一种带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱，由制冷系统，控制系统，箱体、调温加热模块和循环/搅拌风机模块组成，以回热式多元混合工质节流制冷系统提供所需冷量；所述制冷系统由压缩机模块、前端能力调节模块、冷凝冷却器、回热换热器模块、节流及后端能力调节模块和蒸发换热模块及其连接管路组成。控制系统根据系统对制冷量的需求通过调控前端能力调节模块和节流及后端能力调节模块实现对制冷系统的制冷能力进行调节，并通过对调温加热模块的加热量的调控进一步实现对箱体内部的精确控温，从而实现系统较大幅度地减少能耗；其采用常规油润滑单级压缩机驱动，由同一套硬件仅通过改变工质即可高效地实现下限可至液氮的全温区的温度试验箱。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机械式制冷温度试验箱，特别涉及一种带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱。
技术介绍
温度试验箱主要用于电子器件、各种材料、民用及军工装备等的环境温度性能试验，是当代可靠性工程最基本的试验设备，也是包括诸如惯导等精密器件温度相关参量分离必备的设备，其在信息通讯、新材料、家用电器以及军工设备等领域具有广泛的应用。温度试验箱是一个种类较多的一种系列产品，可以有不同的型号和类型，如根据不同应用要求可以分为下列几种低温试验箱、高温试验箱、高低温试验箱、高低温程控交变试验箱、快速变温箱和温度冲击试验箱等，以及与包括湿度、压力、真空和振动等其他参数相结合的各类综合试验箱；根据不同应用场合，箱体尺寸可以为几十升到数千立方米；其温度范围也有不同系列，如从_20°C、_40°C、_60°C、_70°C到+100°C、+150°C、+200°C等，近年来对下限温度更低的产品也提出越来越多的需求。随着电子信息技术、军工等高新
的迅速发展，目前对上述各种温度试验箱的需求也越来越多。温度试验箱技术是应可靠性工程试验需要在最近的几十年内迅速发展起来的，随着需求的变化及制冷和低温技术的发展，其技术上也在不断进步，并形成为一个细分专门门类且得到相当广泛的应用。从技术角度讲，温度试验箱的核心是温度尤其是低温的获得以及调控，实际上其最基本的是获得低温的制冷技术，其调控方法往往由所采用的制冷技术和应用要求确定。目前的温度试验箱基本都采用常规制冷技术，其的一个不足之处在于 受限于传统制冷技术，对于不同下限温度要求需要采用不同制冷技术。在下限温度为-40°C 以上的型号中通常采取单级蒸汽压缩制冷技术，下限温度为-40°C至80°C之间的型号中通常采取两级复叠制冷技术，更低下限温度的则往往采取液氮供冷。随着信息技术、军工等高
的发展，目前对低于_40°C的温度试验箱已成为需求的主流。传统温度试验箱采用传统两级复叠技术实现-40°C以下制冷存在成本高、可靠性低，控制复杂等问题，尤其是在交变温度运行时容易出现压缩机过载，使用寿命降低。另外由于采用两台压缩机，可靠性下降，成本较高，运行控制也较复杂。从实现低温制冷讲，传统的自动复叠(Auto-cascade)节流制冷技术可以用于温度试验箱。该技术的基本思想专利技术于1939年，历经了数十年的不断发展且已成功用于大型天然气液化系统，近年也在与低温试验箱相近的部分温区低温冷冻贮存箱中采用。代表性的如1.日本三洋生产的_135°C和_152°C两个温区低温冷冻储存箱采用了带预冷级的混合工质自动复叠节流制冷系统，具体为一个单级蒸汽压缩节流制冷系统预冷一个自动复叠节流制冷系统，低温级自动复叠节流制冷系统采取了二个汽液分离器和三组都需要精调的节流器件，预冷级采用R407D制冷剂，低温级自动复叠节流制冷系统采用氢氟烃多元混合制冷剂(HFCs) ；2.美国Hiermo (Revco品牌)生产的_135°C和_152°C两个温区低温冷冻储存箱采取的是带三个汽液分离器和四组都需要精调的节流器件的完全自动复叠节流制冷系统，工质为不含氟氯烃(CFCs)的多元混合物；3.国内外还有多个类似工作和专利。中国专利(申请号03116151. 0和03116152. 9等)则利用内复叠流程中的多温度级实现多温室低温箱。但是，由于它们所采用的制冷系统的核心思想均是源自普冷领域的蒸汽压缩节流制冷和以其为基础的多级复叠原理，系统中有多次汽液分离和多个节流元件一是系统复杂给设计和生产过程显著增加了难度，二是制冷温度每降低30-4(TC需相应增加一级使不同温区在制冷系统上不具统一性，三是难以用简单的方法实现对各级之间的最优匹配控制，因此该制冷技术从技术经济上讲并不能很好适合于低温箱的全温区控温的实现，四是温度试验箱的一些特殊工况会使内复叠的各级之间失去稳定性，而使其不能正常工作。本专利技术专利提出了一种带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱。其可采用常规油润滑单级压缩机驱动，由同一套硬件仅通过改变工质即可高效地实现下限可至液氮的全温区的温度试验箱，大大提高了系统设计、部件加工及组装和整机调试的效率，而且具有系统和调控简单，运行可靠安全，能耗和造价更低、更便于实现紧凑化等优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱，其采用常规油润滑单级压缩机驱动，由同一套硬件仅通过改变工质即可高效地实现下限可至液氮的全温区的温度试验箱，从而大幅降低传统温度试验箱在技术和生产过程等上的复杂性。本专利技术提供的技术方案如下本专利技术提供的带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱，由制冷系统R、控制系统C、箱体B、调温加热模块H和搅拌风机模块F组成，如图1所示；所述制冷系统R为回热式多元混合工质节流制冷系统，其包括压缩机模块CU、冷凝冷却器EX、回热换热器模块RU、节流及后端能力调节模块JU和蒸发换热模块EU及其连接管路，其连接为制冷压缩机模块CU的高压出口连接冷凝冷却器EX的入口，冷凝冷却器 EX的出口连接回热换热器模块RU的制冷剂高压入口 ；回热换热器模块RU的制冷剂高压出口连接节流及后端能力调节模块JU的制冷剂高压入口 ；节流及后端能力调节模块JU的第一制冷剂低压出口连接蒸发换热模块EU入口，蒸发换热模块EU的出口连接回热换热器模块RU的制冷剂低压入口，回热换热器模块RU的制冷剂低压出口连接压缩机模块CU的低压入口 ；其特征在于所述的压缩机模块CU由压缩机CUl和润滑油过滤回油器CU2及其连接管路和阀门组成，如图2所示，其连接方式为压缩机CUl的高压出口连接润滑油过滤回油器CU2的高压进口，润滑油过滤回油器CU2的高压出口作为压缩机模块CU的高压出口，润滑油过滤回油器⑶2的回油出口连接三通管件N的一个端口，三通管件N的另外两个端口中的一个连接压缩机CUl的低压进口，另一个作为压缩机模块CU的低压进口 ； 所述的节流及后端能力调节模块JU包括主节流组件EJl及其连接管路组成，其连接方式为主节流组件EJl的进口端为节流及后端能力调节模块JU的高压入口，主节流组件EJl的出口端为节流及后端能力调节模块JU的第一制冷剂低压出口 ； 所述控制系统C根据系统对制冷量的需求通过调控前端能力调节模块FU和/或节流及后端能力调节模块JU实现对制冷系统R的制冷能力进行调节，并通过对调温加热模块H加热量的调控进一步实现对箱体B内部的精确控温；所述搅拌风机模块(F)用以对所述箱体B内部的空气进行扰动。所述的带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱，其特征还在于所述回热换热器模块RU为回热换热器RUO、分凝分离模块SR或为相互连接的回热换热器RUO与分凝分离模块SR，如图3所示；所述回热换热器模块RU为回热换热器RUO时，其连接为冷凝冷却器EX的出口连接回热换热器模块RUO的制冷剂高压入口 ；回热换热器模块RUO的制冷剂高压出口连接节流及后端能力调节模块JU的制冷剂高压入口 ；所述回热换热器模块RU为分凝分离模块SR时，其连接为冷凝冷却器EX的出口连接回热换热器模块SR的制冷剂高压入口 ；回热换热器模块SR的制冷剂高压出口连接节流及后端能力调节模块JU的制冷剂高压入口 ；所述回热换热器模块RU为相互连接的回热换热器RU本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑峰，公茂琼，刘加永，董学强，
申请(专利权)人：中科赛凌北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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