專利名稱：高精度溫控?zé)峤粨Q系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高精度溫控?zé)峤粨Q系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及熱交換領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度溫控?zé)峤粨Q系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]利用冷凍機(jī)進(jìn)行溫度控制的系統(tǒng)，大多是采用控制冷凍機(jī)冷媒(氟利昂)膨脹后的流量達(dá)到對(duì)控溫物體的溫度控制。而需要被控制的物體(設(shè)備)通常需要另外一個(gè)恒定溫度或一個(gè)需要在一個(gè)可變的溫度范圍，例如攝氏-20度 80度中的某個(gè)溫度。常用的方法是使用另外一種液體或氣體(一次液體或氣體，以下稱循環(huán)流體)與上述冷凍機(jī)冷媒(氟利昂) 通過熱交換器進(jìn)行熱交換達(dá)到精確的循環(huán)液體溫度控制，之后利用所述循環(huán)流體去控制控溫物體的溫度。這種熱交換是通過控制冷凍機(jī)冷媒(氟利昂)的流量來調(diào)節(jié)熱交換功率的， 通常冷媒的流量多是通過0N/0FF (開/關(guān))動(dòng)作的電磁閥或機(jī)械感溫式膨脹閥或毛細(xì)管等來完成，這些膨脹閥都很難對(duì)冷媒流量進(jìn)行精確的控制。[0003]因此，有必要提出一種改進(jìn)的技術(shù)方案來解決上述問題。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種熱交換系統(tǒng)，其可以實(shí)現(xiàn)大功率熱交換系統(tǒng)中冷凍機(jī)的冷媒流量的精確控制，從而實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的精確溫度控制。[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種熱交換系統(tǒng)，其包括冷凍機(jī)，所述冷凍機(jī)包括壓縮機(jī)、冷凝器、熱交換器，所述冷凍機(jī)中的冷媒與冷卻流體在冷凝器處進(jìn)行熱交換， 循環(huán)流體與所述冷凍機(jī)中的冷媒在熱交換器處進(jìn)行熱交換，所述冷凝器包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口，所述熱交換器包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口，所述冷凍機(jī)還包括第一電子膨脹閥裝置、第二電子膨脹閥裝置和第三電子膨脹閥裝置，所述壓縮機(jī)的輸出端口與所述冷凝器的第一輸入端口相連通，所述冷凝器的第一輸出端口通過第一電子膨脹閥裝置與熱交換器的第一輸入端口相連通，所述熱交換器的第一輸出端口與所述壓縮機(jī)的輸入端口相連通，所述壓縮機(jī)的輸出端口還通過第二電子膨脹閥裝置與熱交換器的第一輸入端口相連通，所述冷凝器的第一輸出端口還通過第三電子膨脹閥裝置與所述壓縮機(jī)的輸入端口相連通；所述循環(huán)流體從所述熱交換器的第二輸入端口流入，從所述熱交換器的第二輸出端口流出，所述冷卻流體從所述冷凝器的第二輸入端口流入，從所述冷凝器的第二輸出端口流出。[0006]進(jìn)一步的，第一電子膨脹閥裝置和第二電子膨脹閥裝置均包括多個(gè)并聯(lián)的相互獨(dú)立的電子膨脹閥單元，所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體的通路上的用于檢測(cè)所述循環(huán)流體溫度的溫度傳感器，基于所述溫度傳感器檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度來控制各個(gè)電子膨脹閥裝置。其中所述電子膨脹閥單元的開關(guān)比例是可控的。[0007]進(jìn)一步的，所述冷凍機(jī)中的冷媒有三條通路，第一條通路是從所述壓縮機(jī)的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過所述冷凝器的第一輸入端口和第一輸出端口、第一電子膨脹閥裝置、所述熱交換器的第一輸入端口和第一輸出端口、壓縮機(jī)的輸入端口流回所述壓縮機(jī)；第二條通路是從所述壓縮機(jī)的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過第二電子膨脹閥裝置、所述熱交換器的第一輸入端口和第一輸出端口、壓縮機(jī)的輸入端口流回所述壓縮機(jī)；第三條通路是從所述壓縮機(jī)的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過所述冷凝器的第一輸入端口和第一輸出端口、第三電子膨脹閥裝置、壓縮機(jī)的輸入端口流回所述壓縮機(jī)。[0008]進(jìn)一步的，所述冷凍機(jī)還包括設(shè)置在所述冷媒的通路中的吸蓄池、接收罐、干燥器和視窗，所述冷凝器的第一輸出端口與所述接收罐的輸入端口連通，所述接收罐的輸出端口經(jīng)過干燥器和視窗與第一電子膨脹閥裝置的輸入端口和第三電子膨脹閥裝置的輸入端口連通，所述吸蓄池的輸入端口與第三電子膨脹閥裝置的輸出端口和所述熱交換器的第一輸出端口連通，所述吸蓄池的輸出端口與所述壓縮機(jī)的輸入端口連通。[0009]進(jìn)一步的，所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體的通路上的用于儲(chǔ)存所述循環(huán)流體的循環(huán)流體罐，在所述流體罐內(nèi)設(shè)置有加熱絲，根據(jù)所述溫度傳感器檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度使能所述加熱絲。[0010]進(jìn)一步的，所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體的通路上的泵和馬達(dá)，以驅(qū)動(dòng)所述循環(huán)流體的流動(dòng)。[0011]進(jìn)一步的，在所述循環(huán)流體通路的入口后和所述循環(huán)流體通路的出口前還設(shè)置有連通所述循環(huán)流體管道的旁通閥。[0012]更進(jìn)一步的，所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體為冷卻水。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過在熱交換系統(tǒng)的冷凍機(jī)中設(shè)置電子膨脹閥的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)大功率熱交換系統(tǒng)冷媒流量的精確控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的精確溫度控制。


[0014]圖I為本實(shí)用新型中的熱交換系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0015]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。[0016]此處所稱的“ 一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指與所述實(shí)施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性至少可包含于本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非必須都指同一個(gè)實(shí)施例，也不必須是與其他實(shí)施例互相排斥的單獨(dú)或選擇實(shí)施例。此外，表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。[0017]圖I為本實(shí)用新型中的高精度溫控?zé)峤粨Q系統(tǒng)100在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，所述熱交換系統(tǒng)100包括冷凍機(jī)110、冷卻流體通路120和循環(huán)流體通路 130。[0018]所述冷凍機(jī)110包括壓縮機(jī)112，冷凝器114、熱交換器115 (或者稱為蒸發(fā)器)、第一電子膨脹閥裝置ELV1、第二電子膨脹閥裝置ELV2和第三電子膨脹閥裝置ELV3。所述冷凍機(jī)110中的冷媒與冷卻流體通路120中的冷卻流體在冷凝器114處進(jìn)行熱交換；循環(huán)流體通路130中的循環(huán)流體與所述冷凍機(jī)110中的冷媒在熱交換器115處進(jìn)行熱交換。[0019]所述冷凝器114包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口。所述熱交換器115包括第一輸入端口、 與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端 □。[0020]所述壓縮機(jī)112的輸出端口與所述冷凝器114的第一輸入端口相連通，所述冷凝器114的第一輸出端口通過第一電子膨脹閥裝置ELVl與熱交換器115的第一輸入端口相連通，所述熱交換器115的第一輸出端口與所述壓縮機(jī)112的輸入端口相連通，所述壓縮機(jī) 112的輸出端口還通過第二電子膨脹閥裝置ELV2與熱交換器115的第一輸入端口相連通， 所述冷凝器114的第一輸出端口通過第三電子膨脹閥裝置ELV3與所述壓縮機(jī)112的輸入端口相連通。其中，第一電子膨脹閥裝置ELVl和第二電子膨脹閥裝置ELVl均包括多個(gè)并聯(lián)的相互獨(dú)立的電子膨脹閥單元。由于單個(gè)電子膨脹閥單元的流量口徑一般較小，在大功率中的熱交換應(yīng)用中一般不采用這種電子膨脹閥單元，而在本實(shí)用新型中通過采用多個(gè)電子膨脹閥單元并聯(lián)的方式來增大的整個(gè)電磁膨脹裝置的總體流量口徑，從而可以滿足大功率中的熱交換應(yīng)用。此外，每個(gè)電子膨脹閥單元的開關(guān)比例都是可調(diào)的，比如100%開啟至0% 開啟，每5% 一個(gè)調(diào)整等級(jí)，那么則有0%，5%，10%,……，95%，100%這么多的開關(guān)比例等級(jí)， 這樣相對(duì)于整個(gè)電子膨脹閥裝置的總體流量口徑來講，可以非常精確的調(diào)整冷媒流過的流量，從而可以精確的控制熱交換的功率，進(jìn)而精確的控制循環(huán)流體的溫度。每個(gè)電子膨脹閥單元包括電子式膨脹閥和控制所述電子式膨脹閥的開關(guān)比例的步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)，通過控制所述步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)來控制所述電子式膨脹閥的開關(guān)比例。[0021]可以看出，所述冷凍機(jī)110中的冷媒有三條通路，第一條通路是從所述壓縮機(jī)112 的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過所述冷凝器114的第一輸入端口和第一輸出端口、第一電子膨脹閥裝置ELV1、所述熱交換器115的第一輸入端口和第一輸出端口、壓縮機(jī)112的輸入端口流回所述壓縮機(jī)；第二條通路是從所述壓縮機(jī)112的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過第二電子膨脹閥裝置ELV2、所述熱交換器115的第一輸入端口和第一輸出端口、壓縮機(jī)112的輸入端口流回所述壓縮機(jī)；第三條通路是從所述壓縮機(jī)112的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過所述冷凝器114的第一輸入端口和第一輸出端口、第三電子膨脹閥裝置ELV3、壓縮機(jī)112的輸入端口流回所述壓縮機(jī)。[0022]在本實(shí)施例中，所述冷凍機(jī)110還包括設(shè)置在所述冷媒的通路中的吸蓄池116、接收罐117、干燥器118和視窗119，所述冷凝器114的第一輸出端口與所述接收罐117的輸入端口連通，所述接收罐117的輸出端口經(jīng)過干燥器118和視窗119與第一電子膨脹閥裝置ELVl的輸入端口和第三電子膨脹閥裝置ELV3的輸入端口連通，所述吸蓄池116的輸入端口與第三電子膨脹閥裝置ELV3的輸出端口和所述熱交換器115的第一輸出端口連通，所述吸蓄池116的輸出端口與所述壓縮機(jī)112的輸入端口連通。[0023]在所述冷卻流體通路120上包括與冷凝器114第二輸入端口連通的冷卻流體通路入口 122和與冷凝器114第二輸出端口連通的冷卻流體通路出口 124。所述冷卻流體從所述冷凝器114的第二輸入端口流入，從所述冷凝器114的第二輸出端口流出。在本實(shí)施例中，在所述冷卻流體通路120上還設(shè)置有溫度傳感器126，其用于檢測(cè)所述冷卻流體的溫度。[0024]在所述循環(huán)流體通路130上包括與熱交換器115的第二輸入端口連通的循環(huán)流體通路入口 132和與熱交換器115第二輸出端口連通的循環(huán)流體通路出口 134。所述循環(huán)流體從所述熱交換器115的第二輸入端口流入，從熱交換器115的第二輸出端口流出。所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體通路130上的用于檢測(cè)所述循環(huán)流體溫度的溫度傳感器136，基于所述溫度傳感器136檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度來控制各個(gè)電子膨脹閥裝置 ELVl、ELV2和ELV3的開關(guān)比例，從而實(shí)現(xiàn)熱交換系統(tǒng)中冷凍機(jī)的冷媒流量的精確控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的精確溫度控制。在本實(shí)施例中，在所述循環(huán)流體管道入口 132后和所述循環(huán)流體管道出口 134前分別設(shè)置有一個(gè)檢測(cè)所述循環(huán)流體溫度的溫度傳感器136。[0025]在本實(shí)施例中，所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體通路上的用于儲(chǔ)存所述循環(huán)流體的循環(huán)流體罐137，設(shè)置于所述循環(huán)流體的通路上的用以驅(qū)動(dòng)所述循環(huán)流體的流動(dòng)的泵138和馬達(dá)139，以及在所述循環(huán)流體通路入口 132后和所述循環(huán)流體通路出口 134前設(shè)置的旁通閥133。在所述流體罐137內(nèi)設(shè)置有加熱絲HT，其可以根據(jù)所述溫度傳感器136檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度來使得所述加熱絲HT開始或停止工作。[0026]在本實(shí)施例中，所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體為冷卻水。[0027]綜上所述，本實(shí)用新型的熱交換系統(tǒng)通過在所述冷凝器114的第一輸出端口和熱交換器115的第一輸入端口之間設(shè)置第一電子膨脹閥裝置ELVl ;在所述壓縮機(jī)112的輸出端口和熱交換器115的第一輸入端口之間設(shè)置第二電子膨脹閥裝置ELV2 ;在所述冷凝器 114的第一輸出端口與所述壓縮機(jī)112的輸入端口之間設(shè)置第三電子膨脹閥裝置ELV3，并且第一電子膨脹閥裝置和第二電子膨脹閥裝置包括多個(gè)并聯(lián)的相互獨(dú)立的電子膨脹閥單元。在所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體通路130上的用于檢測(cè)所述循環(huán)流體溫度的溫度傳感器136，基于所述溫度傳感器檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度來控制各個(gè)電子膨脹閥裝置的開關(guān)比例，從而實(shí)現(xiàn)熱交換系統(tǒng)中冷凍機(jī)的冷媒流量的精確控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的精確溫度控制。[0028]雖然通過實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本實(shí)用新型有許多變形和變化而不脫離本實(shí)用新型的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本實(shí)用新型的精神。
權(quán)利要求1.一種熱交換系統(tǒng)，其包括冷凍機(jī)，所述冷凍機(jī)包括壓縮機(jī)、冷凝器、熱交換器，所述冷凍機(jī)中的冷媒與冷卻流體在冷凝器處進(jìn)行熱交換，循環(huán)流體與所述冷凍機(jī)中的冷媒在熱交換器處進(jìn)行熱交換， 所述冷凝器包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口， 所述熱交換器包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口，其特征在于， 所述冷凍機(jī)還包括第一電子膨脹閥裝置、第二電子膨脹閥裝置和第三電子膨脹閥裝置，所述壓縮機(jī)的輸出端口與所述冷凝器的第一輸入端口相連通，所述冷凝器的第一輸出端口通過第一電子膨脹閥裝置與熱交換器的第一輸入端口相連通，所述熱交換器的第一輸出端口與所述壓縮機(jī)的輸入端口相連通，所述壓縮機(jī)的輸出端口還通過第二電子膨脹閥裝置與熱交換器的第一輸入端口相連通，所述冷凝器的第一輸出端口還通過第三電子膨脹閥裝置與所述壓縮機(jī)的輸入端口相連通； 所述循環(huán)流體從所述熱交換器的第二輸入端口流入，從所述熱交換器的第二輸出端口流出，所述冷卻流體從所述冷凝器的第二輸入端口流入，從所述冷凝器的第二輸出端口流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，第一電子膨脹閥裝置和第二電子膨脹閥裝置均包括多個(gè)并聯(lián)的相互獨(dú)立的電子膨脹閥單元，所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體通路上的用于檢測(cè)所述循環(huán)流體溫度的溫度傳感器，基于所述溫度傳感器檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度來控制各個(gè)電子膨脹閥裝置的開關(guān)比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，所述電子膨脹閥單元的開關(guān)比例是可控的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍機(jī)中的冷媒有三條通路，第一條通路是從所述壓縮機(jī)的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過所述冷凝器的第一輸入端口和第一輸出端口、第一電子膨脹閥裝置、所述熱交換器的第一輸入端口和第一輸出端口、壓縮機(jī)的輸入端口流回所述壓縮機(jī)；第二條通路是從所述壓縮機(jī)的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過第二電子膨脹閥裝置、所述熱交換器的第一輸入端口和第一輸出端口、壓縮機(jī)的輸入端口流回所述壓縮機(jī)；第三條通路是從所述壓縮機(jī)的輸出端口流出的冷媒，經(jīng)過所述冷凝器的第一輸入端口和第一輸出端口、第三電子膨脹閥裝置、壓縮機(jī)的輸入端口流回所述壓縮機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍機(jī)還包括設(shè)置在所述冷媒的通路中的吸蓄池、接收罐、干燥器和視窗，所述冷凝器的第一輸出端口與所述接收罐的輸入端口連通，所述接收罐的輸出端口經(jīng)過干燥器和視窗與第一電子膨脹閥裝置的輸入端口和第三電子膨脹閥裝置的輸入端口連通，所述吸蓄池的輸入端口與第三電子膨脹閥裝置的輸出端口和所述熱交換器的第一輸出端口連通，所述吸蓄池的輸出端口與所述壓縮機(jī)的輸入端口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體的通路上的用于儲(chǔ)存所述循環(huán)流體的循環(huán)流體罐，在所述流體罐內(nèi)設(shè)置有加熱絲，根據(jù)所述溫度傳感器檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度使能所述加熱絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體通路上的泵和馬達(dá)，以驅(qū)動(dòng)所述循環(huán)流體的流動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，在所述循環(huán)流體通路的入口后和所述循環(huán)流體通路的出口前還設(shè)置有連通所述循環(huán)流體管道的旁通閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體為冷卻水。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高精度溫控?zé)峤粨Q系統(tǒng)，其包括冷凍機(jī)，所述冷凍機(jī)包括壓縮機(jī)、冷凝器、熱交換器，壓縮機(jī)的輸出端口與冷凝器的第一輸入端口相連通，冷凝器的第一輸出端口通過第一電子膨脹閥裝置與熱交換器的第一輸入端口相連通，熱交換器的第一輸出端口與所述壓縮機(jī)的輸入端口相連通，壓縮機(jī)的輸出端口還通過第二電子膨脹閥裝置與熱交換器的第一輸入端口相連通，冷凝器的第一輸出端口通過第三電子膨脹閥裝置與壓縮機(jī)的輸入端口相連通，其中，第一電子膨脹閥裝置和第二電子膨脹閥裝置均包括多個(gè)并聯(lián)的相互獨(dú)立的電子膨脹閥單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過在熱交換系統(tǒng)的冷凍機(jī)中設(shè)置電子膨脹閥的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)大功率熱交換系統(tǒng)冷媒流量的精確控制。
文檔編號(hào)F25B49/02GK202813859SQ201220491639
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者張翔 申請(qǐng)人:無錫溥匯機(jī)械科技有限公司