[发明专利]一种长期低温运行的设备的温度耦合控制系统

说明书

本发明涉及一种长期低温运行的设备的温度耦合控制系统，包括互为备用且器件设置相同的两套制冷系统，任一制冷系统中，均包括压缩机、蒸发器、冷凝器和换热器；压缩机制冷剂出口与蒸发器制冷剂进口、冷凝器制冷剂进口之间，压缩机制冷剂进口与蒸发器制冷剂出口之间，蒸发器制冷剂进口与冷凝器制冷剂出口之间；换热器制冷剂进口与蒸发器制冷剂出口之间，换热器制冷剂出口与压缩机制冷剂进口之间均通过制冷剂通路连接。本发明中两套制冷系统彼此可对因对方蒸发器结霜导致下降的制冷量进行弥补，保证系统环境工况的稳定。通过改变制冷系统中制冷剂的流向，还可以利用制冷剂对蒸发器除霜，提高系统的运行效率，实现设备在低温下的长期稳定运行。

技术领域

本发明涉及制冷设备温控领域，具体涉及一种长期低温环境工况下运行的设备的温度耦合控制系统。

背景技术

在环境模拟实验室中，室外模拟(环境模拟实验室的室外侧)一直是环境模拟实验室的中的重要组成部分，负责模拟全球室外工况，工况极其复杂。室外模拟中，很大一部分是低温工况，尤其是近几年煤改电项目的实施，对室外长期低温工况稳定运行的需求特别大。

在制冷系统中，蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀是必不可少的四大件，这当中蒸发器是输送冷量的设备，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机做功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。

低温工况运行过程中，蒸发器极易结霜。蒸发器翅片表面温度低于周围空气的露点温度时，空气中的水蒸汽便在翅片表面结露，若翅片温度低于0℃，其表面会出现结霜现象。霜层的出现增大了空气和工质之间的换热热阻，严重阻碍了蒸发器的换热性能，导致换热过程持续恶化。霜层的增厚还加大了空气流过翅片的阻力，降低了空气流量，导致蒸发器性能衰减，由于制冷剂未蒸发完全，会在回气管中形成积液，如果吸入压缩机，会造成液击，这些问题都将导致机组不能正常工作甚至损坏。此时就需要进行除霜，各种不同方式的除霜，对工况环境的影响都比较大，室外环境温度都会升高3-8度，严重影响了试验测试。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种长期低温环境工况下运行的设备的温度耦合控制系统。

本发明采用了以下技术方案：

一种长期低温运行的设备的温度耦合控制系统，包括互为备用且器件设置相同的第一制冷系统和第二制冷系统；

任一制冷系统中，均包括压缩机、蒸发器、冷凝器和换热器；压缩机制冷剂出口与蒸发器制冷剂进口和冷凝器制冷剂进口分别通过制冷剂通路连接，压缩机制冷剂进口与蒸发器制冷剂出口通过制冷剂通路连接，同时，蒸发器制冷剂进口与所述冷凝器制冷剂出口通过制冷剂通路连接；所述换热器制冷剂进口与所述蒸发器制冷剂出口通过制冷剂通路连接，所述换热器制冷剂出口与所述压缩机制冷剂进口通过制冷剂通路连接。

优选的，各制冷剂通路上均设置有电磁阀，用于控制制冷剂的流向。

优选的，在所述蒸发器制冷剂进口处的制冷剂通路上，设置有蒸发器膨胀阀；在所述换热器制冷剂进口处的制冷剂通路上，设置有换热器膨胀阀；所述蒸发器膨胀阀和换热器膨胀阀用于调节制冷剂流量，从而控制所述蒸发器或换热器的工作效率。

优选的，任一制冷系统中，所述蒸发器制冷剂出口处均设置有温压检测装置。

优选的，第一制冷系统中的第一蒸发器的输出冷量值与第二制冷系统的第二蒸发器膨胀阀开度联动，当第一制冷系统中的第一温压检测装置检测到该系统中蒸发器制冷剂出口制冷剂温度低于设定值时，第二制冷系统启动，所述第二制冷系统中第二电子膨胀阀控制所述第二蒸发器的输出冷量值与所述第一蒸发器的输出冷量值的减少量相等。