专利名称：低温试验箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制冷系统，尤其是指一种低温试验箱。
背景技术：
现有的机械制冷的低温试验箱其制冷系统基本上为复叠式机制冷机组，如图1所示，该系统由两个单级压缩系统组成，第一级压缩机1及第二级压缩机2，由于存在两个循环部分，制冷系统需要两套机组，增加了热交换器3、第一级冷凝器4、第二级蒸发器5、蒸发冷凝器6、油分离器7、膨胀阀或毛细管8等，不仅比单级压缩系统体积大很多，而且系统构造和制冷回路复杂，经过多道换热，使用维护较困难，而且制冷效率低下。另外，复叠式机制冷机组充入的制冷剂通常采用氟里昂制冷剂，业界证明该制冷剂对大气层有破坏作用。
另外，还有一种利用混合工作介质Kleemenko制冷剂循环的内复叠循环制冷机，即在制冷机循环流程中根据不同温区和制冷剂种类设置一到数个气液分离器，用于分离高压混合制冷剂中已经成为液相的高沸点组分及润滑油，然后通过相应的节流器件返回低压，在相应温区提供制冷量，形成一种内复叠式循环制冷机，以减少进入下一级换热器的制冷剂流量，减少低温回热负荷。该种内复叠循环制冷机对比前一种复叠式机制冷机组虽然在制冷可靠性上有一定的进步，但其结构变得更为复杂而不适合小型低温试验箱，而且由于气液分离是基于非共沸混合物相平衡特性的等温等压条件下的闪蒸分离，需要采用某种机械分离方式将分离点的高压流体中液相分离出来，并使之节流返回低压通道，此时所分离的液体组成是分离点处在相平衡中液相组成，分离结果由分离点温度和制冷剂相平衡特性决定(分离的气液两相温度相等)，如果制冷剂中相邻组分沸点比较接近，将会造成高沸点组分分离不够彻底，仍然会有较多的含量进入下一级，而且中间温区组分过多分离，致使下一级制冷效率降低，造成制冷机整机效率下降，同时机械分离方式分离效率较低，并不能将形成的液体完全分离。
因此，提供一种体积较小、制冷回路简单，制冷效果相当的低温试验箱，以克服现有技术的缺点十分必要。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种体积较小、制冷回路简单，制冷效果相当的低温试验箱，以解决了现有低温试验箱体积较大，制冷效率低等问题。
本实用新型低温试验箱包括散热风机1、隔热箱体2、加热器3、自动控制系统5及制冷系统。制冷系统为低温试验箱的核心组件，主要包括蒸发器4、压缩机6、冷凝器7、同流换热器8及过滤器9，其中，蒸发器4容置于工作室10内。同流换热器8由外管81、内管82和双层螺旋毛细管83组成，外管81和内管82为圆柱形同心套管，双层螺旋毛细管83缠绕在外管81与内管82之间。
制冷系统的工作原理如下首先，隔热箱体2内的空气靠散热风机1的推动在通道中经蒸发器4、加热器3进行热交换，达到要求的温度后，然后由通道下部的出风口送到工作室10内，再通过回风口入通道进行循环流动。在气流循环流动过程中，自动控制系统5不断对加热器3及工作室10进行温度控制，将温度保持在设定的温度范围内。
低温试验箱的制冷主要靠制冷剂的蒸发致冷或气化吸热所实现，首先，将制冷剂按一定量充入压缩机6中，开动压缩机6，产生压差，维持制冷剂的流动，并达到整个制冷系统的需要量；然后，制冷剂不断从压缩机6流向冷凝器7，冷凝器7形成高温高压区，将制冷剂的热量排向外界环境中，使制冷剂成为高压蒸气通过过滤器9过滤后到达同流换热器8，在通过同流换热器8的双层螺旋毛细管83的过程中不断地节流，双层螺旋毛细管83维持高压和低压之间的压差，温度降低至-100℃左右，然后制冷剂流向蒸发器4，蒸发器4放置在工作室内，形成低温低压区，并能从周围环境中吸取热量，也就是低温箱进行制冷，制冷剂同工作室内的空气进行热交换，使工作室内温度不断降低至需要的低温同时制冷剂汽化，温度回升至-80℃左右，然后逆流入同流换热器8，在这里同双层螺旋毛细管83中的制冷剂进行热交换，此时制冷剂的温度达到比室温低10～15℃并回到压缩机6，重新进行制冷压缩，使工作室内保持一定低温。
与现有技术相比较，本实用新型低温试验箱采用单压缩机制冷系统，体积较小，制冷回路简单，制冷效果相当，解决了现有低温试验箱体积较大、制冷回路复杂，制冷效率低等问题。
图1为现有低温试验箱的立体图。
图2为本实用新型低温试验箱的示意图。
图3为本实用新型低温试验箱制冷系统的立体图。
图4为本实用新型低温试验箱同流换热器的示意图。
图5为本实用新型低温试验箱制冷系统的工作原理图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种低温试验箱，如图2所示，该低温试验箱包括散热风机1、隔热箱体2、加热器3、自动控制系统5及制冷系统。
如图3和图5所示，制冷系统为低温试验箱的核心组件，主要包括通过管道相互连通的蒸发器4、压缩机6、冷凝器7、同流换热器8及过滤器9，其中，蒸发器4容置于工作室10内，散热风机1与加热器3和冷凝器7连接，隔热箱体2与蒸发器4和加热器3连接，加热器3与蒸发器4和同流换热器8连接，自动控制系统5与加热器3和压缩机6连接。蒸发器4、压缩机6、冷凝器7、过滤器9分别与同流换热器8相关联，压缩机6和过滤器9与冷凝器7相关联。如图4所示，同流换热器8由外管81、内管82和双层螺旋毛细管83组成，外管81和内管82为圆柱形同心套管，双层螺旋毛细管83缠绕在外管81与内管82之间。
制冷系统的工作原理如下首先，隔热箱体2内的空气靠散热风机1的推动在通道中经蒸发器4、加热器3进行热交换，达到要求的温度后，然后由通道下部的出风口送到工作室10内，再通过回风口入通道进行循环流动。在气流循环流动过程中，自动控制系统5不断对加热器3及工作室10进行温度控制，将温度保持在设定的温度范围内。
低温试验箱100的制冷主要靠制冷剂的蒸发致冷或气化吸热所实现，如图5所示，将混合型制冷剂按一定量充入压缩机6中，开动压缩机6后，产生压差，维持制冷剂的流动，并达到整个制冷系统的需要量，制冷剂不断从压缩机6流向冷凝器7，冷凝器7形成高温高压区，将制冷剂的热量排向外界环境中，使制冷剂成为高压蒸气通过过滤器9过滤后到达同流换热器8，在通过同流换热器8的双层螺旋毛细管83的过程中不断地节流，双层螺旋毛细管83维持高压和低压之间的压差，温度降低至-100℃左右，然后制冷剂流向蒸发器4，蒸发器4放置在工作室内，形成低温低压区，并能从同围环境中吸收能量，也就是冰箱进行制冷，制冷剂同工作室内的空气进行热交换，使工作室内温度不断降低至需要的低温同时制冷剂汽化，温度回升至-80℃左右，然后逆流入同流换热器8，在这里同双层螺旋毛细管83中的制冷剂进行热交换，此时制冷剂的温度达到比室温低10～15℃并回到压缩机6，重新进行制冷压缩，使工作室内保持一定的低温。
本实用新型所采用的制冷剂为甲烷、乙烷和异丁烷按一定比例混合而成的天然制冷剂，符合蒙特利尔协议，对比现有技术的制冷剂二氟二氯甲烷(CCL2F2)、R22和R13而言，该制冷剂对臭氧层无任何破坏作用。
以上所揭露的仅为本实用新型低温试验箱的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.低温试验箱，主要由制冷系统组成，包括通过管道相互连通的蒸发器、压缩机、冷凝器、同流换热器及过滤器，其中，蒸发器、压缩机、冷凝器、过滤器分别与同流换热器相关联，压缩机和过滤器与冷凝器相关联，制冷剂在制冷系统内流动，其特征在于，同流换热器由外管、内管和双层螺旋毛细管组成，外管和内管为同心套管，双层螺旋毛细管缠绕在外管与内管之间。
2.根据权利要求1所述的低温试验箱，其特征在于所述低温试验箱进一步包括散热风机、隔热箱体、加热器及自动控制系统，散热风机与加热器和冷凝器连接，隔热箱体与蒸发器和加热器连接，加热器与蒸发器和同流换热器连接，自动控制系统与加热器和压缩机连接。
3.根据权利要求2所述的低温试验箱，其特征在于所述散热风机推动工作室内的空气在循环过程中与蒸发器中的制冷剂进行热交换。
4.根据权利要求2所述的低温试验箱，其特征在于所述自动控制系统不断对加热器及工作室进行温度控制，将温度保持在设定的温度范围内。
专利摘要一种低温试验箱包括散热风机、隔热箱体、加热器、自动控制系统及制冷系统，该制冷系统为低温试验箱的核心组件，主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器、同流换热器及过滤器，蒸发器容置于工作室内，同流换热器由外管、内管和双层螺旋毛细管组成，外管和内管为圆柱形同心套管，双层螺旋毛细管缠绕在外管与内管之间。
文档编号F25B1/00GK2751265SQ200420083040
公开日2006年1月11日 申请日期2004年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者尚志红, 廖小雄, 罗军, 黄瑞毅 申请人:信息产业部电子第五研究所