CN113074499A - 环境试验箱的能耗节约装置、环境试验箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环境试验箱的能耗节约装置、环境试验箱及其控制方法，其中，该能耗节约装置包括制冷系统，制冷系统包括压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、蒸发器、第二电磁阀、蓄冰装置、循环水泵、以及换热组件；压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、及蒸发器串联形成第一冷媒回路；压缩机、冷凝器、第二电磁阀、蓄冰装置串联形成第二冷媒回路；蓄冰装置、循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路；制冷系统通过第二冷媒回路向蓄冰装置存储潜热，并至少通过过冷循环回路释放蓄冰装置存储的潜热，使得经过冷凝器冷凝之后的冷媒呈过冷状态。本申请旨在减小压缩机配置功率，提升运行能效比，节省环境试验箱的能耗、降低检测成本。

Description

环境试验箱的能耗节约装置、环境试验箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种环境试验箱的能耗节约装置、环境试验箱及其控制方法。

背景技术

环境试验箱是在有效的空间区域内模拟自然环境的气候，对待测试产品造成破坏，检测产品在该模拟环境下的老化程度。在模拟低温环境对产品进行检测时，通过压缩机在有效空间区域内制造低温环境，但由于待测产品上电发热，需要压缩机一直保持开启状态，才能使该有效空间区域稳定在目标温度。在要求待测产品进行快速降温验证的测试需求中，需要环境试验箱配备大功率压缩机，且由于压缩机运行过程中的闲置和能量放空，压缩机运行能效比(COP)低，造成环境试验箱能耗增多、检测成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种环境试验箱的能耗节约装置，旨在减小压缩机配置功率，提升运行能效比，节省环境试验箱的能耗、降低检测成本。

为实现上述目的，本发明提出的能耗节约装置，应用于环境试验箱，该能耗节约装置包括制冷系统；所述制冷系统包括压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、蒸发器、第二电磁阀、蓄冰装置、循环水泵、以及换热组件；

所述压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、及蒸发器串联形成第一冷媒回路；

所述压缩机、冷凝器、第二电磁阀、蓄冰装置串联形成第二冷媒回路；

所述蓄冰装置、所述循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路；

所述制冷系统通过所述第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热，并至少通过所述过冷循环回路释放所述蓄冰装置存储的潜热，使得经过冷凝器冷凝之后的冷媒呈过冷状态。

在一些实施例中，所述换热组件包括相互连接的控制阀以及过冷换热器，所述过冷换热器设于所述冷凝器与所述节流元件之间。

在一些实施例中，所述制冷系统还包括冰水换热器，所述蓄冰装置、循环水泵、及冰水换热器串联形成冷冻水循环回路；

在所述环境试验箱保持低温恒温时，第二电磁阀导通，第一电磁阀根据所述环境试验箱温度控制要求关闭或导通，至少部分冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热。

在一些实施例中，所述能耗节约装置还包括控制器，所述压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、及循环水泵均连接所述控制器；

在所述环境试验箱降温时，所述控制器控制第一电磁阀导通、第二电磁阀关闭，使得从压缩机排出的高温气态冷媒只流入第一冷媒回路；

所述控制器控制循环水泵开启，所述过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述换热组件进行热交换，从而将冷媒冷却到过冷状态；或

所述控制器控制循环水泵开启，所述过冷循环回路和冷冻水循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱，以及将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述换热组件进行热交换，从而将冷媒冷却到过冷状态。

在一些实施例中，所述能耗节约装置还包括制热系统，所述制热系统连接所述控制器；

在所述环境试验箱升温时，所述制热系统运行制热；当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，则所述压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，则所述控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行；

在所述环境试验箱保持高温恒温时，若所述蓄冰装置的蓄冷量未达到预设值，所述蓄冰装置继续蓄冷；所述循环水泵运行，冷冻水循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

本申请还提出一种环境试验箱，所述环境试验箱包括所述能耗节约装置、设置于所述环境试验箱顶部的循环风机以及设置于所述环境试验箱侧面的加湿装置。

本申请还提出一种环境试验箱的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

当接收到产品检测指令时，控制所述制冷系统通过第一冷媒回路对所述环境试验箱进行降温；同时所述循环水泵运行，过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述过冷换热器和饱和冷媒进行热交换，从而将饱和冷媒冷却到过冷状态；

在所述环境试验箱内的温度降至第一预设温度时，控制所述制冷系统通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热；

在预设时间后，控制所述制热系统运行对所述环境试验箱进行升温；根据所述蓄冰装置的蓄冷量调节所述压缩机、第一电磁阀以及第二电磁阀的工作状态，直到蓄冰装置的蓄冷量达到预设值；

在所述环境试验箱内的温度升至第二预设温度时，若所述蓄冰装置的蓄冷量未达到预设值，所述蓄冰装置继续蓄冷；并控制所述循环水泵运行，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

在一些实施例中，所述根据所述蓄冰装置的蓄冷量调节所述压缩机、第一电磁阀以及第二电磁阀的工作状态，直到蓄冰装置的蓄冷量达到预设值，包括：

当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，则所述压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；

当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，则所述控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行。

在一些实施例中，所述循环水泵运行，过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述过冷换热器和饱和冷媒进行热交换，从而将饱和冷媒冷却到过冷状态的步骤之后，还包括以下步骤：

冷冻水循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

在一些实施例中，该控制方法还包括以下步骤：

在所述环境试验箱运行湿度控制功能时，所述第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，压缩机运行，全部冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热，同时所述循环水泵运行，冷冻水循环回路导通,将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

本发明的能耗节约装置，应用于环境试验箱，其中，能耗节约装置包括制冷系统，所述制冷系统包括压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、蒸发器、第二电磁阀、蓄冰装置、循环水泵、及冰水换热器、换热组件；所述压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、及蒸发器串联形成第一冷媒回路，对环境试验箱进行降温；所述压缩机、冷凝器、第二电磁阀、蓄冰装置串联形成第二冷媒回路，所述蓄冰装置、循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路，所述制冷系统通过所述第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热，通过过冷循环回路使经过所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，变为过冷状态，从而冷媒在试验箱内蒸发时获得更大的制冷量。这样对于相同的制冷量需求，可以采用更小功率的压缩机，从而降低试验箱配电功率和运行功率。同时避免了压缩机运行过程中的闲置和能量放空，提高压缩机运行能效比(COP),节省了能耗、降低了检测成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的环境试验箱的能耗节约装置的制冷系统一实施例的结构示意图；

图2为本发明的环境试验箱一实施例的正视图；

图3为本发明的环境试验箱一实施例的后视图；

图4为本发明的环境试验箱的控制方法一实施例的流程图；

图5为本发明的环境试验箱的控制方法另一实施例的流程图；

图6为本发明的环境试验箱的控制方法又一实施例的流程图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种环境试验箱的能耗节约装置。

参照图1，图1为本发明的环境试验箱的能耗节约装置的制冷系统一实施例的结构示意图。

本实施例的能耗节约装置包括制冷系统100，所述制冷系统100包括压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、蒸发器70、第二电磁阀80、蓄冰装置90、循环水泵91、冰水换热器93以及换热组件；

所述压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、及蒸发器70串联形成第一冷媒回路；

所述压缩机10、冷凝器30、第二电磁阀80、蓄冰装置90串联形成第二冷媒回路；

所述蓄冰装置90、循环水泵91、及冰水换热器93串联形成冷冻水循环回路；

所述蓄冰装置90、所述循环水泵91、及换热组件串联形成过冷循环回路；

所述制冷系统100通过所述第二冷媒回路向所述蓄冰装置90存储潜热，并通过所述冷冻水循环回路释放所述蓄冰装置90存储的潜热，使所述环境试验箱300内保持恒温。

参照图1至3，所述环境试验箱300包括用于放置待检测产品的有效空间及对所述有效空间进行升温和降温的能耗节约装置，所述能耗节约装置包括对所述有效空间进行降温的制冷系统100、对所述有效空间进行升温的制热系统。所述环境试验箱300的顶部设置有循环风机310，所述制热系统采用加热器进行加热，加热器由电阻丝制作，通电发热，循环风机310工作强制有效空间内的空气形成风流在加热丝表面换热，空气温度升高，进而对所述有效空间进行升温；所述制冷系统100利用冷媒在压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器之间的管路循环换热，通过冷媒在蒸发器内相变吸热，循环风机310工作强制有效空间内的空气形成风流在蒸发器外表面换热，空气温度降低，进而对所述有效空间进行降温。

进一步参照图1至3，所述环境试验箱300还包括用于将测试产品送入环境试验箱300的有效空间的封闭门330，所述封闭门330设置有两个，所述两个封闭门330设置于所述环境试验箱300两相对的侧壁，每一封闭门330上均设置有便于开启该封闭门330的门把手3301，以及便于关闭该封闭门330的电磁锁3305，每一封闭门330还设置有一观察窗3303，所述观察窗3305设置于所述封闭门330的中心位置。所述环境试验箱300还包括电控室350，所述电控室350与环境试验箱300的有效空间临近设置，所述电控室350的外侧壁面设置有触控屏3501和控制面板3503，测试人员可以通过所述触控屏3501或控制面板3503对环境试验箱300的制冷参数、制热参数、或其他运行参数进行设置，所述电控室350的顶部还设置有三色指示灯370，对测试进程进行报警提示。

参照图1至3，所述能耗节约装置的制冷系统100包括压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、蒸发器70、第二电磁阀80、蓄冰装置90、循环水泵91、及换热组件；所述压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、及蒸发器70串联形成第一冷媒回路，在所述环境试验箱300需要低温环境时，所述压缩机10启动运行，将产生的高温高压的气态冷媒送入冷凝器30与冷凝器周围的空气进行换热，向外部空气释放热量，同时利用循环风机310将释放的热量排出环境试验箱300，经冷凝器30降温之后的冷媒进入节流元件50节流降压形成低温液态冷媒，然后进入蒸发器70吸收外部空气携带的热量蒸发成气态的冷媒，对外部空气进行降温，进而降低环境试验箱300有效空间内的温度，实现在环境试验箱300的有效空间内模拟低温环境。

所述压缩机10、冷凝器30、第二电磁阀80、蓄冰装置90串联形成第二冷媒回路，在环境试验箱300维持低温环境恒定时，有效空间内不再需要压缩机10满负荷条件下产生的潜热，此时利用第二冷媒回路将部分冷媒携带的潜热存入所述蓄冰装置90。

所述蓄冰装置、所述循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路，在环境试验箱进行降温时，除了通过第一冷媒回路转换冷媒气液状态进行常规降温以外。在本实施例中，还可通过所述蓄冰装置、所述循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路，通过循环水泵使得所述蓄冰装置中的冰水进入换热组件，使经过所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，变为过冷状态，从而冷媒在试验箱内蒸发时获得更大的制冷量。这样对于相同的制冷量需求，可以采用更小功率的压缩机，从而降低试验箱配电功率和运行功率。同时避免了压缩机运行过程中的闲置和能量放空，提高压缩机运行能效比(COP),节省了能耗、降低了检测成本。

具体地，所述换热组件包括相互连接的控制阀98以及过冷换热器99，所述过冷换热器99设于所述冷凝器与所述节流元件之间。过冷换热器99所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，冷媒再输入到节流组件。

可以理解的，本实施例的过冷换热器99可以是各种结构的过冷换热器99。如套管式、喷淋式或者板式换热器等。过冷换热器99原理是利用比冷凝后的饱和液体温度更低的冷却水再次冷却(如深井水)，一般可比冷却前再降低20℃～35℃的温度。另外，控制阀98可以是电动阀或者电磁阀等。

值得一提的是，在其他的实施例中，环境试验箱在降温时除了利用所述蓄冰装置、所述循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路使得冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度变为过冷状态之外，还可以同时利用所述冷冻水循环回路，通过循环水泵将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱，从而通过过冷循环回路和进一步提高降温效果。

本发明的环境试验箱的能耗节约装置，包括制冷系统100和制热系统，所述制冷系统100包括压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、蒸发器70、第二电磁阀80、蓄冰装置90、循环水泵91、及冰水换热器93；所述压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、及蒸发器70串联形成第一冷媒回路，对环境试验箱300进行降温；所述压缩机10、冷凝器30、第二电磁阀80、蓄冰装置90串联形成第二冷媒回路，所述蓄冰装置90、循环水泵91、及冰水换热器93串联形成冷冻水循环回路。打开循环水泵91将蓄冰装置90内的冰水存储的凝结潜热，通过冰水换热器93释放到环境试验箱300内；同时通过循环水泵使得所述蓄冰装置中的冰水进入换热组件，使经过所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，变为过冷状态，从而冷媒在试验箱内蒸发时获得更大的制冷量；此时的环境试验箱300同时利用第一冷媒回路、冷冻水循环回路和过冷循环回路进行加速降温；从而能够进一步减少压缩机10的做功，节省能耗。这样对于相同的制冷量需求，可以采用更小功率的压缩机，从而降低试验箱配电功率和运行功率。同时避免了压缩机运行过程中的闲置和能量放空，提高压缩机运行能效比(COP),降低了检测成本。

本申请还包括冰水换热器93，所述蓄冰装置90、循环水泵91、及冰水换热器93串联形成冷冻水循环回路。在环境试验箱300维持高温环境恒定时，有效空间内由于测试产品的上电测试产生的热量会提高有效空间内的温度，此时需要利用冷冻水循环回路将蓄冰装置90存储的潜热释放，对有效空间进行降温，通过循环水泵将低温的冰水经过冰水换热器93与有效空间内的热空气进行热交换，进而使得环境试验箱300保持恒温。

在所述环境试验箱保持低温恒温时，第二电磁阀导通，第一电磁阀根据所述环境试验箱温度控制要求关闭或导通，至少部分冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热。具体地，所述控制器控制第一电磁阀60和第二电磁阀80导通，部分冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置90存储潜热；当所述控制器控制第一电磁阀60关闭，第二电磁阀80导通时，全部冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置90存储潜热。

进一步参照图1至3，所述能耗节约装置还包括制热系统和控制器(未图示)，所述压缩机10、第一电磁阀60、第二电磁阀80、循环水泵91、及制热系统均连接所述控制器；

在所述环境试验箱300降温时，所述控制器控制第一电磁阀60导通、第二电磁阀80关闭，使得从压缩机10排出的高温气态冷媒只流入第一冷媒回路。通过所述过冷循环回路释放所述蓄冰装置存储的潜热，使得经过冷凝器冷凝之后的冷媒呈过冷状态。

在所述环境试验箱300升温时，所述制热系统运行制热；当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，则所述压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，则所述控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行。应理解，这里的蓄冰装置的蓄冷量预设值可根据实际情况设置，在此不做具体限定。

在本实施例中，所述控制器可以是环境试验箱300的主控板，也可以是连接环境试验箱300的主机，所述控制器控制能耗节约装置的制冷系统100和制热系统运行，在环境试验箱300的有效空间内模拟低温或高温环境，对产品进行低温或高温环境下的功能测试。在需要模拟低温环境时，需要运行制冷系统对环境试验箱300进行降温，此时，由控制器控制第一电磁阀60上电导通、第二电磁阀80断电关闭，从压缩机10排出的高温气态冷媒经冷凝器30降温降压之后通过第一电磁阀60进入节流元件50进一步节流降压，最后经过蒸发器70与有效空间内的热空气进行热交换，吸收热空气携带的热量蒸发成气态冷媒进入压缩机10重新压缩成高温高压的气态冷媒，进入下一循环，直至环境试验箱300达到预设的低温温度；

同时通过所述蓄冰装置、所述循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路，通过控制器控制循环水泵开启，所述蓄冰装置中的冰水进入换热组件，使经过所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，变为过冷状态。从而冷媒在试验箱内蒸发时获得更大的制冷量。为了进一步增加降温效果，还可将通过冷冻水循环回路将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

此时，由于环境试验箱300需要保持低温恒温，需要控制压缩机10以最低负荷运行，同时将压缩机10做功的部分冷媒不参与环境试验箱300有效空间内的热交换，而是将该部分冷媒通过第二电磁阀80进入蓄冰装置90进行换热，将该部分冷媒携带的潜热存入所述蓄冰装置90，该部分冷媒在蓄冰装置90内与蓄冰装置90内的水进行热交换，吸收水中的热量，使其温度降低凝结成冰，该部分冷媒将携带热量以凝结潜热的形式存储于蓄冰装置90的冰水中。此时第一电磁阀根据所述环境试验箱温度控制要求关闭或导通。

在环境试验箱300保持低温恒定预设时间后，需要切换测试产品的测试环境，此时需要将环境试验箱300的有效空间内的低温环境切换至高温环境，也即对环境试验箱300进行升温，此时，需要控制制冷系统停止运行，为了在高温恒温阶段蓄冰装置90有足够的潜热进行降温，当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，则所述压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，则所述控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行。

制热系统启动运行，控制加热器通电发热，循环风机310工作强制有效空间内的空气形成风流在加热丝表面换热，空气温度升高，进而对所述有效空间进行升温，直至环境试验箱300达到预设的高温温度，一般设定为40℃-150℃中的任一温度；此时，由于环境试验箱300需要保持高温恒温，但是测试产品上电测试时会产生一定的热量，但是该部分热量又不足以维持压缩机10以最低负荷运行，若所述蓄冰装置的蓄冷量未达到预设值，所述蓄冰装置继续蓄冷；所述循环水泵91运行，将存储于所述蓄冰装置90的潜热通过所述冰水换热器93交换至所述环境试验箱300，通过将冰水通入冰水换热器93与环境试验箱300内的高温空气进行热交换，实现对环境试验箱300内的多余热量进行降温，使得环境试验箱300保持预设的高温温度恒定，所述循环水泵91具有变频功能，通过变频控制流入冰水换热器93的冰水流量，准确控制环境试验箱300的有效空间内的空气温度，此外，在循环水泵91与冰水换热器93之间的管路还设置有进水电磁阀97。

在本实施例中，在环境试验箱300交替模拟低温环境和高温环境的循环过程中，特别是在环境试验箱300从高温骤降至低温的过程中，也即在20℃以上的高温降至20℃以下的低温时，为了减少压缩机10做功产生的能耗，还可以在利用第一冷媒回路对环境试验箱300降温的同时，打开循环水泵91将蓄冰装置90内的冰水存储的凝结潜热，通过冰水换热器93释放到环境试验箱300内；同时通过循环水泵使得所述蓄冰装置中的冰水进入换热组件，使经过所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，变为过冷状态，从而冷媒在试验箱内蒸发时获得更大的制冷量；此时的环境试验箱300同时利用第一冷媒回路、冷冻水循环回路和过冷循环回路进行加速降温；从而能够进一步减少压缩机10的做功，节省能耗。

进一步地，参照图1至3，所述制冷系统100还包括连接所述蓄冰装置90的空压机94和第三电磁阀92，所述第三电磁阀92设置于所述蓄冰装置90和空压机94之间，所述空压机94和第三电磁阀92均连接所述控制器，在所述蓄冰装置90蓄冰储能时，控制空压机94向所述蓄冰装置90充入压缩空气。

在本实施例中，所述制冷系统100还包括空压机94和第三电磁阀92，所述空压机94通过第三电磁阀92连接所述蓄冰装置90，所述空压机94和第三电磁阀92均连接环境试验箱300的控制器，在环境试验箱300保持低温恒温时，制冷系统100通过第二冷媒回路对蓄冰装置90进行蓄冰储能，冷媒吸收蓄冰装置90内的水使其温度降至冰点，液态水凝结成冰，存储冷媒携带的潜热，为了使液态水在蓄冰装置90的冷媒盘管的外壁面凝结的冰层厚度均匀，需要控制第三电磁阀92上电导通，同时控制空压机94向所述蓄冰装置90冲入压缩空气，对蓄冰装置90内的液态水进行扰动。

进一步地，参照图1至3，所述制冷系统100还包括连接所述冰水换热器93的第四电磁阀95，所述第四电磁阀95连接所述控制器，控制所述冰水换热器93内的冰水倒流回所述蓄冰装置90。

在本实施例中，环境试验箱300在保持高温恒定的过程中，可能出现有效空间内空气温度接近冰水温度、或低于冰水温度时，冰水换热器93中的冰水成为了多余的负载，并有结冰冻胀造成换热器铜管破裂的可能，此时需要控制循环水泵停止运行，进水电磁阀97关闭，控制第四电磁阀95上电导通，增加冰水换热器93内的气压，使冰水换热器93内的冰水通过重力作用或外界大气压力的作用通过循环水泵91倒流回所述蓄冰装置90。

进一步地，所述蓄冰装置90包括蓄冰槽、冷媒盘管、布水器、及集水器，所述冷媒盘管均匀布置于所述蓄冰槽内，所述布水器设置于所述蓄冰槽的进水口，将循环冰水均匀导流至所述冷媒盘管的外表面，所述集水器设置于所述蓄冰槽的出水口，收集冷媒盘管表面的冰水并导流至所述冷冻水循环回路。

在本实施例中，所述蓄冰装置90包括蓄冰槽、冷媒盘管、布水器、集水器，所述蓄冰槽用于盛放液态水，以便与冷媒盘管内的冷媒进行换热，所述冷媒盘管均匀布置于所述蓄冰槽内，以便与蓄冰槽内的液态水实现均匀换热，所述冷媒盘管可以是铝管或铜管，在本实施例中优选为铜管，在冰水循环时，循环冰水通过布水器均匀流过蓄冰装置90横截面内的每根冷媒盘管的外表面，使得冷媒盘管的外壁融冰均匀，同时循环冰水通过集水器使得蓄冰装置90横截面热议位置冰水均可进入冷冻水循环回路，使得冷媒盘管外壁面融冰均匀。

进一步地，所述制冷系统100还包括设置于所述蓄冰装置90的导电率传感器(未图示)，检测所述冷媒盘管外壁的冰层厚度，在检测到冷媒盘管外壁的冰层达到预设厚度时，控制第二电磁阀80关闭，以便于后续的融冰操作，以及防止冷媒盘管外壁面的冰层过厚，造成冷媒盘管破裂。

进一步地，参照图1至3，所述制冷系统100还包括油分离器20和干燥过滤器40，所述油分离器20设置于所述压缩机10和冷凝器30之间，随冷媒循环向压缩机10供油，主要用于压缩机10的润滑和降温，所述干燥过滤器40设置于所述冷凝器30与第二电磁阀80之间，主要作用是除去系统冷媒中的水分，保证系统的正常运行。

本发明进一步提出一种环境试验箱。

参照图图2和3，在本实施例中，环境试验箱300包括如上所述的能耗节约装置设置于所述环境试验箱300顶部的循环风机310以及设置于所述环境试验箱300侧面的加湿装置(未图示)。

在本实施例中，所述能耗节约装置包括制冷系统100和制热系统，所述制冷系统100包括压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、蒸发器70、第二电磁阀80、蓄冰装置90、循环水泵91、及冰水换热器93；所述压缩机10、冷凝器30、第一电磁阀60、节流元件50、及蒸发器70串联形成第一冷媒回路，对环境试验箱300进行降温；所述压缩机10、冷凝器30、第二电磁阀80、蓄冰装置90串联形成第二冷媒回路，所述蓄冰装置90、循环水泵91、及冰水换热器93串联形成冷冻水循环回路，所述制冷系统100通过所述第二冷媒回路向所述蓄冰装置90存储潜热，并通过所述冷冻水循环回路释放所述蓄冰装置90存储的潜热，使所述环境试验箱300内保持恒温，避免了压缩机10运行过程中的能量放空，节省了能源消耗、降低了检测成本。所述循环风机310设置于所述环境试验箱300的顶部，主要用于强制有效空间内的空气形成风流在蒸发器外表面换热，空气温度降低，进而对环境试验箱300的有效空间进行降温，或者强制有效空间内的空气形成风流在加热丝表面换热，空气温度升高，进而对环境试验箱300的有效空间进行升温。并且通过在所述环境试验箱300侧面设置的加湿装置，能够在环境试验箱300中增加湿度控制功能，使得环境试验箱的环境模拟功能更加完善，丰富更多的环境测试场景。

本发明进一步提出一种环境试验箱300的控制方法。

请参照图4，图4为本发明的环境试验箱300的控制方法一实施例的流程图。

在该实施例中，该控制方法包括以下步骤：

S10：当接收到产品检测指令时，控制所述制冷系统通过第一冷媒回路对所述环境试验箱进行降温；同时所述循环水泵运行，过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述过冷换热器99和饱和冷媒进行热交换，从而将饱和冷媒冷却到过冷状态；

S20：在所述环境试验箱内的温度降至第一预设温度时，控制所述制冷系统通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热；

S30：在预设时间后，控制所述制热系统运行对所述环境试验箱进行升温；根据所述蓄冰装置的蓄冷量调节所述压缩机、第一电磁阀以及第二电磁阀的工作状态，直到蓄冰装置的蓄冷量达到预设值；

S40：在所述环境试验箱内的温度升至第二预设温度时，若所述蓄冰装置的蓄冷量未达到预设值，所述蓄冰装置继续蓄冷；并控制所述循环水泵运行，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

在本实施例中，所述循环风机310在环境试验箱300开机时开启，也即环境试验箱300上电开机的同时，循环风机310也随即开启运行。

进一步参照图1，所述控制器控制环境试验箱300的制冷系统100和制热系统运行，在环境试验箱300的有效空间内模拟低温或高温环境，对产品进行低温或高温环境下的功能测试。当接收到产品检测指令时，控制制冷系统通过第一冷媒回路对所述环境试验箱300进行降温，也即按照预先设置的控制程序模拟低温环境，此时，由控制器控制第一电磁阀60上电导通、第二电磁阀80断电关闭，从压缩机10排出的高温气态冷媒经冷凝器30降温降压之后通过第一电磁阀60进入节流元件50进一步节流降压，最后经过蒸发器70与有效空间内的热空气进行热交换，吸收热空气携带的热量蒸发成气态冷媒进入压缩机10重新压缩成高温高压的气态冷媒，进入下一循环，直至环境试验箱300内的温度降至第一预设温度；同时通过所述蓄冰装置、所述循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路，通过控制器控制循环水泵开启，所述蓄冰装置中的冰水进入换热组件，使经过所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，变为过冷状态。从而冷媒在试验箱内蒸发时获得更大的制冷量。

此时，由于环境试验箱300需要保持低温恒温，需要控制压缩机10以最低负荷运行，同时将压缩机10做功的部分冷媒不参与环境试验箱300有效空间内的热交换，而是将该部分冷媒通过第二电磁阀80进入蓄冰装置90进行换热，将该部分冷媒携带的潜热存入所述蓄冰装置90，该部分冷媒在蓄冰装置90内与蓄冰装置90内的水进行热交换，吸收水中的热量，使其温度降低凝结成冰，该部分冷媒将携带热量以凝结潜热的形式存储于蓄冰装置90的冰水中。此时第一电磁阀根据所述环境试验箱温度控制要求关闭或导通。

在环境试验箱300保持低温恒定预设时间后，需要切换测试产品的测试环境，此时需要将环境试验箱300的有效空间内的低温环境切换至高温环境，也即对环境试验箱300进行升温，此时，需要控制制冷系统停止运行，为了在高温恒温阶段蓄冰装置90有足够的潜热进行降温，根据所述蓄冰装置的蓄冷量调节所述压缩机、第一电磁阀以及第二电磁阀的工作状态，直到蓄冰装置的蓄冷量达到预设值；

制热系统启动运行，控制加热器通电发热，循环风机310工作强制有效空间内的空气形成风流在加热丝表面换热，空气温度升高，进而对所述有效空间进行升温，直至环境试验箱300达到预设的高温温度，一般设定为40℃-150℃中的任一温度；此时，由于环境试验箱300需要保持高温恒温，但是测试产品上电测试时会产生一定的热量，但是该部分热量又不足以维持压缩机10以最低负荷运行，若所述蓄冰装置的蓄冷量未达到预设值，所述蓄冰装置继续蓄冷；所述循环水泵91运行，将存储于所述蓄冰装置90的潜热通过所述冰水换热器93交换至所述环境试验箱300，通过将冰水通入冰水换热器93与环境试验箱300内的高温空气进行热交换，实现对环境试验箱300内的多余热量进行降温，使得环境试验箱300保持预设的高温温度恒定，所述循环水泵91具有变频功能，通过变频控制流入冰水换热器93的冰水流量，准确控制环境试验箱300的有效空间内的空气温度，此外，在循环水泵91与冰水换热器93之间的管路还设置有进水电磁阀97。

在一些实施例中，所述根据所述蓄冰装置的蓄冷量调节所述压缩机、第一电磁阀以及第二电磁阀的工作状态，直到蓄冰装置的蓄冷量达到预设值，包括：

当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，则所述压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；

具体地，当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，说明蓄冰装置的蓄冷量达到预设的要求，有足够的蓄冷量，此时控制压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭。

当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，则所述控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行。

具体地，当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，说明蓄冰装置的蓄冷量未达到预设的要求，控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行。

请参照图5，为了进一步增加降温效果，还可将通过冷冻水循环回路将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

所述循环水泵运行，过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述过冷换热器99和饱和冷媒进行热交换，从而将饱和冷媒冷却到过冷状态的步骤之后，还包括以下步骤：

S50：冷冻水循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

在本实施例中，在环境试验箱300交替模拟低温环境和高温环境的循环过程中，特别是在环境试验箱300从高温骤降至低温的过程中，也即在20℃以上的高温降至20℃以下的低温时，为了减少压缩机10做功产生的能耗，还可以在利用第一冷媒回路对环境试验箱300降温的同时，打开循环水泵91将蓄冰装置90内的冰水存储的凝结潜热，通过冰水换热器93释放到环境试验箱300内；同时通过循环水泵使得所述蓄冰装置中的冰水进入换热组件，使经过所述冷凝器冷凝之后的冷媒饱和液体温度继续降低，变为过冷状态，从而冷媒在试验箱内蒸发时获得更大的制冷量；此时的环境试验箱300同时利用第一冷媒回路、冷冻水循环回路和过冷循环回路进行加速降温；从而能够进一步减少压缩机10的做功，节省能耗。

请参照图6，在其他一些实施例中，环境试验箱300的控制方法还包括以下步骤：

S60：在所述环境试验箱运行湿度控制功能时，所述第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，压缩机运行，全部冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热，同时所述循环水泵运行，冷冻水循环回路导通,将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

通过冷冻水循环回路使得蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱，降低环境试验箱的温度，维持环境试验箱内水蒸气的含量，从而对所述环境试验箱进行湿度控制，保持环境试验箱内有效空间的相对湿度恒定。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种环境试验箱的能耗节约装置，其特征在于，该能耗节约装置包括制冷系统，

所述制冷系统包括压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、蒸发器、第二电磁阀、蓄冰装置、循环水泵、以及换热组件；

所述压缩机、冷凝器、第一电磁阀、节流元件、及蒸发器串联形成第一冷媒回路；

所述压缩机、冷凝器、第二电磁阀、蓄冰装置串联形成第二冷媒回路；

所述蓄冰装置、所述循环水泵、及换热组件串联形成过冷循环回路；

所述制冷系统通过所述第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热，并至少通过所述过冷循环回路释放所述蓄冰装置存储的潜热，使得经过冷凝器冷凝之后的冷媒呈过冷状态。

2.根据权利要求1所述的能耗节约装置，其特征在于，所述换热组件包括相互连接的控制阀以及过冷换热器，所述过冷换热器设于所述冷凝器与所述节流元件之间。

3.根据权利要求1所述的能耗节约装置，其特征在于，所述制冷系统还包括冰水换热器，所述蓄冰装置、循环水泵、及冰水换热器串联形成冷冻水循环回路；

在所述环境试验箱保持低温恒温时，第二电磁阀导通，第一电磁阀根据所述环境试验箱温度控制要求关闭或导通，至少部分冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热。

4.根据权利要求3所述的能耗节约装置，其特征在于，所述能耗节约装置还包括控制器，所述压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、及循环水泵均连接所述控制器；

在所述环境试验箱降温时，所述控制器控制第一电磁阀导通、第二电磁阀关闭，使得从压缩机排出的高温气态冷媒只流入第一冷媒回路；

所述控制器控制循环水泵开启，所述过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述换热组件进行热交换，从而将冷媒冷却到过冷状态；或

所述控制器控制循环水泵开启，所述过冷循环回路和冷冻水循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱，以及将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述换热组件进行热交换，从而将冷媒冷却到过冷状态。

5.根据权利要求4所述的能耗节约装置，其特征在于，所述能耗节约装置还包括制热系统，所述制热系统连接所述控制器；

在所述环境试验箱升温时，所述制热系统运行制热；当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，则所述压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，则所述控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行；

在所述环境试验箱保持高温恒温时，若所述蓄冰装置的蓄冷量未达到预设值，所述蓄冰装置继续蓄冷；所述循环水泵运行，冷冻水循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

6.一种环境试验箱，其特征在于，所述环境试验箱包括如权利要求1-5任一项所述能耗节约装置、设置于所述环境试验箱顶部的循环风机以及设置于所述环境试验箱侧面的加湿装置。

7.一种权利要求6所述的环境试验箱的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

当接收到产品检测指令时，控制所述制冷系统通过第一冷媒回路对所述环境试验箱进行降温；同时所述循环水泵运行，过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述过冷换热器和饱和冷媒进行热交换，从而将饱和冷媒冷却到过冷状态；

在所述环境试验箱内的温度降至第一预设温度时，控制所述制冷系统通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热；

在预设时间后，控制所述制热系统运行对所述环境试验箱进行升温；根据所述蓄冰装置的蓄冷量调节所述压缩机、第一电磁阀以及第二电磁阀的工作状态，直到蓄冰装置的蓄冷量达到预设值；

在所述环境试验箱内的温度升至第二预设温度时，若所述蓄冰装置的蓄冷量未达到预设值，所述蓄冰装置继续蓄冷；并控制所述循环水泵运行，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

8.根据权利要求7所述的环境试验箱的控制方法，其特征在于，所述根据所述蓄冰装置的蓄冷量调节所述压缩机、第一电磁阀以及第二电磁阀的工作状态，直到蓄冰装置的蓄冷量达到预设值，包括：

当所述蓄冰装置的蓄冷量大于或等于预设值，则所述压缩机停止运行，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；

当所述蓄冰装置的蓄冷量小于预设值，则所述控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置继续存储潜热，直到蓄冷量达到预设值后压缩机停止运行。

9.根据权利要求7所述的环境试验箱的控制方法，其特征在于，所述循环水泵运行，过冷循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热输送到所述过冷换热器和饱和冷媒进行热交换，从而将饱和冷媒冷却到过冷状态的步骤之后，还包括以下步骤：

冷冻水循环回路导通，将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

10.根据权利要求7所述的环境试验箱的控制方法，其特征在于，该控制方法还包括以下步骤：

在所述环境试验箱运行湿度控制功能时，所述第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，压缩机运行，全部冷媒通过第二冷媒回路向所述蓄冰装置存储潜热，同时所述循环水泵运行，冷冻水循环回路导通,将存储于所述蓄冰装置的潜热通过所述冰水换热器交换至所述环境试验箱。

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