[发明专利]测试腔室及其控制方法

说明书

本发明涉及一种测试腔室以及一种用于调节测试腔室的隔温测试空间中的空气的方法，隔温测试空间对环境是可密封的并且用于接收测试材料，通过测试腔室的温度控制装置的冷却装置(10)在测试空间内产生‑20℃到+180℃的温度范围，使用以二氧化碳(CO₂)作为冷却剂的冷却回路(11)，使用在测试空间中的热交换器(12)，使用低压压缩机(13)并使用低压压缩机下游的高压压缩机(14)，使用气体冷却器(15)，使用用于冷却剂的存储手段(16)以及使用膨胀阀(17)，通过测试腔室的控制装置控制和/或调节测试空间中的温度。通过气体冷却器下游的冷却回路的高压阀(22)在存储手段中对气态和/或液体冷却剂进行配量，存储手段通过冷却回路的中压旁路(25)与高压压缩机上游和低压压缩机下游的冷却回路的中压侧(20)连接，当低压压缩机关闭时，通过中压阀(26)从存储手段在中压侧中对气态冷却剂进行配量。

技术领域

本发明涉及一种测试腔室，尤其涉及一种用于调节空气的气候腔室，以及涉及一种用于在测试腔室的隔热测试空间中调节空气的方法，隔热测试空间对环境是可密封的并且用于接收测试材料，通过测试腔室的温度控制装置的冷却装置在测试空间内产生-20℃到+180℃的温度，该方法使用以二氧化碳作为冷却剂的冷却回路，使用在测试空间中的热交换器，使用低压压缩机，并且使用低压压缩机的下游的高压压缩机，使用气体冷却器，使用用于冷却剂的存储手段以及使用膨胀阀。通过测试腔室的控制装置控制和/或调节测试空间中的温度。

背景技术

这种类型的测试腔室通常用于核查物体的物理和/或化学性质，特别是设备的物理和/或化学性质。因此，已知在温度测试腔室或者气候测试腔室内可以设置-70℃到+180℃的温度范围。在气候测试腔室中，可以额外设置所需的气候条件，装置或测试材料在确定的时间段上暴露于其中。接收待测试的测试材料的测试空间的温度通常在测试空间内的空气循环管道中控制。空气循环管道在测试空间中形成空气处理空间，在空气处理空间中设置热交换器以用于加热或冷却流过空气循环管道和测试空间的空气。风扇或者通风机抽吸测试空间中的空气并且将空气在空气循环管道中引导至相应的热交换器。可以控制测试材料的温度或者将测试材料暴露于确定的温度变化。例如，在测试间隔中，温度可以在测试腔室的最大温度和测试腔室的最小温度之间波动。例如，该测试腔室在EP 0 344 397 A2中公开。

在冷却回路中使用的冷却剂应该具有相当低的二氧化碳(CO₂)当量，即：相对的温室效应或全球变暖效应(GWP)应该尽可能低，以防止由于释放冷却剂而对环境造成意想不到的损害。因此，二氧化碳(CO₂)作为纯元素冷却剂的使用已被熟知。二氧化碳是廉价地可获得的，是不燃性的，并且在GWP为1时基本上是环境中性的。二氧化碳具有-56.6℃的冻结温度或三相点，因此，仅使用二氧化碳不能获得更低的温度。

此外，已知冷却装置被实现为所谓的增压装置。在冷却装置的冷却回路中，高压压缩机总是在低压压缩机的下游串联切换，这意味着使用低压压缩机和随后的高压压缩机逐渐压缩冷却剂。由于对测试空间的温度范围内的温度调节的高要求，因此负载要求在测试腔室运行期间规律地波动。由压缩机和膨胀阀产生的冷却容量必须因此连续变化。然而，期望的是，不应频繁地打开和关闭压缩机，从而延长它们的使用寿命。

为了补偿实际温度和目标温度之间的微小温度差异，已知的是，经由旁路将由压缩机引起的冷却回路中的质量流量引导经过热交换器，以避免在压缩机处不利的负载情况并且因此避免压缩机的频繁打开和关闭。然而，此处的缺点是，压缩机总是需要在热交换器处的温度差异较小时运行，而与待由冷却装置补偿的温度差异多大无关。例如，如果总容量的冷却容量大于1％，则相应压缩机的全部冷却容量必须是可用的，以便能够在热交换器处维持所需的目标温度。然后通过上述旁路将大部分冷却容量引导回压缩机。由于连续打开和关闭压缩机是不可能的，并且如果需要在冷凝器或气体冷却器处运行风扇，在采用上述已知的运行模式时，即使对于待补偿的非常低的温度差异，也会导致冷却装置的相对较大的能耗和压缩机的缩短的使用寿命。

发明内容