[发明专利]一种用于观察温度变化的系统

说明书

本发明提供了一种用于观察温度变化的系统，包括实验区和制冷系统，制冷系统用于向实验区提供冷从而调节实验区的温度，其特征在于，实验区具有观察区，观察区包括显示实验区的温度的温度显示屏和调节实验区温度的操作旋钮，这种操作直接控制载有冷的制冷剂在实验区处热交换的效率，是一种直观的、直接的调温方式，操作者的体验更加真实。

技术领域

本发明涉及实验设备领域或技术展示领域，特别涉及一种能够通过操作者的使用来观察温度变化的系统。

背景技术

温度是物理学中一个重要学科，在物理实验中或者物理现象演示中通常使用温度实验器具。操作者希望通过在实验器具上的操作可以直观的感知温度随着操作的变化，当多种参数综合观察时，还可以理解制冷原理和制冷过程；或者希望用实验器具营造一个小的指定温度的环境，从而进行一系列的试验。

一种现有的温度变化实验器具包括压缩机的制冷循环来提供温度变化的动力，这类实验器具的控制方式类似空调器的控制方式，使用操作界面或手柄，通过调节虚拟或实体的按键来操控控制器，并进一步实现控制器对温度的检测和调节。但作为实验和展示用途，这类设备存在很多不足：

缺点1：调节虚拟或实体的按键来操控控制器，然后再由控制器来控制制冷系统，这种控制缺乏深度介入实验的操作感，人只是发出指令，但具体的控制是由机器完成的。

缺点2：当前的温度控制一般只能控制最终的结果温度，但不能控制达到结果温度的速率，比如经过多长时间才能达到结果温度，虚拟或实体的按键也不存在该功能，控制器由预先写好的程序执行升温或降温的操作，不会对效率进行控制。

缺点3：能耗大或者设备成本高。现有的设备在长时间开启时，如果是压缩机定频控制长时间待机的话，十分耗能；如果采用变频设备，设备本身就非常昂贵。但对于实验设备领域或技术展示领域，最主要的是长时间在线供操作者使用，而且使用的功能较为简单，对功率的要求也不高，因此如何长时间待机还能降低能耗也是实验设备领域或技术展示领域的一个技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案。

一种用于观察温度变化的系统，包括实验区和制冷系统，制冷系统用于向实验区提供冷从而调节实验区的温度，实验区具有观察区，观察区包括显示实验区的温度的温度显示屏和调节实验区温度的操作旋钮。

制冷系统包括：压缩制冷循环：包括压缩机单元、冷凝器、节流毛细管、第一辅助换热器、切换阀、主换热器顺次连接的闭环；存冷循环：包括第一存冷单元、第一辅助换热器、第二存冷单元、第二辅助换热器顺次连接的闭环；主制冷循环：包括主换热器、切换阀连接而成的闭环，并向实验区供冷；手动制冷循环：包括第二辅助换热器、旋转阀、前置过滤器、制冷块顺次连接的闭环，该闭环中还串连接入的流量控制阀和流量统计单元；其中，在切换阀的切换作用下，能够实现压缩制冷循环与存冷循环在第一辅助换热器处热交换；或压缩制冷循环与主制冷循环在主换热器处热交换；或存冷循环与手动制冷循环在第二辅助换热器处热交换；制冷块能对实验区进行制冷；压缩制冷循环将冷通过主换热器供给主制冷循环，再由主制冷循环将冷供给实验区。

切换阀包括左腔室和右腔室，左腔室通过第一接口、第二接口接入存冷循环，右腔室通过第四接口、第六接口接入主制冷循环，切换阀阀芯具有中间通道，切换阀左腔室的第二接口、中间通道及右腔室的第五接口以常通状态接入压缩制冷循环，切换阀阀芯在左腔室设有左柱阀片并在右腔室设有右柱阀片，切换阀阀芯在第一状态下通导右腔室截断左腔室，第二状态下通导左腔室截断右腔室。

旋转阀包括阀芯和阀座，阀芯具有两道通道，阀座设有第一端、第二端、第三端和第四端，阀芯在阀座第一位置时，第一端作为入口与第二端连通，第三端作为出口和第四端连通；阀芯在阀座第二位置时，第一端作为出口与第四端连通，第三端作为入口与第二端连通，第二端、前置过滤器、制冷块、第四端顺次连接，第一端、第三端接入手动制冷循环。