发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种节能型高低温交变制冷系统，用于解决现有技术中冷热对冲造成高能耗的问题。本发明通过制冷回路和余热回收回路控制制冷系统冷源的制冷量，在降温和稳定控制某一温度点时，取消了电加热的对冲，大大节省了试验箱的能耗；降温时取消了电加热的对冲，提高了降温速率。

降温过程中完全关闭加热输出，升温过程中完全关闭制冷输出，既提高了升降温的速率，又节省了试验箱的总体能耗水平。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种节能型高低温交变试验制冷系统，所述节能型高低温交变试验制冷系统包括：

制冷回路，所述制冷回路包括蒸发器箱体，所述蒸发器箱体的第一输出端与压缩机的输入端通过第一管道贯通连接，所述压缩机的输出端与冷凝器的输入端通过第二管道连接，所述冷凝器的输出端与储液器的第一输入端通过第三管道连接，所述储液器的输出端与蒸发器箱体的第一输入端通过第四管道连接；

余热回收回路，所述余热回收回路包括第五管道，所述第五管道的两端分别连接所述蒸发器箱体的第二输入端和所述第二管道，所述蒸发器箱体的第二输出端与所述储液器的第二输入端通过第六管道连接；

能量旁通回路，所述能量旁通回路包括旁通管道，所述旁通管道的两端分别连接所述第二管道和所述第四管道；

控制器，所述控制器与所述压缩机电连接蒸发器箱体。

制冷回路是卡诺循环的制冷方式。通过余热回收回路调节制冷回路中制冷剂的流量分配，第五管道的两端分别连接蒸发器箱体的第二输入端和第二管道，使得制冷回路中制冷剂可以从第五管道中分流，从而实现流量分配的功能。余热回收回路将部分由制冷剂相变对环境释放的热量从第六管道和第四管道进入蒸发器箱体中。实际使用时，根据试验时在控制器中设定的目标温度和当前蒸发器箱体的环境温度的差异程度来实时调节余热回收回路的流量；当目标温度低于当前蒸发器箱体内部温度时，压缩机的全部制冷功率用于降温，此时余热回收回路不工作，经过余热回收回路的流量为零；当目标温度接近当前蒸发器箱体内部温度时，此时余热回收回路开始工作，经过余热回收回路的流量逐渐增大，压缩机的部分功率在制冷回路用于继续降温，部分功率在余热回收回路中用于抵消降温，控制器根据当前蒸发器箱体的环境温度，调节通过制冷回路和余热回路的制冷剂的流量比，逐步调节压缩机的制冷量和余热回收回路产生的热量，当到达目标温度时，压缩机的制冷量和余热回收回路产生的热量达到动态平衡。

通过旁通管道调节制冷回路中压缩机输出的制冷量。旁通管道将压缩机输出的高温高压气体旁通到与蒸发器箱体连接的第四管道上，从而调节压缩机输出的制冷量，以实现在不同工况下压缩机输出的不同制冷量。在实际使用时，根据试验时在控制器中设定的目标温度和当前蒸发器箱体的环境温度的差异程度来实时控制旁通管道是否运行工作；当目标温度低于当前蒸发器箱体的环境内部温度时，压缩机的全功率用于制冷，旁通管道完全关闭，随着温度的降低，所需的制冷量逐步减少；当目标温度接近当前蒸发器箱体内部的环境温度时，旁通管道开始工作，调节箱内降温实际需要的制冷量，直至达到所需的目标温度。

上述节能型高低温交变试验制冷系统通过制冷回路和余热回收回路控制制冷系统冷源的制冷量，在降温和稳定控制某一温度点时，取消了电加热的对冲，大大节省了试验箱的能耗；一般而言，试验箱内部空间越大，节能效果越明显。降温在快结束的时候通过余热回收回路取消了电加热的对冲，提高了降温速率，缩短了到达目标温度的时间，从而间接降低了试验的能耗。通过制冷回路和余热回收回路，控制制冷系统冷源的制冷量，既提高了升降温的速率，又节省了试验箱的总体能耗水平。

于本发明的一实施例中，所述制冷回路中安装有第一节流阀，所述余热回收回路中安装有第一电磁阀和频域控制膨胀阀，所述的能量旁通回路中安装有第二节流阀和第二电磁阀；所述第一电磁阀、频域控制膨胀阀和第二电磁阀均与所述控制器的电连接。制冷回路中通过第一节流阀控制制冷回路的节流；第一电磁阀用于控制余热回收回路的开闭，频域控制膨胀阀控制余热回收回路的流量；第二电磁阀控制能量旁通回路的开闭，采用时域控制，实现能量旁通回路的流量控制。于本发明的一实施例中，所述第一电磁阀与所述频域控制膨胀阀均通过控制器实现耦合控制；所述第二节流阀和第二电磁阀均通过控制器实现时域控制。

第一电磁阀开启从而使得余热回收回路开始工作，逐渐抵消部分压缩机的制冷量。控制器通过控制第一电磁阀开启和关闭的时间长度，调节蒸发器箱体降温实际需要的制冷量，直至达到所需的目标温度。频域控制膨胀阀通过调节余热回收回路的压力从而精准调节蒸发器箱体降温实际需要的制冷量，直至达到所需的目标温度。

第二电磁阀开启从而使得旁通管道开始工作，逐渐抵消部分压缩机的制冷量。控制器通过控制第二电磁阀开启和关闭的时间长度，调节蒸发器箱体降温实际需要的制冷量，直至达到所需的目标温度。第二节流阀通过调节旁通管道的压力从而精准调节蒸发器箱体降温实际需要的制冷量，直至达到所需的目标温度。

于本发明的一实施例中，所述蒸发器箱体中安装有加热器，所述加热器与所述控制器电连接。加热器用于蒸发器箱体加热。

于本发明的一实施例中，所述蒸发器箱体中安装有温度传感器，所述余热回收回路中安装有频域控制膨胀阀；所述控制器均与所述温度传感器和所述频域控制膨胀阀电连接。

温度传感器用于检测当前蒸发器箱体的环境温度，从而实现控制余热回收回路中频域控制膨胀阀的开度，以调节由制冷剂相变对环境释放的热量在余热回收回路中的流量，从而调节移入蒸发器箱体内的热量。

如上所述，本发明的一种节能型高低温交变试验制冷系统，具有以下有益效果：上述节能型高低温交变制冷系统通过制冷回路和余热回收回路控制制冷系统冷源的制冷量，在降温和稳定控制某一温度点时，取消了电加热的对冲，大大节省了试验箱的能耗；一般而言，试验箱内部空间越大，节能效果越明显。降温在快结束的时候通过余热回收回路取消了电加热的对冲，提高了降温速率，缩短了到达目标温度的时间，从而间接降低了试验的能耗。通过余热回收回路，控制制冷系统冷源的制冷量，既提高了降温的速率，又节省了试验箱的总体能耗水平。能量旁通回路将压缩机输出的高温高压气体旁通到与蒸发器箱体连接的第四管道上，从而调节压缩机输出的制冷量，以实现在不同工况下压缩机输出的不同制冷量。