[发明专利]具有温湿度控制的试验箱

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种温湿度控制试验箱以及一种控制其中温湿度的方法。

【背景技术】

通用型环境试验箱典型地设计为要求不同运转模式的若干任务。一个这样的任务可以是温度范围从180℃至-70℃的高低温的切换和稳定。典型地，为了用机械制冷达到较低温度，使用级联制冷系统(cascaderefrigeration system)。这要求两个独立的制冷回路(级)：一个处于低级的高压制冷剂和一个处于高级的相对低压制冷剂来“级联”来自试验箱的热量，降低封闭空间中的空气温度。

另一个任务可以是精确控制试验箱(cabinet)工作空间内的温湿度。当以温度/湿度模式运转时，重要的是使得冷却盘管保持为高于水的冰点温度以防止水分(moisture)过度迁移(即在盘管上结冰)及阻塞通过冷却盘管的气流。考虑到这个原因，一些设计在试验箱工作空间内结合了独立的冷却盘管并且利用高级制冷剂以维持冷却盘管的温度高于水的冰点。在受控的压力下，制冷剂由液体膨胀为蒸气。基于温度/湿度运转模式所要求的最低温度但高于水的冰点来设定蒸发压力。当在运转范围内的最高温度/湿度组合(combination)要求制冷时，一部分冷却盘管的温度显著地低于工作箱内的气流的露点温度，导致冷凝以及由于冷凝的潜热导致相当大的冷却要求。为了维持受控的湿度条件，从空气中冷凝的水分必须被替换。蒸汽可以由向试验箱空气开放的锅炉(未示出)增加，或者由加压蒸汽板(pressurized steam rail)(未示出)增加。水分也可以通过喷雾系统增加至试验箱。水分的再引入通常伴随着显热(蒸汽)，进一步增加冷却负荷。额外的冷却引起额外的冷凝，这增加了要求替换冷凝水分的蒸汽的数量。结果是，温度和湿度必须持续地监测和校正，以确保它们保持在期望的范围之内。

市场上还存在一种需求，当试验箱内的产品产生热量时，其运转在高温度/湿度条件下。试验箱内的产品或者热负荷可落入两类之一，两类为：产生热量的热负荷被称为“动负荷”(live load)，以及不产生热量的热负荷被称为“静负荷”(dead load)。在包含动负荷的系统里维持高温度/湿度条件是一项挑战。现有系统或者限制温度/湿度范围，或者限制动负荷造成的可允许的热耗散量，或者现有系统是专有的，使得设备的整体效用受到削弱(compromised)。

【发明内容】

本发明提供一种试验箱，该试验箱能够在其温度得以高效地冷却而不必从空气中除去大量水分的模式下运转。这在温度和湿度控制都重要时是尤其期望的。一方面，试验箱包括限定具有空气的工作空间的结构，以及温度控制系统(例如，具有压缩机、冷凝器和蒸发器阀的制冷系统)。温度控制系统包括定位成与工作空间的空气连通的热交换器(例如，蒸发器)，与热交换器耦接的冷流体源(例如，压缩的、冷凝的以及节流的制冷剂)，与热交换器耦接的热流体源(例如，压缩的制冷剂气体)，以及用于控制进入热交换器的冷流体和热流体的混合物的控制器(例如，通过调节冷流体阀和/或热流体阀)。为了限制由热交换器上的冷凝所引起的湿度损失，优选的是：控制器被编程，使得进入热交换器的混合物的温度可被控制以限制热交换器和工作空间内的空气之间的温差。

本发明也实施了一种控制试验箱的温度的方法，该试验箱具有包括冷流体源、限制冷流体流的控制阀、热流体源以及热交换器的温度控制系统。该方法包含以下步骤：将热交换器定位在试验箱里、使得冷流体(例如，压缩的、冷凝的以及节流的制冷剂)流向热交换器、使得热流体(例如，压缩的制冷剂气体)流向热交换器、使得冷流体与热流体混合以产生混合物，以及控制混合物中的热流体与冷流体的比率(例如，调节冷流体阀和/或热流体阀以控制与热流体混合的冷流体量，从而控制热交换器里的混合物的温度)。为了限制由于热交换器上冷凝所引起的湿度损失，优选的是：控制包括调节热交换器中的混合物的温度以控制热交换器和工作空间内的空气之间的温差。

通过参考详细描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

【附图说明】

图1是依照本发明的制冷装置的第一构造的示意图。

图2是依照本发明的制冷装置的第二构造的示意图。

图3是示出了控制图1的装置的一种方式的流程图。

【具体实施方式】