模拟环境舱极低温制冷装置的制作方法

本发明属于环境试验测试技术领域，具体涉及一种模拟环境舱极低温制冷装置。

背景技术：

模拟环境舱是指用于车辆或装备进行环境模拟试验的舱体，民用或军用车辆或装备的野外工作环境条件恶劣，气候多变，为了确保车辆或装备在野外自然环境下正常工作，提高复杂环境条件下的可靠性，需要对车辆或装备进行环境模拟试验。

目前常见的环境模拟试验分为室内试验和野外试验两种，其中室内环境模拟试验用的模拟环境舱按照可以模拟环境因素的种类可以分为：低温环境舱、高温湿热环境舱、太阳辐射环境舱、或兼具有低温、高温、湿热、太阳辐射等综合环境因素的综合模拟环境舱等。

对于具有低温环境因素的低温模拟环境舱，目前常用的大型车辆模拟环境舱，制冷系统使用单一形式压缩机，受到制冷系统能力制约，最低温度调节范围不超过-45℃，不能进行更低的低温试验，无法满足当前日益增长的极低温试验需求；另一部分车辆模拟环境舱虽然可以进行更低温的环境试验，但使用单一形式的制冷压缩机，负责由常温降温至-45℃以下温度，能源消耗量大；一般制冷系统使用直接制冷方式，严重限制了压缩机与蒸发器之前的管道长度，同时也就限制了试验室布局。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对现有环境试验测试领域对模拟环境舱低温试验的需要，如何实现极低温的降温制冷效果，并确保高效、节能的进行低温环境模拟试验制冷系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种模拟环境舱极低温制冷装置，所述装置包括：常温制冷压缩机1、常温载冷剂循环系统2、常温换热器系统3、常温-中温载冷剂换热器系统4、中温制冷压缩机5、中温载冷剂循环系统6、中温换热器系统7、中温蒸发器系统8、低温制冷压缩机9、低温蒸发器系统10、控制系统11、车辆环境模拟舱12；

所述车辆环境模拟舱12通过控制系统11，控制舱温为20℃～-60℃；

其中，常温制冷压缩机1、常温载冷剂循环系统2、常温换热器系统3、常温-中温载冷剂换热器系统4、中温蒸发器系统8用于在控制系统11的控制下进行常温降温；

中温制冷压缩机5、中温载冷剂循环系统6、中温换热器系统7、中温蒸发器系统8用于在控制系统11的控制下进行中温环境温度降温；

低温制冷压缩机9、低温蒸发器系统10用于在控制系统11的控制下进行低温环境温度降温。

其中，所述常温为20℃～0℃。

其中，在进行20℃～0℃降温时，常温制冷压缩机1通过常温换热器系统3与常温载冷剂循环系统2换热，传递给常温-中温载冷剂换热器系统4给车辆环境模拟舱12降温至0℃。

其中，在进行20℃～0℃降温时，常温制冷压缩机1工作，产生的冷量经过常温换热器系统3交换给常温载冷剂循环系统2，由乙二醇水溶液载冷剂将冷量传递到常温-中温载冷剂换热器系统4，最终将冷量间接传递到中温蒸发器系统8，在蒸发器中与车辆环境模拟舱12内空气进行换热，对环境进行降温。

其中，所述中温为0℃～-45℃。

其中，在进行0℃～-45℃降温时，所述中温制冷压缩机5通过中温换热器系统7与中温载冷剂循环系统6换热，传递给中温蒸发器系统8给车辆环境模拟舱12降温至-45℃。

其中，在进行0℃～-45℃降温时，所述中温制冷压缩机5工作，产生的冷量经过中温载冷剂循环系统6交换给中温载冷剂循环系统7，由载冷剂将冷量间接传递到中温蒸发器系统8，在蒸发器中与车辆环境模拟舱12内空气进行换热，对环境进行降温。

其中，所述低温为-45℃～-60℃。

其中，在进行-45℃～-60℃降温时，低温制冷压缩机9工作，产生的冷量通过管道直接至低温蒸发器系统10，在蒸发器中与车辆环境模拟舱12内空气进行换热，对环境进行降温。

其中，所述中温蒸发器系统8和低温蒸发器系统10两套系统同时并联至车辆环境模拟舱12，依次工作，控制舱温。

(三)有益效果

本发明目的在于能够提供一种用于模拟环境舱极低温制冷装置，该系统兼具有制冷温度低、高效节能的功能，且可以通过载冷剂方式间接制冷，设备布局形式灵活。

与现有技术相比较，本发明创造性的将舱温分为三个降温阶段，本发明可以根据试验的需要，通过控制系统控制各压缩机起动、停止，调节至实验需要温度；创造性的采用并联式设计，将负责20℃～0℃的常温制冷系统、0～-45℃的中温制冷系统和-45℃～-60℃的低温制冷系统并联至车辆环境模拟舱，实现车辆环境模拟舱的极低温试验能力，低温制冷压缩机使用复叠压缩结构，能够更高效、节能的实现制冷降温效果；创造性的将压缩机直接、间接制冷两种形式结合，同时用于的环境模拟舱的降温制冷；本发明系统易于操作、易于实现，能够有效提高环境试验效率，具有较好的经济效益和推广价值。

附图说明

图1为本发明的模拟环境极低温制冷装置的结构示意图；

图中，1：常温制冷压缩机，2：常温载冷剂循环系统，3：常温换热器系统，4：常温-中温载冷剂换热器系统，5：中温制冷压缩机，6：中温载冷剂循环系统，7：中温换热器系统，8：中温蒸发器系统，9：低温压缩机系统，10：低温蒸发器系统，11：控制系统，12：车辆环境模拟舱。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术问题，本发明提供一种模拟环境舱极低温制冷装置，如图1所示，所述装置包括：常温制冷压缩机1、常温载冷剂循环系统2、常温换热器系统3、常温-中温载冷剂换热器系统4、中温制冷压缩机5、中温载冷剂循环系统6、中温换热器系统7、中温蒸发器系统8、低温制冷压缩机9、低温蒸发器系统10、控制系统11、车辆环境模拟舱12；

所述车辆环境模拟舱12通过控制系统11，控制舱温为20℃～-60℃；

其中，常温制冷压缩机1、常温载冷剂循环系统2、常温换热器系统3、常温-中温载冷剂换热器系统4、中温蒸发器系统8用于在控制系统11的控制下进行常温降温；

中温制冷压缩机5、中温载冷剂循环系统6、中温换热器系统7、中温蒸发器系统8用于在控制系统11的控制下进行中温环境温度降温；

低温制冷压缩机9、低温蒸发器系统10用于在控制系统11的控制下进行低温环境温度降温。

其中，所述常温为20℃～0℃。

其中，在进行20℃～0℃降温时，常温制冷压缩机1通过常温换热器系统3与常温载冷剂循环系统2换热，传递给常温-中温载冷剂换热器系统4给车辆环境模拟舱12降温至0℃。

其中，在进行20℃～0℃降温时，常温制冷压缩机1工作，产生的冷量经过常温换热器系统3交换给常温载冷剂循环系统2，由乙二醇水溶液载冷剂将冷量传递到常温-中温载冷剂换热器系统4，最终将冷量间接传递到中温蒸发器系统8，在蒸发器中与车辆环境模拟舱12内空气进行换热，对环境进行降温。

其中，所述中温为0℃～-45℃。

其中，在进行0℃～-45℃降温时，所述中温制冷压缩机5通过中温换热器系统7与中温载冷剂循环系统6换热，传递给中温蒸发器系统8给车辆环境模拟舱12降温至-45℃。

其中，在进行0℃～-45℃降温时，所述中温制冷压缩机5工作，产生的冷量经过中温载冷剂循环系统6交换给中温载冷剂循环系统7，由载冷剂将冷量间接传递到中温蒸发器系统8，在蒸发器中与车辆环境模拟舱12内空气进行换热，对环境进行降温。

其中，所述低温为-45℃～-60℃。

其中，在进行-45℃～-60℃降温时，低温制冷压缩机9工作，产生的冷量通过管道直接至低温蒸发器系统10，在蒸发器中与车辆环境模拟舱12内空气进行换热，对环境进行降温。

其中，所述中温蒸发器系统8和低温蒸发器系统10两套系统同时并联至车辆环境模拟舱12，依次工作，控制舱温。

其中，常温制冷压缩机采用单级压缩，中温制冷压缩机采用双级压缩制冷形式，低温制冷压缩机采用复叠压缩制冷形式。

三种形式压缩机分别负责20℃～0℃、0℃～-45℃和-45℃～-60℃的试验制冷降温。

中温载冷剂系统包括不锈钢载冷剂管道和中温载冷剂，保证系统的冷量传递性能。

本发明有低温制冷压缩机组负责极低温试验的制冷降温，最低温度可以达到-65℃，可以满足当前绝大部分车辆的低温试验需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。