本发明涉及空调热泵技术领域，尤其是涉及一种高效节能的实验温度调节系统及其工作方法。
背景技术：
现有空调热泵产品在投入生产前均需要进实验室测试，在测试时需按相关测试标准调节实验室内温度、测试水温等工况以完成热泵的实验测试。实验室内温度通过制冷系统来调节，制冷系统的热源一般是空气源、水源等能源；当实验室需制热时，制冷系统吸收空气里的热量来制热；当实验室需要制冷时，制冷系统向热源侧散热，从而完成实验室环境温度的调节；而空调热泵产品测试时需调节测试水箱水温，现有技术主要通过冷却塔来冷却降温，通过热泵系统外加电辅热来加热升温，从而完成实验测试水温调节。
但是现有的实验室温度与测试水温的调节速度均比较缓慢，由于实验调温过程中所产生的热量或冷量全部排到空气中，当热源侧温度较高时，测试水温和实验室内环境温度降温慢；当热源侧温度较低时，测试水温和实验室内环境温度升温慢；因此实验调温速度慢过程费事，效率低，浪费许多能源。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于一种多功能、可快速调温、高效节能的实验温度调节系统及其工作方法。
为实现上述目的，本发明提供的方案为：一种高效节能的实验温度调节系统，包括第一制冷系统、第二制冷系统与蓄能系统；
所述第一制冷系统包括第一压缩机、第一四通阀、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一气液分离器、第一节流部件、第一截止阀与第二截止阀，所述第一四通阀设有C、D、E、S四个接口；所述第一压缩机与所述第一四通阀的接口D相连，所述第一四通阀的接口C分别连接所述第二换热器与第三换热器，所述第二换热器连接所述第一截止阀；所述第三换热器连接所述第二截止阀，所述第一截止阀与第二截止阀共同连接所述第一节流部件，所述第一节流部件连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述第一四通阀的接口E，所述第一四通阀的接口S连接所述第一气液分离器，所述第一气液分离器连接所述第一压缩机，形成循环回路；
所述第二制冷系统包括第二压缩机、第二四通阀、第四换热器、第五换热器、第六换热器、第二气液分离器、第二节流部件、第三截止阀与第四截止阀，所述第二四通阀设有C、D、E、S四个接口；所述第二压缩机与所述第二四通阀的接口D相连，所述第二四通阀的接口C分别连接所述第三截止阀与第四截止阀，所述第三截止阀连接所述第五换热器；所述第四截止阀连接所述第六换热器，所述第五换热器与第六换热器共同连接所述第二节流部件，所述第二节流部件连接所述第四换热器，所述第四换热器连接所述第二四通阀的接口E，所述第二四通阀的接口S连接所述第二气液分离器，所述第二气液分离器连接所述第二压缩机，形成循环回路；
所述蓄能系统包括中转箱、第一水箱、第二水箱、第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第一蓄能截止阀、第二蓄能截止阀、第三蓄能截止阀、第四蓄能截止阀、第五蓄能截止阀与第六蓄能截止阀；所述中转箱分别连接所述第三泵与第四泵，所述第四泵分别连接所述第三蓄能截止阀与所述第六蓄能截止阀，所述第三蓄能截止阀连接所述第一水箱，所述第六蓄能截止阀连接所述第二水箱；所述第一水箱还与所述第四蓄能截止阀连接，所述第二水箱还与所述第五蓄能截止阀连接，所述第四蓄能截止阀与第五蓄能截止阀共同连接所述第三泵；所述第一水箱还分别连接所述第一泵与第二蓄能截止阀，所述第一泵连接所述第一蓄能截止阀，所述第二蓄能截止阀连接所述第二泵，所述第一蓄能截止阀与所述第二泵共同连接所述第二水箱，形成循环回路；
其中，所述第一制冷系统的第三换热器设置于所述第一水箱内，所述第二制冷系统的第六换热器设置于所述第二水箱内。
进一步地，温度调节系统的工作方法：
所述第一制冷系统的制热或制热水过程：当所述第一水箱的水温比环境温度高时，采用所述第三换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第一压缩机流向所述第一四通阀的接口D，再由该第一四通阀的接口E流向所述第一换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒依次经所述第一节流部件和第二截止阀流到所述第三换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回所述第一四通阀的接口C，再从该第一四通阀的接口S流到所述第一气液分离器，再由第一气液分离器流回所述第一压缩机，从而完成第一制冷系统快速制热或制热水；当所述第一水箱的水温比环境的温度低时，采用所述第二换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第一压缩机流向所述第一四通阀的接口D，再由该第一四通阀的接口E流向所述第一换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒依次经所述第一节流部件和第一截止阀流到所述第二换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回所述第一四通阀的接口C，再从该第一四通阀的接口S流到所述第一气液分离器，再由第一气液分离器流回所述第一压缩机，从而完成第一制冷系统快速制热或制热水；在制热或制热水过程中对所述第一水箱进行蓄冷；
所述第一制冷系统的制冷过程：当所述第一水箱的水温比环境温度低时，采用所述第三换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第一压缩机流向所述第一四通阀的接口D，再由该第一四通阀的接口C流向所述第三换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒流到所述第二截止阀，再流到所述第一节流部件，冷媒经所述第一节流部件节流后流入所述第一换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回所述第一四通阀的接口E，再从该第一四通阀的接口S流向所述第一气液分离器再流回所述第一压缩机，从而完成所述第一制冷系统的快速制冷；当所述第一水箱的水温比环境温度高时，采用所述第二换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第一压缩机流向所述第一四通阀的接口D，再由该第一四通阀的接口C流向所述第二换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒流到所述第一截止阀，再流向所述第一节流部件，冷媒经所述第一节流部件节流后流入所述第一换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回所述第一四通阀的接口E，再从该第一四通阀的接口S流向所述第一气液分离器再流回所述第一压缩机，从而完成所述第一制冷系统的快速制冷；在制冷过程中对所述第一水箱进行蓄热；
所述第二制冷系统的制热或制热水过程：当所述第二水箱的水温比环境温度高时，采用所述第六换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第二压缩机流向所述第二四通阀的接口D，再由该第二四通阀的接口E流向所述第四换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒经所述第二节流部件流到所述第六换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒经所述第四截止阀流回所述第二四通阀的接口C，再从该第二四通阀的接口S流到所述第二气液分离器，再由第二气液分离器流回所述第二压缩机，从而完成第二制冷系统快速制热或制热水；当所述第二水箱的水温比环境的温度低时，采用所述第五换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第二压缩机流向所述第二四通阀的接口D，再由该第二四通阀的接口E流向所述第四换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒依次经所述第二节流部件流到所述第五换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒经所述第三截止阀流回所述第二四通阀的接口C，再从该第二四通阀的接口S流到所述第二气液分离器，再由第二气液分离器流回所述第二压缩机，从而完成第二制冷系统快速制热或制热水；在制热或制热水过程中对所述第二水箱进行蓄冷；
所述第二制冷系统的制冷过程：当所述第二水箱的水温比环境温度低时，采用所述第六换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第二压缩机流向所述第二四通阀的接口D，再由该第二四通阀的接口C经所述第四截止阀流向所述第六换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒流到所述第二节流部件，冷媒经所述第二节流部件节流后流入所述第四换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回所述第二四通阀的接口E，再从该第二四通阀的接口S流向所述第二气液分离器再流回所述第二压缩机，从而完成所述第二制冷系统的快速制冷；当所述第二水箱的水温比环境温度高时，采用所述第五换热器进行换热，高温高压的冷媒由所述第二压缩机流向所述第二四通阀的接口D，再由该第二四通阀的接口C经所述第三截止阀流向所述第五换热器进行降温放热，放热降温后的冷媒流向所述第二节流部件，冷媒经所述第二节流部件节流后流入所述第四换热器吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回所述第二四通阀的接口E，再从该第二四通阀的接口S流向所述第二气液分离器再流回所述第二压缩机，从而完成所述第二制冷系统的快速制冷；在制冷过程中对所述第二水箱进行蓄热；
所述蓄能系统的能量调配过程：当所述第一水箱或第二水箱需要调用另一水箱的水时，可通过所述第一泵、第一蓄能截止阀或第二泵、第二蓄能截止阀实现所述第一水箱与第二水箱之间水的相互调用；还可以通过所述第三蓄能截止阀、第六蓄能截止阀与第四泵先将所述第一水箱或第二水箱的水排到所述中转箱内，再通过所述第三泵、第四蓄能截止阀与第五蓄能截止阀将所述中转箱内的水排回所述第二水箱或第一水箱，实现所述第一水箱与第二水箱之间水的相互调用。
本方案的有益效果为：1、快速调温，本方案通过改变换热介质温度来实现快速调温，减少实验测试时间；2、多功能且功能更独立，本方案的系统可快速制冷、快速制热、快速制热水、快速制冷时快速制热、快速制冷时快速制热水、快速制热时快速制热水，使本系统具有多功能的优点，同时根据需求可独立运行单个制冷系统；3、热回收更节能，本方案的系统将所蓄的冷量来制冷，将所蓄的热量用来制热，实现热回收功能；4、蓄能，本方案系统制冷时可蓄热，系统在制热或制热水时可蓄冷；5、多源换热，本方案中，在实验环境内设有多个换热器，制冷系统可根据工作需求来适应不同环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为第一制冷系统，11为第一压缩机，12为第一四通阀，131为第一换热器，132为第二换热器，133为第三换热器，14为第一气液分离器，15为第一节流部件，161为第一截止阀，162为第二截止阀，2为第二制冷系统，21为第二压缩机，22为第二四通阀，231为第四换热器，232为第五换热器，233为第六换热器，24为第二气液分离器，25为第二节流部件，261为第三截止阀，262为第四截止阀，3为蓄能系统，31为中转箱，321为第一水箱，322为第二水箱，331为第一泵，332为第二泵，333为第三泵，334为第四泵，341为第一蓄能截止阀，342为第二蓄能截止阀，343为第三蓄能截止阀，344为第四蓄能截止阀，345为第五蓄能截止阀，346为第六蓄能截止阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
参见附图1所示，一种高效节能的实验温度调节系统及其工作方法，包括第一制冷系统1、第二制冷系统2与蓄能系统3，其中第一制冷系统1包括第一压缩机11、第一四通阀12、第一换热器131、第二换热器132、第三换热器133、第一气液分离器14、第一节流部件15、第一截止阀161与第二截止阀162，第一四通阀12设有C、D、E、S四个接口；第二制冷系统2包括第二压缩机21、第二四通阀22、第四换热器231、第五换热器232、第六换热器233、第二气液分离器24、第二节流部件25、第三截止阀261与第四截止阀262，所述第二四通阀22设有C、D、E、S四个接口；蓄能系统3包括中转箱31、第一水箱321、第二水箱322、第一泵331、第二泵332、第三泵333、第四泵334、第一蓄能截止阀341、第二蓄能截止阀342、第三蓄能截止阀343、第四蓄能截止阀344、第五蓄能截止阀345与第六蓄能截止阀346；优选地，第一制冷系统1的第一换热器131与第二制冷系统2的第四换热器231分别设置于两个不同的实验室，第一制冷系统1与第二制冷系统2的其余部件与蓄能系统3均设置于室外。
第一制冷系统1的部件连接关系如下，第一压缩机11与第一四通阀12的接口D相连，第一四通阀12的接口C分别连接第二换热器132与第三换热器133，而第二换热器132连接第一截止阀161；第三换热器133连接第二截止阀162，第一截止阀161与第二截止阀162共同连接第一节流部件15，第一节流部件15连接第一换热器131，第一换热器131连接第一四通阀12的接口E，第一四通阀12的接口S连接第一气液分离器14，第一气液分离器14连接第一压缩机22，形成循环回路；第三换热器133设置于第一水箱321内。
而第一制冷系统1的制热或制热水过程如下，当第一水箱321的水温比环境温度高时，采用第三换热器133进行换热，高温高压的冷媒由第一压缩机11流向第一四通阀12的接口D，再由该第一四通阀12的接口E流向第一换热器131进行降温放热，放热降温后的冷媒依次经第一节流部件15和第二截止阀162流到第三换热器133吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回第一四通阀12的接口C，再从该第一四通阀12的接口S流到第一气液分离器14，再由第一气液分离器14流回第一压缩机11，从而完成第一制冷系统1快速制热或制热水；当第一水箱321的水温比环境的温度低时，采用第二换热器132进行换热，高温高压的冷媒由第一压缩机11流向第一四通阀12的接口D，再由该第一四通阀12的接口E流向第一换热器131进行降温放热，放热降温后的冷媒依次经第一节流部件15和第一截止阀流161到第二换热器132吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回第一四通阀12的接口C，再从该第一四通阀12的接口S流到第一气液分离器14，再由第一气液分离器14流回第一压缩机22，从而完成第一制冷系统1快速制热或制热水；在制热或制热水过程中对第一水箱321进行蓄冷。
第一制冷系统1的制冷过程：当第一水箱321的水温比环境温度低时，采用第三换热器133进行换热，高温高压的冷媒由第一压缩机11流向第一四通阀12的接口D，再由该第一四通阀12的接口C流向第三换热器133进行降温放热，放热降温后的冷媒流到第二截止阀162，再流到第一节流部件15，冷媒经第一节流部件15节流后流入第一换热器131吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回第一四通阀12的接口E，再从该第一四通阀12的接口S流向第一气液分离器14再流回第一压缩机11，从而完成第一制冷系统1的快速制冷；当第一水箱321的水温比环境温度高时，采用第二换热器162进行换热，高温高压的冷媒由第一压缩机11流向第一四通阀12的接口D，再由该第一四通阀12的接口C流向第二换热器162进行降温放热，放热降温后的冷媒流到第一截止阀161，再流向第一节流部件15，冷媒经第一节流部件15节流后流入第一换热器131吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回第一四通阀12的接口E，再从该第一四通阀12的接口S流向第一气液分离器14再流回第一压缩机11，从而完成第一制冷系统1的快速制冷；在制冷过程中对第一水箱321进行蓄热。
第二制冷系统2的部件连接关系：第二压缩机21与第二四通阀22的接口D相连，第二四通阀22的接口C分别连接第三截止阀261与第四截止阀262，第三截止阀261连接第五换热器232；第四截止阀262连接第六换热器233，第五换热器232与第六换热器233共同连接第二节流部件25，第二节流部件25连接第四换热器231，第四换热器231连接第二四通阀22的接口E，第二四通阀22的接口S连接第二气液分离器24，第二气液分离器24连接第二压缩机21，形成循环回路。
第二制冷系统2的制热或制热水过程：当第二水箱322的水温比环境温度高时，采用第六换热器233进行换热，高温高压的冷媒由第二压缩机21流向第二四通阀22的接口D，再由该第二四通阀22的接口E流向第四换热器231进行降温放热，放热降温后的冷媒经第二节流部件25流到第六换热器233吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒经第四截止阀262流回第二四通阀22的接口C，再从该第二四通阀22的接口S流到第二气液分离器24，再由第二气液分离器24流回第二压缩机21，从而完成第二制冷系统2快速制热或制热水；当第二水箱322的水温比环境的温度低时，采用第五换热器232进行换热，高温高压的冷媒由第二压缩机21流向第二四通阀22的接口D，再由该第二四通阀22的接口E流向第四换热器231进行降温放热，放热降温后的冷媒依次经第二节流部件25流到第五换热器232吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒经第三截止阀261流回第二四通阀22的接口C，再从该第二四通阀22的接口S流到第二气液分离器24，再由第二气液分离器24流回第二压缩机21，从而完成第二制冷系统2快速制热或制热水；在制热或制热水过程中对第二水箱322进行蓄冷。
第二制冷系统2的制冷过程：当第二水箱322的水温比环境温度低时，采用第六换热器233进行换热，高温高压的冷媒由第二压缩机21流向第二四通阀22的接口D，再由该第二四通阀22的接口C经第四截止阀262流向第六换热器233进行降温放热，放热降温后的冷媒流到第二节流部件25，冷媒经第二节流部件25节流后流入第四换热器231吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回第二四通阀22的接口E，再从该第二四通阀22的接口S流向第二气液分离器24再流回第二压缩机21，从而完成第二制冷系统2的快速制冷；当第二水箱322的水温比环境温度高时，采用第五换热器232进行换热，高温高压的冷媒由第二压缩机21流向第二四通阀22的接口D，再由该第二四通阀22的接口C经第三截止阀261流向第五换热器232进行降温放热，放热降温后的冷媒流向第二节流部件25，冷媒经第二节流部件25节流后流入第四换热器231吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒流回第二四通阀22的接口E，再从该第二四通阀22的接口S流向第二气液分离器24再流回第二压缩机21，从而完成第二制冷系统2的快速制冷；在制冷过程中对第二水箱322进行蓄热。
蓄能系统3的部件连接关系：中转箱31分别连接第三泵333与第四泵334，第四泵334分别连接第三蓄能截止阀343与第六蓄能截止阀346，第三蓄能截止阀343连接第一水箱321，第六蓄能截止阀346连接第二水箱322；第一水箱321还与第四蓄能截止阀344连接，第二水箱322还与第五蓄能截止阀345连接，第四蓄能截止阀344与第五蓄能截止阀345共同连接第三泵333；第一水箱321还分别连接第一泵331与第二蓄能截止阀342，第一泵331连接第一蓄能截止阀341，第二蓄能截止阀342连接第二泵332，第一蓄能截止阀341与第二泵332共同连接第二水箱322，形成循环回路；而第一制冷系统1的第三换热器133设于第一水箱321内，第二制冷系统2的第三换热器133设置于第二水箱322内。
当制冷系统进行快速制冷、快速制热和快速制热水时，水箱需按制冷功能需求进行调配水箱里的水温。而相对应的蓄能系统3的能量调配过程如下,当第一水箱321或第二水箱322需要调用另一水箱的水时，可通过第一泵331、第一蓄能截止阀341或第二泵332、第二蓄能截止阀342实现第一水箱321与第二水箱322之间水的相互调用；还可以通过第三蓄能截止阀343、第六蓄能截止阀346与第四泵334先将第一水箱321或第二水箱322的水排到中转箱31内，再通述第三泵333、第四蓄能截止阀344与第五蓄能截止阀345将中转箱31内的水排回第二水箱322或第一水箱321，实现第一水箱321与第二水箱322之间水的相互调用。
本实施例温度调节系统的功能原理为：
多功能原理：该实验温度调节系统由第一制冷系统1和第二制冷系统2等制冷系统组成，每套制冷系统都具有制冷、制热和制热水功能。通过多套制冷系统相关功能的组合，从而使该系统具有快速制冷、快速制热、快速制热水、快速制冷时快速制热、快速制冷时快速制热水、快速制热时快速制热水等功能。
快速调温原理：制冷系统根据功能的需求进行调配蓄能系统3，通过改变水箱里换热介质的温度来快速换热，从而实现快速制冷、快速制热和快速制热水功能。
蓄能原理：该实验温度调节系统在实验环境中配有蓄能系统3，在蓄能系统3里，每个制冷系统的实验环境中都配有水箱。当某一制冷系统制冷时，对相应水箱进行蓄热；当某一制冷系统制热或制热水时，对相应水箱蓄冷。因此系统制冷时蓄热，制热或制热水时蓄冷。
热回收原理：因该实验温度调节系统具有蓄能功能，可将制热或制热水时所蓄的冷量用来快速制冷；在快速制冷时，有对应水箱进行蓄热，供系统快速制热或制热水用。在快速制热或制热水时，亦有对应水箱进行蓄冷，供系统制冷用。这样，系统能将制冷时所放的热量和制热或制热水时所产生的冷量吸收再利用，从而实现热回收功能。
多源换热：系统在实验环境中设有多个换热器，一个用于吸收换热系统里所蓄的能量，另外一些用于与空气源、水源或者地热进行热交换，当蓄能系统3里换热介质所蓄能量优于其他能源时，换热器以换热介质进行换热；当实验环境其他能源能量优于换热介质所蓄能量时，换热器以其他能源的进行换热。因此系统具有多源换热功能。
上述仅为本发明阐述该高效节能的实验温度调节系统的工作原理和部分实施方法，不限于系统增减、流路改变、结构改变、换热介质改变和零部件更换，凡是与本系统实施方法相近或相同的制冷系统，均在本申请的保护范围内。