在所有工作状态下都保持压缩机和加热器的工作，未采用独立的补风装置，且在循环至蒸发器前的空气温度低于设定点时，没有设计可行的节能方案。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种恒温空气循环系统，旨在解决现有空气恒温装置无法制冷，调节范围小或者可以制冷和加热但是无法节能的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种恒温空气循环系统，包括：补气装置、风机、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置；所述恒温腔体非密封，所述补气装置补进气体，以补偿从所述恒温腔体中漏出的气体；所述风机提供空气在补气装置、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置之间流通的动力，所述制冷换热装置对流通的空气制冷，所述加热装置对流通的空气加热，以使所述恒温腔体中流通的空气的温度稳定保持在预设温度值；所述风机状态切换装置用于在检测到补气装置补进气体的温度持续低于温度阈值时，逐步将从制冷换热装置处理后的空气不经所述恒温腔体流出，逐步增加风机风量且使风机风量的一部分不经所述制冷换热装置流经所述恒温腔体，以保证流经所述恒温腔体中的空气流量保持稳定，以及逐步关闭制冷换热装置，以停止对流通的空气进行制冷；所述风机状态切换装置还用于在检测到补气装置补进气体的温度持续大于或等于温度阈值时，逐步开启制冷换热装置，且逐步关闭将制冷换热装置处理后的空气不经所述恒温腔体流出的旁路，以及逐步关闭使风机风量的一部分不经所述制冷换热装置流经所述恒温腔体的旁路，以开启制冷换热装置对流通的空气进行制冷；所述风机切换装置用于辅助切换所述制冷换热装置的工作状态以对恒温空气循环系统进行节能，且保证切换制冷换热装置工作状态的同时不影响流经所述恒温腔体的气体流量和温度。在一个可选的实施例中，所述补气装置包括进气口、补气口以及出气口，所述补气装置的进气口连接所述恒温腔体的出气口，所述补气装置的出气口连接所述风机的进气口，所述补气装置的补气口补入空气和补气装置的进气口进入的空气一起从补气装置的出气口流出；所述风机的出气口连接所述制冷换热装置的入气口；所述制冷换热装置的出气口连接所述加热装置的入气口；所述加热装置的出气口连接所述恒温腔体的入气口。在一个可选的实施例中，所述风机状态切换装置包括第一旁路和第二旁路；所述第一旁路的进气口连接所述制冷换热装置的出气口，出气口连接所述补气装置的进气口；所述第二旁路的进气口连接所述风机的出气口，出气口连接所述加热装置的进气口。在一个可选的实施例中，在检测到所述补气装置补气口进入的空气的温度持续低于预设温度阈值时，逐步关闭所述制冷换热装置，所述风机的风量逐步增加，且逐步开启第一旁路和第二旁路，以及逐步减小流经制冷换热装置的空气流量，使得经所述制冷换热装置处理的气体一部分逐步从第一旁路流出，不流经所述恒温腔体，且使得风机增加的风量从第二旁路流入加热装置，补偿从第一旁路流出的气体流量，以保持所述恒温腔体中的风量稳定；当所述第二旁路完全打开时，逐步减小所述制冷换热装置的压缩机功率，且逐步减小所述风机的风量直至所述制冷换热装置停止工作。在一个可选的实施例中，在检测到所述补气装置补气口进入的空气的温度持续大于或等于预设温度阈值时，所述风机的风量逐步增加，逐步开启所述制冷换热装置，且逐步增加风机流向所述制冷换热装置的空气流量，以及逐步增加所述制冷换热装置流向所述加热装置的空气流量；当所述制冷换热装置完全开启时，减小所述风机的风量，且逐步关闭第一旁路和第二旁路。在一个可选的实施例中，所述恒温空气循环系统还包括：第一风速传感器、第三风阀、第四风速传感器；所述制冷换热装置包括：第一风阀、第三风速传感器、蒸发器、压缩机、冷凝器以及膨胀阀；所述第一旁路包括第四风阀和第五风速传感器；所述第二旁路包括第二风阀和第二风速传感器。在一个可选的实施例中，所述第一风速传感器的一端连接风机的出气口，所述第一风速传感器的另一端分别连接第一风阀的一端和第二风阀的一端，所述第一风阀的另一端连接第三风速传感器的一端，所述第三风速传感器的另一端连接蒸发器的第一端，所述蒸发器的第二端连接第三风阀的一端和第四风阀的一端，所述第三风阀的另一端连接第四风速传感器的一端，所述第四风速传感器的另一端连接加热装置；所述第一风阀的一端作为制冷换热装置的进气口，所述蒸发器的第二端作为制冷换热装置的出气口；所述压缩机的进气口连接蒸发器的第三端，压缩机的出气口连接冷凝器的进气口，所述冷凝器的出气口连接膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端连接蒸发器的第四端；所述第二风阀的另一端连接第二风速传感器的一端，所述第二风速传感器的另一端连接所述第四风速传感器的另一端；所述第四风阀的另一端连接第五风速传感器的一端，所述第五风速传感器的另一端连接所述补气装置的进气口；所述第一风速传感器用于检测从风机出气口流出的风量，所述第二风速传感器用于检测第二旁路的风量，所述第三风速传感器用于检测流进蒸发器的风量，所述第四风速传感器用于检测从蒸发器流出的空气中流向加热装置的风量，所述第五风速传感器用于检测从第一旁路的风量。在一个可选的实施例中，所述逐步关闭所述制冷换热装置，具体为：逐步增加风机的风量，同时逐步开启所述第二风阀和第四风阀，当第二风阀全开时，逐步减小风机的风量同时逐步关闭所述第一风阀和第三风阀；所述第二风阀和第四风阀的开启速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒温空气循环系统，其特征在于，包括：补气装置、风机、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置；/n所述恒温腔体非密封，所述补气装置补进气体，以补偿从所述恒温腔体中漏出的气体；所述风机提供空气在补气装置、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置之间流通的动力；所述制冷换热装置对流通的空气制冷，所述加热装置对流通的空气加热，以使所述恒温腔体中流通的空气的温度稳定保持在预设温度值；/n所述风机状态切换装置用于在检测到补气装置补进气体的温度持续低于温度阈值时，逐步将从制冷换热装置处理后的空气不经所述恒温腔体流出，逐步增加风机风量且使风机风量的一部分不经所述制冷换热装置流经所述恒温腔体，以保证流经所述恒温腔体中的空气流量保持稳定，以及逐步关闭制冷换热装置，以停止对流通的空气进行制冷；/n所述风机状态切换装置还用于在检测到补气装置补进气体的温度持续大于或等于温度阈值时，逐步开启制冷换热装置，且逐步关闭将制冷换热装置处理后的空气不经所述恒温腔体流出的旁路，以及逐步关闭使风机风量的一部分不经所述制冷换热装置流经所述恒温腔体的旁路，以开启制冷换热装置对流通的空气进行制冷；所述风机切换装置用于辅助切换所述制冷换热装置的工作状态以对恒温空气循环系统进行节能，且保证切换制冷换热装置工作状态的同时不影响流经所述恒温腔体的气体流量和温度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种恒温空气循环系统，其特征在于，包括：补气装置、风机、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置；
所述恒温腔体非密封，所述补气装置补进气体，以补偿从所述恒温腔体中漏出的气体；所述风机提供空气在补气装置、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置之间流通的动力；所述制冷换热装置对流通的空气制冷，所述加热装置对流通的空气加热，以使所述恒温腔体中流通的空气的温度稳定保持在预设温度值；
所述风机状态切换装置用于在检测到补气装置补进气体的温度持续低于温度阈值时，逐步将从制冷换热装置处理后的空气不经所述恒温腔体流出，逐步增加风机风量且使风机风量的一部分不经所述制冷换热装置流经所述恒温腔体，以保证流经所述恒温腔体中的空气流量保持稳定，以及逐步关闭制冷换热装置，以停止对流通的空气进行制冷；
所述风机状态切换装置还用于在检测到补气装置补进气体的温度持续大于或等于温度阈值时，逐步开启制冷换热装置，且逐步关闭将制冷换热装置处理后的空气不经所述恒温腔体流出的旁路，以及逐步关闭使风机风量的一部分不经所述制冷换热装置流经所述恒温腔体的旁路，以开启制冷换热装置对流通的空气进行制冷；所述风机切换装置用于辅助切换所述制冷换热装置的工作状态以对恒温空气循环系统进行节能，且保证切换制冷换热装置工作状态的同时不影响流经所述恒温腔体的气体流量和温度。


2.根据权利要求1所述的恒温空气循环系统，其特征在于，所述补气装置包括进气口、补气口以及出气口，所述补气装置的进气口连接所述恒温腔体的出气口，所述补气装置的出气口连接所述风机的进气口，所述补气装置的补气口补入空气和补气装置的进气口进入的空气一起从补气装置的出气口流出；所述风机的出气口连接所述制冷换热装置的入气口；所述制冷换热装置的出气口连接所述加热装置的入气口；所述加热装置的出气口连接所述恒温腔体的入气口。


3.根据权利要求2所述的恒温空气循环系统，其特征在于，所述风机状态切换装置包括第一旁路和第二旁路；所述第一旁路的进气口连接所述制冷换热装置的出气口，出气口连接所述补气装置的进气口；所述第二旁路的进气口连接所述风机的出气口，出气口连接所述加热装置的进气口。


4.根据权利要求3所述的恒温空气循环系统，其特征在于，在检测到所述补气装置补气口进入的空气的温度持续低于预设温度阈值时，逐步关闭所述制冷换热装置，所述风机的风量逐步增加，且逐步开启第一旁路和第二旁路，以及逐步减小流经制冷换热装置的空气流量，使得经所述制冷换热装置处理的气体一部分逐步从第一旁路流出，不流经所述恒温腔体，且使得风机增加的风量从第二旁路流入加热装置，补偿从第一旁路流出的气体流量，以保持所述恒温腔体中的风量稳定；
当所述第二旁路完全打开时，逐步减小所述制冷换热装置的压缩机功率，且逐步减小所述风机的风量直至所述制冷换热装置停止工作。


5.根据权利要求3所述的恒温空气循环系统，其特征在于，在检测到所述补气装置补气口进入的空气的温度持续大于或等于预设温度阈值时，所述风机的风量逐步增加，逐步开启所述制冷换热装置，且逐步增加风机流向所述制冷换热装置的空气流量，以及逐步增加所述制冷换热装置流向所述加热装置的空气流量；
当所述制冷换热装置完全开启时，减小所述风机的风量，且逐步关闭第一旁路和第二旁路。


6.根据权利要求4或5所述的恒温空气循环系统，其特征在于，所述恒温空气循环系统还...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小平，曹迪，王剑晖，王锦春，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉智能装备工业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42