專利名稱：高精度自動無間隔切換均勻控溫方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及培養(yǎng)室(箱)控溫技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種高精度自動無間隔切換 均勻控溫方法，同時還涉及高精度自動無間隔切換均勻控溫的裝置，它適用于培養(yǎng)室(箱) 的無間隔自動切換均勻控溫。
背景技術(shù)：
培養(yǎng)室(箱)作為一種實驗設(shè)施，是醫(yī)院、防疫部門、農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)和生物技術(shù)開 發(fā)機(jī)構(gòu)生化培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因育種、特殊微生物培養(yǎng)等不可少的基本條件。目前，各領(lǐng) 域使用的培養(yǎng)室(箱)，升溫和降溫均是兩套系統(tǒng)，升溫系統(tǒng)使用電熱管加熱，降溫系統(tǒng)使 用壓縮機(jī)制冷，加熱過程和制冷過程之間有一定時間差，溫度控制的精度比較低(控溫精 度，培養(yǎng)箱一般為士 1.0°c左右，培養(yǎng)室為士2°C 5°C，在加光照時達(dá)士 10°C)；另外，頻繁 啟動容易導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)故障。目前使用的培養(yǎng)室(箱)內(nèi)溫度的散布不均勻，傳感器所 在點(diǎn)的溫度與設(shè)定溫度相差士0.5°C左右，而遠(yuǎn)離控制點(diǎn)處的溫度相差士2°C以上，一般培 養(yǎng)箱的溫差為士2°C以上，培養(yǎng)室的溫差士5°C以上，使用光照風(fēng)循環(huán)不徹底時溫差達(dá)5°C 以上。由于目前使用的培養(yǎng)室(箱)溫度控制的精度低、溫度的分布不均勻和頻繁出現(xiàn)故 障等問題，嚴(yán)重影響實驗結(jié)果，無法滿足高精度科學(xué)試驗的需要，必須對培養(yǎng)室(箱)溫度 控制技術(shù)方法進(jìn)行改進(jìn)，提高其精度和穩(wěn)定性，以適應(yīng)各領(lǐng)域特殊培養(yǎng)對溫度嚴(yán)格的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種高精度自動無間隔切換均勻控溫的方法，采用無 間隔切換技術(shù)方法實現(xiàn)無間隔實時控溫，采用徹底風(fēng)循環(huán)技術(shù)方法實現(xiàn)空間均勻控溫，最 終達(dá)到高精度均勻控溫效果。本發(fā)明的另一個目的是在于提供了一種高精度自動無間隔切換均勻控溫的裝置， 結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，采用制熱和制冷無間隔自動切換控制，控溫精度高(溫度控制精度為 培養(yǎng)箱為士0. 3°C、培養(yǎng)室為士 1. O0C )。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施一種高精度自動無間隔切換均勻控溫的方法，其控制步驟是A、當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度(通常培養(yǎng)試驗溫度范圍為5°C 45°C )時，制冷電磁閥 開啟(制熱電磁閥關(guān)閉)，制冷系統(tǒng)運(yùn)行；B、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體蒸汽經(jīng)冷凝器散熱冷凝成常溫高壓的液體， 流經(jīng)貯液器后經(jīng)過氣液分離器二次冷卻降溫為較低溫高壓液體，經(jīng)制冷電磁閥后，通過膨 脹閥節(jié)流轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進(jìn)入蒸發(fā)器吸收室內(nèi)熱量實現(xiàn)降溫目的、轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌?體，其經(jīng)氣液分離器分離，氣體和少量液體制冷劑吸入壓縮機(jī)，進(jìn)入下個循環(huán)；C、當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度(5°C 45°C)時，制熱電磁閥開啟(制冷電磁閥關(guān)閉)，制 熱系統(tǒng)運(yùn)行；D、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體，經(jīng)制熱電磁閥進(jìn)入蒸發(fā)器散熱實現(xiàn)升溫目的、轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌象w，經(jīng)氣液分離器分離，氣體和少量液體制冷劑吸入壓縮機(jī)，進(jìn)入下一 循環(huán)； E、當(dāng)蒸發(fā)器的壓力高于4MPa_6MPa，冷凝器壓力低于13MPa_14MPa時，連通兩者管 道中的單向流程調(diào)節(jié)閥開啟，氣液分離器內(nèi)液體流入貯液器后的常溫高壓液體管道以調(diào)節(jié) 壓力。通過制熱電子閥8和制冷電子閥5的自動切換實現(xiàn)無間隔精準(zhǔn)控溫。培養(yǎng)室(箱) 左右兩側(cè)風(fēng)道內(nèi)空氣在風(fēng)機(jī)驅(qū)動下向下移動，與蒸發(fā)器進(jìn)行熱量交換后，由培養(yǎng)室(箱)底 部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室，然后由其上部的出風(fēng)口吸入左右兩側(cè)風(fēng)道，進(jìn)入循環(huán)；通 過全面風(fēng)循環(huán)實現(xiàn)培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室溫度的均勻化。從而，徹底解決了培養(yǎng)室(箱)因控 溫有時間間隔和空間溫度不均勻而導(dǎo)致的控溫精度不高的問題。一種高精度自動無間隔切換均勻控溫裝置，它包括壓縮機(jī)、冷凝器、貯液器、氣液 分離器、制冷電磁閥、膨脹閥、蒸發(fā)器、制熱電磁閥、單向流程調(diào)節(jié)閥、培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室、風(fēng) 道，風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口。其連接關(guān)系是壓縮機(jī)、冷凝器、貯液器，氣液分離器內(nèi)管道、制冷 電磁閥、膨脹閥、蒸發(fā)器、氣液分離器、壓縮機(jī)順序用管道連接構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)，各部件的 作用依次為產(chǎn)生高溫高壓蒸汽、一次冷卻、貯存制冷劑和增加系統(tǒng)制冷劑量、二次冷卻、控 制開關(guān)、降壓、實現(xiàn)熱量交換(降低室(箱)內(nèi)的溫度)、制冷劑氣液分離、實現(xiàn)循環(huán)；壓縮 機(jī)、制熱電磁閥、蒸發(fā)器、氣液分離器、壓縮機(jī)由管道順序連接，構(gòu)成制熱循環(huán)系統(tǒng)，各部件 的作用依次為產(chǎn)生高溫高壓蒸汽、控制開關(guān)、實現(xiàn)熱量交換(增加室(箱)內(nèi)的溫度)、制冷 劑氣液分離、實現(xiàn)循環(huán)；在制冷系統(tǒng)中，氣液分離器和貯液器后常溫高壓液體管道經(jīng)單向流 程調(diào)節(jié)閥由管道相連，調(diào)節(jié)冷凝器和蒸發(fā)器的壓力，維持制冷或制熱系統(tǒng)持續(xù)循環(huán)；風(fēng)機(jī)和 蒸發(fā)器由風(fēng)道分別經(jīng)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口與培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室相連，構(gòu)成風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明與以往的控溫系統(tǒng)比較，制成的培養(yǎng)室(箱)僅利用一臺壓縮機(jī)實現(xiàn)制熱 和制冷無間隔自動切換的精確、均勻控溫效果，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。本控溫系統(tǒng)與現(xiàn)有控 溫系統(tǒng)比較如下1、以往控溫系統(tǒng)制冷制熱轉(zhuǎn)換存在時間差，控溫精度不高；本方法采用制熱和制 冷無間隔自動切換控制，控溫精度高，溫度控制精度為士0.3°C ；2、以往控溫系統(tǒng)有的無風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，有風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的也僅是采用點(diǎn)式風(fēng)循環(huán)方 式，難以達(dá)到室(箱)內(nèi)溫度的均勻，易產(chǎn)生結(jié)霜的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響培養(yǎng)室(箱)內(nèi)的溫度均 衡性；本控制系統(tǒng)采用整體性風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，培養(yǎng)室(箱)內(nèi)空氣徹底循環(huán)，溫度均衡一致；3、以往控溫系統(tǒng)壓縮機(jī)時開時關(guān)，開關(guān)過度頻繁，易出故障；本控溫系統(tǒng)壓縮機(jī)連 續(xù)無間隔運(yùn)行，可靠性好。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1為一種高精度自動無間隔切換均勻控溫培養(yǎng)箱無間隔制冷制熱原理示意2為一種高精度自動無間隔切換均勻控溫培養(yǎng)箱風(fēng)循環(huán)均勻控溫示意中1.壓縮機(jī)，2.冷凝器，3.貯液器，4.氣液分離器，5.制冷電磁閥，6.膨脹閥， 7.蒸發(fā)器，8.制熱電磁閥，9.單向流程調(diào)節(jié)閥，10.培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室，11.風(fēng)道，12.風(fēng)機(jī)， 13.進(jìn)風(fēng)口，14.出風(fēng)口。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā) 明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種高精度自動無間隔切換均勻控溫的方法，其控制步驟是A、當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度(5°C 45°C)時，制冷電磁閥開啟(制熱電磁閥關(guān)閉)，制 冷系統(tǒng)運(yùn)行；B、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體蒸汽經(jīng)冷凝器散熱冷凝成常溫高壓的液體， 流經(jīng)貯液器后，經(jīng)氣液分離器二次冷卻降溫為較低溫高壓液體，經(jīng)制冷電磁閥后，通過膨脹 閥節(jié)流轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進(jìn)入蒸發(fā)器吸室內(nèi)收熱量實現(xiàn)降溫目的、轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌象w， 經(jīng)氣液分離器分離，氣體和少量液體制冷劑吸入壓縮機(jī)，進(jìn)入下個循環(huán)；C、當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度(5°C 45°C)時，制熱電磁閥開啟(制冷電磁閥關(guān)閉)，制 熱系統(tǒng)運(yùn)行；D、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體，經(jīng)制熱電磁閥進(jìn)入蒸發(fā)器散熱實現(xiàn)升溫目 的、轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌象w，經(jīng)氣液分離器分離，氣體和少量液體制冷劑吸入壓縮機(jī)，進(jìn)入下個 循環(huán)；E、當(dāng)蒸發(fā)器的壓力比冷凝器壓力高時(蒸發(fā)器的壓力高于4或5或6MPa，冷凝器 壓力低于13或14Mpa)，連通兩者管道中的單向流程調(diào)節(jié)閥開啟，氣液分離器內(nèi)液體進(jìn)入貯 液器后的常溫高壓管道以調(diào)節(jié)壓力。通過制熱電子閥8和制冷電子閥5的自動切換實現(xiàn)無 間隔精準(zhǔn)控溫。培養(yǎng)室(箱)左右兩側(cè)風(fēng)道內(nèi)空氣在風(fēng)機(jī)驅(qū)動下向下移動，與蒸發(fā)器進(jìn)行 熱量交換后，由培養(yǎng)室(箱)底部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室，然后由其上部的出風(fēng)口吸 入左右兩側(cè)風(fēng)道，進(jìn)入循環(huán)；通過全面風(fēng)循環(huán)實現(xiàn)培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室溫度的均勻化。利用無 間隔制冷制熱和風(fēng)循環(huán)技術(shù)方法，實現(xiàn)對培養(yǎng)室(箱)實時高精度均勻控溫的目的。根據(jù)圖1、圖2可知，一種高精度自動無間隔切換均勻控溫裝置，它由壓縮機(jī)1、冷 凝器2、貯液器3、氣液分離器4、制冷電磁閥5、膨脹閥6、蒸發(fā)器7、制熱電磁閥8、單向流程 調(diào)節(jié)閥9、培養(yǎng)室(箱)內(nèi)室10、風(fēng)道11、風(fēng)機(jī)12、進(jìn)風(fēng)口 13、出風(fēng)口 14構(gòu)成。其連接關(guān)系 是壓縮機(jī)1依次用管道與冷凝器2、貯液器3，氣液分離器4(其內(nèi)管道)、制冷電磁閥5、 膨脹閥6、蒸發(fā)器7相連，構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)，各部件的作用依次為產(chǎn)生高溫高壓蒸汽、一次 冷卻、貯存制冷劑和增加系統(tǒng)制冷劑量、二次冷卻、制冷控制開關(guān)、降壓、實現(xiàn)熱量交換(降 溫)、制冷劑氣液分離、實現(xiàn)循環(huán)；壓縮機(jī)1分別用管道順序與制熱電磁閥8、蒸發(fā)器7、氣 液分離器4連接，構(gòu)成制熱循環(huán)系統(tǒng)，各部件的作用依次為產(chǎn)生高溫高壓蒸汽、制熱控制開 關(guān)、實現(xiàn)熱量交換、制冷劑氣液分離、實現(xiàn)循環(huán)；氣液分離器4和貯液器3后的常溫高壓液 體管道經(jīng)單向流程調(diào)節(jié)閥9由管道相連，調(diào)節(jié)冷凝器2和蒸發(fā)器7之間的壓力，維持制冷或 制熱系統(tǒng)持續(xù)循環(huán)；風(fēng)機(jī)12和蒸發(fā)器7由風(fēng)道11分別經(jīng)進(jìn)風(fēng)口 13和出風(fēng)口 14與培養(yǎng)室 (箱)內(nèi)室10相連，構(gòu)成風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
一種高精度自動無間隔切換均勻控溫的方法，其步驟是A、當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度5℃～45℃時，制冷電磁閥開啟，制冷系統(tǒng)運(yùn)行；B、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體蒸汽經(jīng)冷凝器散熱冷凝成常溫高壓的液體，流經(jīng)貯液器后經(jīng)過氣液分離器二次冷卻降溫為較低溫高壓液體，經(jīng)制冷電磁閥后，通過膨脹閥節(jié)流轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進(jìn)入蒸發(fā)器吸收室內(nèi)熱量實現(xiàn)降溫、轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌象w，其經(jīng)氣液分離器分離，氣體和少量液體制冷劑吸入壓縮機(jī)，進(jìn)入下個循環(huán)；C、當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度5℃～45℃時，制熱電磁閥開啟，制熱系統(tǒng)運(yùn)行；D、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體，經(jīng)制熱電磁閥進(jìn)入蒸發(fā)器散熱實現(xiàn)升溫、轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌象w，經(jīng)氣液分離器分離，氣體和少量液體制冷劑吸入壓縮機(jī)，進(jìn)入下一循環(huán)；E、蒸發(fā)器的壓力高于6MPa-8Mpa，冷凝器壓力低于13MPa-14MPa時，連通兩者管道中的單向流程調(diào)節(jié)閥開啟，氣液分離器內(nèi)液體流入貯液器后的常溫高壓液體管道以調(diào)節(jié)壓力，通過制熱電子閥(8)和制冷電子閥(5)的自動切換實現(xiàn)無間隔控溫，培養(yǎng)室左右兩側(cè)風(fēng)道內(nèi)空氣在風(fēng)機(jī)驅(qū)動下向下移動，與蒸發(fā)器進(jìn)行熱量交換后，由培養(yǎng)室底部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入培養(yǎng)室內(nèi)室，其上部的出風(fēng)口吸入左右兩側(cè)風(fēng)道，進(jìn)入循環(huán)；通過全面風(fēng)循環(huán)實現(xiàn)培養(yǎng)室內(nèi)室溫度的均勻。
2.權(quán)利要求1所述的一種高精度自動無間隔切換均勻控溫的裝置，它由壓縮機(jī)(1)、冷 凝器(2)、貯液器(3)、氣液分離器(4)、蒸發(fā)器(7)、單向流程調(diào)節(jié)閥(9)、風(fēng)機(jī)(12)構(gòu)成， 其特征在于壓縮機(jī)(1)依次用管道與冷凝器(2)、貯液器(3)、氣液分離器(4)、制冷電磁 閥(5)、膨脹閥(6)、蒸發(fā)器(7)相連，壓縮機(jī)(1)分別用管道順序與制熱電磁閥(8)、蒸發(fā)器 (7)、氣液分離器(4)連接，氣液分離器(4)和貯液器(3)經(jīng)單向流程調(diào)節(jié)閥(9)由管道相 連，風(fēng)機(jī)(12)和蒸發(fā)器(7)由風(fēng)道(11)分別經(jīng)進(jìn)風(fēng)口(13)和出風(fēng)口(14)與培養(yǎng)室內(nèi)室 (10)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度自動無間隔切換均勻控溫方法及裝置，其步驟A、溫度高于設(shè)定溫度時，制冷電磁閥開啟；B、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體蒸汽經(jīng)冷凝器散熱冷凝成液體，為氣液混合體；C、溫度低于設(shè)定溫度時，制熱電磁閥開啟，制熱系統(tǒng)運(yùn)行；D、壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓制冷劑氣體，經(jīng)制熱電磁閥進(jìn)入蒸發(fā)器散熱實現(xiàn)升溫、轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌象w；E、蒸發(fā)器的壓力比冷凝器壓力高時，連通兩者管道中的單向流程調(diào)節(jié)閥開啟。壓縮機(jī)依次與冷凝器、貯液器、氣液分離器、制冷電磁閥、膨脹閥、蒸發(fā)器相連，壓縮機(jī)分別用與制熱電磁閥、蒸發(fā)器、氣液分離器連接。本發(fā)明實現(xiàn)了無間隔實時控溫，實現(xiàn)了空間均勻控溫，達(dá)到了高精度均勻控溫效果。
文檔編號F25B49/02GK101865562SQ201010162319
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者吳善德, 吳金水, 肖潤林, 葛體達(dá), 陳彩艷 申請人:中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所