一种改进型恒温恒湿气候试验箱的制作方法

[0001]
本发明属于气候箱领域，具体涉及一种改进型恒温恒湿气候试验箱。


背景技术：

[0002]
气候箱是具有光照、恒温、恒湿功能的高精度冷热恒温设备，提供一个理想的人工气候实验环境。它可用作植物的发芽、育苗、组织、微生物的培养；昆虫及小动物的饲养；水体分析的bod的测定以及其它用途的人工气候试验。是生物遗传工程、医学、农业、林业、环境科学、畜牧、水产等生产和科研部门理想的试验设备。
[0003]
气候箱一般都采用压缩机来进行制冷，传统的工作方式为：压缩机工作，使气候箱内的温度降到预定的温度，然后压缩机停止工作；当气候箱中的温度逐渐上升到超过阈值时，压缩机再次启动进行降温。这种工作方式使得：压缩机需要频繁的启动与关停，尤其当温度要求越精确，压缩机启动越频繁，影响压缩机寿命；并且气候箱中的温度始终在一个范围内波动，不能提供一个稳定的精确的稳态温控，难以满足一些恒温精度要求高的实验。
[0004]
因此，针对以上现有技术中存在的一些缺陷，本发明对现有技术中的恒温恒湿气候试验箱进行了进一步的设计和改进。


技术实现要素：

[0005]
针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种改进型恒温恒湿气候试验箱，通过其中压缩机上管路结构的重新设计，使压缩机改变了以往需要频繁启动的弊端，可以持续稳态运行，提高使用寿命；且温度控制更加精确。
[0006]
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
[0007]
一种改进型恒温恒湿气候试验箱，包括箱体，所述箱体上设有可开启的门板，所述箱体内设有若干层放置架；所述箱体上还设有显示操作模块、温度检测模块、湿度检测模块、压缩机组件，所述压缩机组件包括压缩机，所述压缩机通过排气管连接至冷凝器，所述冷凝器通过毛细管连接至蒸发器，所述蒸发器通过回气管连接至压缩机，所述回气管上设有膨胀阀；还包括膨胀阀控制系统，所述膨胀阀控制系统与膨胀阀相连并控制所述膨胀阀的开度；所述膨胀阀控制系统还与显示操作模块、温度检测模块、湿度检测模块信号连接；还包括化霜控制系统，所述化霜控制系统包括连接排气管与毛细管的化霜管，还包括设于所述化霜管上的电磁阀。
[0008]
传统的气候箱中的控制温度和湿度的方法是通过启动压缩机达到制冷和除湿，缺点是由于压缩机特性决定不能频繁启动，导致箱体内部温度和湿度波动剧烈，很多情况下温度波动大于2℃，湿度波动大于7%rh，无法达到实际温度和湿度的波动需求。
[0009]
本申请中对现有结构进行了改进，在常规压缩机制冷系统中增加了膨胀阀和膨胀阀控制系统。膨胀阀的作用是通过阀的口径，控制蒸发器内吸收箱内热量的制冷剂过热蒸汽，经回气管被压缩机吸走。使箱体内吸收的热量与回气管带走的热量相持平衡，最终达到控制箱体内部的温度和湿度。由于膨胀阀可以实时调节阀的开度，不存在常规方法启停压
缩机需要时间等待的问题，因此压缩机可以长时间稳态运行，该方案使得：温度最佳控制状态达到
±
0.2℃，湿度最佳控制状态达到
±
2%rh。
[0010]
此外，本申请中，当蒸发器结霜时，可以由化霜控制系统打开电磁阀将高压气态热氟直接通入蒸发器，由于热氟温度高，并且从蒸发器内部开始加热，效果非常好，一般十几秒钟就可以将蒸发器表面结的霜全部除去，可以快速有效解决结霜问题。
[0011]
一种优选的实施方式中，所述毛细管上设有过滤器，起到过滤作用。
[0012]
一种优选的实施方式中，所述冷凝器的一侧设有冷凝风机，所述蒸发器的一侧设有蒸发风机。
[0013]
一种优选的实施方式中，所述箱体的一侧设有雾化器放置架和供雾化管伸入的通孔，可以放置雾化器，通过通孔向腔室中输送水汽，补充湿度，满足一些高湿度的环境。
[0014]
一种优选的实施方式中，所述箱体中设有腔室，所述腔室中设有若干层放置架，所述腔室的底部设有底板，所述底板下部设有第二腔室；所述第二腔室中设有加热件和进气管，所述进气管与通孔相连，进气管的出气口伸入到箱体中的腔室中。加热件用于在需要的时候启动，提供加热功能。
[0015]
一种优选的实施方式中，所述压缩机、冷凝器设于箱体的下部，所述蒸发器设于箱体的上部或设于第二腔室中。
[0016]
一种优选的实施方式中，所述显示操作模块包括控制电路板和设于箱体上的操作面板，可以进行按钮时交互操作或触屏式交互操作。
[0017]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种改进型恒温恒湿气候试验箱，通过其中压缩机上管路结构的重新设计，使压缩机改变了以往需要频繁启动的弊端，可以持续稳态运行，提高使用寿命；且温度控制更加精确，除霜效率更高。
附图说明
[0018]
图1为本发明中的恒温恒湿气候试验箱及其上的压缩机组件的示意图。
[0019]
图2为本发明一种实施方式中的恒温恒湿气候试验箱的立体图。
[0020]
图3为一种实施方式中的省略门板的恒温恒湿气候试验箱的立体图。
[0021]
图4为一种实施方式中的第二腔室中的示意图。
[0022]
图5为本发明中的膨胀阀控制系统与其他模块之间的连接示意图。
[0023]
图6为本发明中的压缩机组件的模块连接示意图。
具体实施方式
[0024]
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
[0025]
以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026]
本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或
隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。
[0027]
参照图1至图6，本申请中的一种改进型恒温恒湿气候试验箱，包括箱体1，所述箱体1上设有可开启的门板11，所述箱体1内设有若干层放置架15；所述箱体1上还设有显示操作模块、温度检测模块、湿度检测模块、压缩机组件，其特征在于：所述压缩机组件包括压缩机21，所述压缩机21通过排气管25连接至冷凝器23，所述冷凝器23通过毛细管26连接至蒸发器29，所述蒸发器29通过回气管27连接至压缩机21，所述回气管27上设有膨胀阀28；还包括膨胀阀控制系统，所述膨胀阀控制系统与膨胀阀28相连并控制所述膨胀阀28的开度；所述膨胀阀控制系统还与显示操作模块、温度检测模块、湿度检测模块信号连接；还包括化霜控制系统，所述化霜控制系统包括连接排气管25与毛细管26的化霜管255，还包括设于所述化霜管上的电磁阀。
[0028]
本申请中，温度检测模块功能是实时检测箱体内部温度。湿度检测模块功能是实时检测箱体内部湿度。显示操作模块功能是设置控制参数和实时显示箱体内部温度、湿度和运行时间等参数。膨胀阀控制系统功能是控制制冷剂的过热蒸汽被压缩机吸回。
[0029]
此外，本申请中，所述毛细管26上设有过滤器24，起到过滤作用。所述冷凝器23的一侧设有冷凝风机22，所述蒸发器29的一侧设有蒸发风机291。
[0030]
本申请中，所述箱体1的一侧设有雾化器放置架13和供雾化管伸入的通孔14，可以放置雾化器，通过通孔14向腔室中输送水汽，补充湿度，满足一些高湿度的环境。
[0031]
本申请中，所述箱体1中设有腔室，所述腔室中设有若干层放置架15，所述腔室的底部设有底板18，所述底板18下部设有第二腔室188；所述第二腔室188中设有加热件182。加热件182用于在需要的时候启动，提供加热功能。所述压缩机21、冷凝器23设于箱体1的下部，所述蒸发器29设于箱体1的上部（如图1所示）或设于第二腔室188中，位于箱体1的下部（如图4所示）。
[0032]
本申请中，所述显示操作模块包括控制电路板和设于箱体1上的操作面板19，可以进行按钮时交互操作或触屏式交互操作。本申请中的温度检测模块、湿度检测模块等均为现有技术中的常规结构，可以通过对应的传感器来检测腔室中的温湿度状态，并将数据信号传送到处理模块和显示操作模块。气候箱中的控制程序也为常规软件，可以执行诸如温湿度设定、压缩机启停、膨胀阀控制、电磁阀控制等操作；气候箱的用电通过接入到电网中来提供。
[0033]
传统的气候箱中的控制温度和湿度的方法是通过启动压缩机达到制冷和除湿，缺点是由于压缩机特性决定不能频繁启动，导致箱体内部温度和湿度波动剧烈，很多情况下温度波动大于2℃，湿度波动大于7%rh，无法达到实际温度和湿度的波动需求。
[0034]
本申请中对现有结构进行了改进，在常规压缩机制冷系统中增加了膨胀阀和膨胀阀控制系统。膨胀阀的作用是通过阀的口径，控制蒸发器内吸收箱内热量的制冷剂过热蒸汽，经回气管被压缩机吸走。使箱体内吸收的热量与回气管带走的热量相持平衡，最终达到精准控制箱体内部的温度和湿度。由于膨胀阀可以实时调节阀的开度，不存在常规方法启停压缩机需要时间等待的问题，因此压缩机可以长时间稳态运行，该方案使得：温度最佳控制状态达到
±
0.2℃，湿度最佳控制状态达到
±
2%rh。
[0035]
具体的，本申请中，膨胀阀控制系统通过温度检测模块和湿度检测模块实时检测到箱体内部温度和湿度，再根据显示操作模块设定的温度和湿度，通过膨胀阀控制系统实时控制膨胀阀的开度，达到控制箱体内部的温度和湿度。当实测温度大于设定温度时，膨胀阀打开越多，制冷效果越好；当实测温度逐步靠近设定温度时，膨胀阀逐步关小，直到实测温度和设定温度接近；该过程中压缩机持续工作。
[0036]
由于压缩机长时间运行，蒸发器会结霜。常规的除霜方法一种是关闭压缩机，靠室温自然溶解，时间一般需要几个小时；另外一种是通过外围加热，比如加热管、热风等来除霜，相对时间会缩短但也需要几十分钟。这两种方法虽然可以除去蒸发器表面的霜，缺点是时间长、效果差，增加了控制系统的温度波动。
[0037]
本申请中，当蒸发器结霜时，可以由化霜控制系统打开电磁阀将管道中的热液（如热氟利昂）直接通入蒸发器，由于热液蒸气温度高，并且从蒸发器内部开始加热，效果非常好，一般十几秒钟就可以将蒸发器表面结的霜全部除去，可以快速有效解决结霜问题。
[0038]
以上所述，本申请中的恒温恒湿气候试验箱，通过其中压缩机上管路结构的重新设计，使压缩机改变了以往需要频繁启动的弊端，可以持续稳态运行，提高使用寿命；且温度控制更加精确，除霜效率更高。
[0039]
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。