專利名稱：二元超低溫冷凍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種二元超低溫冷凍裝置。
背景技術(shù)：
目前常見的冷凍系統(tǒng)，是以單級壓縮的方式來達成，其構(gòu)成組件主要包括一壓縮機、蒸發(fā)器、膨脹閥及冷凝器，但由于單級壓縮機的壓縮比高，壓縮機的容積效率與壓縮效率明顯下降，導(dǎo)致冷凍裝置整體的冷凍能力降低，因此無法突破降溫速率慢、極低溫有限、耗能大之技術(shù)瓶頸，遂有如圖1所示的二元冷凍裝置現(xiàn)世，其中，該冷凍裝置主要由一高溫冷凍機組(11)、一低溫冷凍機組(12)等兩組冷凍單元及一板式熱交換器(13)所組成，該兩組高低溫冷凍機組各自分別具有壓縮機(111、121)、冷凝器(112)、儲液器(113)、蒸發(fā)器(124)及膨脹閥(114、123)等構(gòu)件所構(gòu)成的獨立循環(huán)系統(tǒng)，然后經(jīng)板式熱交換器(13)串聯(lián)后成一彼此相互關(guān)聯(lián)運作的冷凍機架構(gòu)，因其運作原理于目前現(xiàn)有文獻已可窺知，故在此不再贅述；據(jù)此利用高溫冷凍機組(11)所提供的冷凍力，于板式熱交換器(13)處將低溫冷凍機組(12)中由壓縮機(121)吐出的冷媒溫度再降低，可改善單級冷凍壓縮機的吐出溫度過高與耗能的缺失，進而大幅提高冷凍能力。
雖然上述二元冷凍裝置，已可進一步使膨脹閥出口冷媒溫度大幅降低，耗能的現(xiàn)象并稍有改善，但是，該二元冷凍裝置的高溫及低溫冷凍機組系獨立分開的，兩者經(jīng)板式熱交換器串聯(lián)后的熱量交換值需嚴密計算，才能有效發(fā)揮整體的冷凍效益，也因此，運轉(zhuǎn)中的二元冷凍裝置，其高溫冷凍機組及低溫冷凍機組皆不可有一者停止，否則會造成冷媒液壓過高的不良現(xiàn)象，即使低溫冷凍機組停止運作，至少也要高溫冷凍機組繼續(xù)運作，此運作形態(tài)無疑形成能源及成本的耗費；同此理，若高溫冷凍機組停止運作，勢必造成低溫冷凍機組的損壞，不可不慎。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種二元超低溫冷凍裝置，可有效提升高溫冷凍單元20％以上冷凍能力。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種二元超低溫冷凍裝置，主要包括一包含二元冷凝器的高溫冷凍單元、一低溫冷凍單元、一二元熱交換器、一具有至少一高壓傳感器及低壓傳感器的壓力調(diào)節(jié)單元及一控制單元，其特征在于所述低溫冷凍單元的冷媒管路是先經(jīng)過所述二元冷凝器再經(jīng)過所述二元熱交換器，令所述低溫冷凍單元由低溫壓縮機出口的管路，在所述二元冷凝器處先行將該管路的顯熱散熱，然后再經(jīng)由所述二元熱交換器對冷媒冷凝潛熱做熱交換，據(jù)此有效提升所述高溫冷凍單元的熱交換能力。
所述的壓力傳感器包括一高壓傳感器，裝設(shè)于低溫冷凍單元的高壓段和一低溫冷凍單元，裝設(shè)于低溫冷凍單元的低壓段。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是能有效提升高溫冷凍單元的熱交換能力，及強化管路的壓力調(diào)節(jié)能力，進而可節(jié)省能源及降低裝置機件的故障率。


圖1是已知二元冷凍裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型二元超低溫冷凍裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
標號說明11.高溫冷凍機組111.高溫壓縮機 112.冷凝器113.儲液器 114.膨脹閥12.低溫冷凍機組121.低溫壓縮機 122.儲液器123.膨脹閥 124.蒸發(fā)器13.板式熱交換器
2.高溫冷凍單元21.管路 22.高溫壓縮機23.二元冷凝器 24.關(guān)斷閥25.干燥過濾器 26.窗口27.電磁閥 28.膨脹閥3.低溫冷凍單元31.管路 32.低溫壓縮機33.關(guān)斷閥 34.干燥過濾器35.窗口 36.電磁閥37.膨脹閥 38.蒸發(fā)器OS.油分離器 SD.液氣分離器4.二元熱交換器5.壓力調(diào)節(jié)單元51.壓力調(diào)節(jié)筒 52.高壓傳感器53.高壓電磁閥 54.低壓傳感器55.低壓電磁閥 56.關(guān)斷閥57.歧管6.控制單元具體實施方式
為使本實用新型的結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)點及其它目的能更清晰地被了解，以下特舉較佳實施例并配合圖式詳細說明如后首先，請參考圖2所示，本實用新型的二元超低溫冷凍裝置由一高溫冷凍單元(2)、一低溫冷凍單元(3)、一二元熱交換器(4)、一壓力調(diào)節(jié)單元(5)及一控制單元(6)所組成，其中該高溫冷凍單元(2)設(shè)有一冷媒管路(21)，該管路(21)由高溫壓縮機(22)出口依序經(jīng)過有二元冷凝器(23)、關(guān)斷閥(24)、干燥過濾器(25)、窗口(26)、電磁閥(27)、膨脹閥(28)及二元熱交換器(4)，最后再回到高溫壓縮機(22)，成一完整冷媒流動路線。
該低溫冷凍單元(3)同樣設(shè)有另一冷媒管路(31)，該管路(31)由低溫壓縮機(32)出口依序經(jīng)過有油分離器(OS)、上述的二元冷凝器(23)及二元熱交換器(4)、關(guān)斷閥(33)、干燥過濾器(34)、窗口(35)、電磁閥(36)、膨脹閥(37)、蒸發(fā)器(38)及液氣分離器(SD)，最后再回到低溫壓縮機(32)，形成一完整冷媒流動路線。
該二元熱交換器(4)是一優(yōu)良熱量傳導(dǎo)媒介，上述由高溫冷凍單元(2)的膨脹閥出口的冷媒管路及低溫冷凍單元(3)的壓縮機吐出的冷媒管路在此做熱量交換，該二元熱交換器(4)依整體總熱值設(shè)定，經(jīng)設(shè)計成特定的面積尺寸，以求冷媒出入口有45℃以上的溫差效果。
該壓力調(diào)節(jié)單元(5)主要由一壓力調(diào)節(jié)筒(51)以至少一歧管(57)分別連通低溫冷凍單元(3)的高壓段及低壓段，并分別于高壓段及低壓段的管路、歧管間設(shè)置高壓傳感器(52)、低壓傳感器(54)等壓力傳感器、高壓電磁閥(53)、低壓電磁閥(55)及關(guān)斷閥(56)等閥體。
該控制單元(6)依使用者預(yù)設(shè)，配合冷凍裝置整體運行中溫度及壓力變化，以統(tǒng)配機組構(gòu)件電源、閥件的啟閉動作，確保冷凍裝置正常運作。
本實用新型依上述構(gòu)件組立后，依二元冷凍裝置的運作原理，低溫冷凍單元(3)可以快速的產(chǎn)生低溫，特別是低溫冷凍單元(3)由低溫壓縮機(32)出口的管路，在二元冷凝器(23)處先行將管路的顯熱散熱，然后再經(jīng)由二元熱交換器(4)對冷媒冷凝潛熱做熱交換，據(jù)此可有效加強高溫冷凍單元(2)的熱交換能力，因此本實用新型比通用結(jié)構(gòu)增加約20％的冷凍能力。
再者，低溫冷凍單元(3)借著壓力調(diào)節(jié)單元(5)的作用，配合高壓傳感器(52)、低壓傳感器(54)及控制單元(6)的邏輯控制，令冷媒管路高壓段壓力過高時，開啟高壓電磁閥(53)使冷媒暫時泄放于壓力調(diào)節(jié)筒(51)處，或當冷媒管路低壓段壓力過低高時，開啟低壓電磁閥(55)使壓力調(diào)節(jié)筒(51)內(nèi)的冷媒進入管路中，達到調(diào)節(jié)冷媒管路壓力的作用，進而使冷凍裝置經(jīng)預(yù)設(shè)一停機溫度后，可自動全面停機或運轉(zhuǎn)高低溫冷凍機組的二元冷凍裝置，進一步更可節(jié)省能源及降低裝置機件的故障率。
綜上所述，本實用新型提供一種有效提升高溫冷凍單元冷凍能力的二元冷凍裝置，實已符合產(chǎn)業(yè)的需求，爰依法提出專利申請，惟，本實用新型雖已以前述較佳實施例揭示，然其并非用以限定本實用新型，任何在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)加以潤飾與修改，均應(yīng)在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種二元超低溫冷凍裝置，主要包括一包含二元冷凝器的高溫冷凍單元、一低溫冷凍單元、一二元熱交換器、一具有至少一高壓傳感器及低壓傳感器的壓力調(diào)節(jié)單元及一控制單元，其特征在于所述低溫冷凍單元的冷媒管路是先經(jīng)過所述二元冷凝器再經(jīng)過所述二元熱交換器，令所述低溫冷凍單元由低溫壓縮機出口的管路，在所述二元冷凝器處先行將該管路的顯熱散熱，然后再經(jīng)由所述二元熱交換器對冷媒冷凝潛熱做熱交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元超低溫冷凍裝置，其特征在于所述壓力傳感器為高壓傳感器，裝設(shè)于所述低溫冷凍單元的高壓段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元超低溫冷凍裝置，其特征在于所述壓力傳感器為低壓傳感器，裝設(shè)于所述低溫冷凍單元的低壓段。
專利摘要本實用新型公開了一種二元超低溫冷凍裝置，主要包括一高溫冷凍單元、一低溫冷凍單元、一二元熱交換器、一壓力調(diào)節(jié)單元及一控制單元，其中該壓力調(diào)節(jié)單元特別具有至少一高壓傳感器及低壓傳感器；該高溫冷凍單元特別包含有一二元冷凝器；該低溫冷凍單元的冷媒管路會先經(jīng)過二元冷凝器再經(jīng)過該二元熱交換器，令該由低溫壓縮機出口的管路，在二元冷凝器處先行將管路的顯熱散熱，然后再經(jīng)由二元熱交換器對冷媒冷凝潛熱做熱交換，據(jù)此有效提升高溫冷凍單元的熱交換能力，及強化管路的壓力調(diào)節(jié)能力，進而可節(jié)省能源及降低裝置機件的故障率。
文檔編號F25B1/00GK2819125SQ20052005186
公開日2006年9月20日 申請日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者鄒林祥 申請人:鄒林祥