超低溫保存箱制冷系統(tǒng)及采用該制冷系統(tǒng)的超低溫保存箱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種超低溫保存箱制冷系統(tǒng)及采用該制冷系統(tǒng)的超低溫保存箱，所述制冷系統(tǒng)采用雙壓縮機(jī)復(fù)疊制冷方式，包括一級(jí)壓縮系統(tǒng)和二級(jí)壓縮系統(tǒng)，所述一級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的一級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、一級(jí)干燥過(guò)濾器，一級(jí)毛細(xì)管、中間換熱器、氣液分離器，所述二級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的二級(jí)壓縮機(jī)、油分離器、中間換熱器、二級(jí)干燥過(guò)濾器、二級(jí)毛細(xì)管、蒸發(fā)器，所述冷凝器采用板式換熱器。采用板式換熱器作為冷凝器，體積縮小，釋放了超低溫保存箱內(nèi)部的有效容積；采用水冷方式冷卻冷凝器使得超低溫保存箱所在房間將不需要維持環(huán)溫的空調(diào)，空調(diào)帶來(lái)的能耗將被省掉，節(jié)能降耗，適用的環(huán)境溫度帶被拉大，設(shè)計(jì)溫度帶達(dá)到0-43℃。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超低溫保存箱制冷系統(tǒng)及采用該制冷系統(tǒng)的超低溫保存箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于超低溫保存箱【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種超低溫保存箱制冷系統(tǒng)及采用該制冷系統(tǒng)的超低溫保存箱。
【背景技術(shù)】
[0002]不同的環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)不同的冷凝壓力，對(duì)應(yīng)超低溫保存箱的工作狀態(tài)。由于超低溫制冷行業(yè)的技術(shù)限制，超低溫保存箱一般設(shè)計(jì)環(huán)溫范圍僅為25V -32°C。使用溫度帶相當(dāng)窄，并且此工作溫度需要配備相應(yīng)的空調(diào)設(shè)備來(lái)保證。在以上涉及的環(huán)溫帶下，超低溫保存箱單臺(tái)的能耗很高。
[0003]超低溫保存箱目前的工業(yè)生產(chǎn)所采用的制冷方式全部為蒸汽壓縮式雙級(jí)復(fù)疊或者單機(jī)自復(fù)疊的制冷方式，而蒸汽壓縮式制冷必須要解決的問(wèn)題之一就是如何將冷凝器中的熱量散發(fā)出去?，F(xiàn)行的冷凝器的散熱的方式是采用翅片式冷凝器，配以風(fēng)機(jī)強(qiáng)制加快冷凝器周?chē)諝饬鲃?dòng)進(jìn)行散熱，目前所采用的這種方式主要有以下幾個(gè)缺點(diǎn):
[0004]1、保證散熱量所需要的冷凝器的體積較大，占用空間較大；
[0005]2、冷凝器散發(fā)的熱量不能帶出室外，只能在超低溫保存箱周?chē)嬖?，造成超低溫保存箱工況變差，耗電量逐步增加，甚至運(yùn)行環(huán)溫過(guò)高造成當(dāng)機(jī)。
[0006]3、超低溫保存箱散發(fā)的熱量散發(fā)不出室外，造成維持環(huán)溫的空調(diào)負(fù)荷增大，所選空調(diào)能耗增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型提供了一種超低溫保存箱制冷系統(tǒng)及采用該制冷系統(tǒng)的超低溫保存箱，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的翅片式冷凝器占用空間較大、且冷凝器采用強(qiáng)制風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻導(dǎo)致能耗增加的問(wèn)題。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，
[0009]一種超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)采用雙壓縮機(jī)復(fù)疊制冷方式，包括一級(jí)壓縮系統(tǒng)和二級(jí)壓縮系統(tǒng)，所述一級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的一級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、一級(jí)干燥過(guò)濾器，一級(jí)毛細(xì)管、中間換熱器、氣液分離器，所述二級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的二級(jí)壓縮機(jī)、油分離器、中間換熱器、二級(jí)干燥過(guò)濾器、二級(jí)毛細(xì)管、蒸發(fā)器，所述冷凝器采用板式換熱器。
[0010]進(jìn)一步地，所述板式換熱器采用水冷方式進(jìn)行冷卻。
[0011]再進(jìn)一步地，所述板式換熱器采用室外水冷機(jī)組進(jìn)行冷卻，通過(guò)室外水冷機(jī)組中的冷卻水與板式換熱器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換，板式換熱器內(nèi)制冷劑流向與冷卻水的流向相反。通常室外水冷機(jī)組采用的是A類(lèi)實(shí)驗(yàn)室中的水冷機(jī)組。
[0012]其中，沿著冷卻水的流向，室外水冷機(jī)組連通水過(guò)濾器，水過(guò)濾器連通冷凝壓力調(diào)節(jié)閥，冷凝壓力調(diào)節(jié)閥再連通板式換熱器，最后板式換熱器再連通室外水冷機(jī)組，從而構(gòu)成冷卻水的循環(huán)通路。[0013]更進(jìn)一步地，所述板式換熱器的制冷劑的出口位置與所述冷凝壓力調(diào)節(jié)閥之間設(shè)置手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)。
[0014]其中，所述手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)設(shè)置制冷劑的壓力為150psf250psi。
[0015]一種超低溫保存箱，采用上述制冷系統(tǒng)。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0017]1、采用板式換熱器作為冷凝器，可以在保證散熱量的同時(shí)體積縮小至風(fēng)冷冷凝器體積的I/15，釋放了超低溫保存箱內(nèi)部的有效容積。
[0018]2、采用水冷方式冷卻冷凝器，冷水可以將冷凝器的熱量由水冷機(jī)組帶至室外，使用這種冷卻方式的超低溫保存箱將不會(huì)影響室內(nèi)溫度，這樣，超低溫保存箱所在房間將不需要空調(diào)來(lái)保證室內(nèi)溫度，維持環(huán)溫的空調(diào)帶來(lái)的能耗將被省掉。
[0019]3、冷凝器中的冷卻水由實(shí)驗(yàn)室冷水機(jī)組配給，其溫度被嚴(yán)格限定。因此超低溫保存箱的冷凝溫度和壓力被完全限定，超低溫保存箱將會(huì)脫離對(duì)環(huán)溫的依賴(lài)，適用的環(huán)境溫度帶被拉大，設(shè)計(jì)溫度帶達(dá)到0-43°C。
[0020]4、冷卻水的溫度較環(huán)境溫度低，所以超低溫保存箱的能耗也相對(duì)較低。如，同在25°C環(huán)溫下，使用15°C冷卻水的超低溫保存箱節(jié)能18%-20%。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型所述超低溫保存箱制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]參考圖1所示，一種超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)采用雙壓縮機(jī)復(fù)疊制冷方式，包括一級(jí)壓縮系統(tǒng)和二級(jí)壓縮系統(tǒng)，其中，一級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的一級(jí)壓縮機(jī)
11、板式換熱器12、一級(jí)干燥過(guò)濾器13，一級(jí)毛細(xì)管14、中間換熱器15、氣液分離器16，二級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的二級(jí)壓縮機(jī)21、油分離器22、中間換熱器15、二級(jí)干燥過(guò)濾器23、二級(jí)毛細(xì)管24、蒸發(fā)器25。
[0024]該板式換熱器12采用室外水冷機(jī)組31進(jìn)行冷卻，通過(guò)室外水冷機(jī)組31中的冷卻水與板式換熱器12內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換，板式換熱器12內(nèi)制冷劑流向與冷卻水的流向相反。通常室外水冷機(jī)組31采用的是A類(lèi)實(shí)驗(yàn)室中的水冷機(jī)組。
[0025]如圖1中箭頭所示，實(shí)線(xiàn)箭頭代表制冷劑流向，虛線(xiàn)箭頭代表冷卻水流向，沿著冷卻水的流向，室外水冷機(jī)組31連通水過(guò)濾器32，水過(guò)濾器32連通冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33，冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33再連通板式換熱器12，最后板式換熱器12再連通室外水冷機(jī)組31，從而構(gòu)成冷卻水的循環(huán)通路。板式換熱器12的制冷劑的出口位置與冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33之間設(shè)置手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)34。
[0026]其中，手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)34設(shè)置制冷劑的壓力為200psi，這里的psi是壓力單位，即
磅/平方英寸當(dāng)然。
[0027]設(shè)定壓力還可以在150_250psi范圍內(nèi)調(diào)整，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，制冷劑的設(shè)定壓力為150ps1-250psi。當(dāng)制冷劑的壓力小于150psi時(shí)，一級(jí)壓縮系統(tǒng)和二級(jí)壓縮系統(tǒng)之間無(wú)法建立平衡；當(dāng)制冷劑的壓力大于250psi時(shí)，一級(jí)壓縮機(jī)11的運(yùn)行工況較差，影響一級(jí)壓縮機(jī)11的使用壽命。
[0028]制冷劑的壓力控制是由手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)34實(shí)現(xiàn)的，手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)34具有感知制冷劑壓力的感應(yīng)包，首先感知板式換熱器12制冷劑出口位置的壓力，然后與設(shè)定壓力200psi進(jìn)行比對(duì)將信息反饋至冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33，冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33再通過(guò)閥門(mén)開(kāi)度大小進(jìn)行冷卻水的流量控制。當(dāng)手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)34感知的制冷劑壓力太大時(shí)，就通過(guò)冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33調(diào)節(jié)冷卻水的流量大一些，當(dāng)感知的制冷劑壓力太小時(shí)，就通過(guò)冷凝壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷卻水的流量小一些。
[0029]在一級(jí)壓縮系統(tǒng)中，制冷劑和冷卻水的換熱流程如下:
[0030]制冷劑流向:制冷劑經(jīng)過(guò)一級(jí)壓縮機(jī)11的壓縮變?yōu)楦邷馗邏籂顟B(tài)，高溫高壓的制冷劑進(jìn)入板式換熱器12，在板式換熱器12內(nèi)與冷卻水換熱，熱量被帶走的制冷劑由板式換熱器12出來(lái)依次經(jīng)過(guò)一級(jí)干燥過(guò)濾器13、一級(jí)毛細(xì)管14、中間換熱器15、氣液分離器16，回到一級(jí)壓縮機(jī)11中。
[0031]冷卻水流向:室外水冷機(jī)組31中的低溫冷卻水經(jīng)過(guò)水過(guò)濾器32，在冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33的控制下按照規(guī)定流量進(jìn)入板式換熱器12，在板式換熱器12內(nèi)，低溫冷卻水與高溫制冷劑進(jìn)行逆流熱交換，經(jīng)過(guò)換熱的冷卻水再返回水冷機(jī)組31。
[0032]室外水冷機(jī)組31將低溫冷卻水供至室內(nèi)，低溫冷卻水進(jìn)入室內(nèi)經(jīng)過(guò)水過(guò)濾器32，過(guò)濾掉其內(nèi)部的雜質(zhì)，清除雜質(zhì)的低溫冷卻水在冷凝壓力調(diào)節(jié)閥33的控制下按照規(guī)定流量流入板式換熱器12。在板式換熱器12內(nèi)，低溫冷卻水和高溫制冷劑進(jìn)行換熱，經(jīng)過(guò)換熱，冷卻水將制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量帶至室外，回到室外水冷機(jī)組31完成冷卻水循環(huán)。
[0033]一種超低溫保存箱，采用上述制冷系統(tǒng)。
[0034]本實(shí)用新型首次在在超低溫領(lǐng)域，采用板式換熱器用作冷凝器，而且板式換熱器采用水冷卻，冷卻水的流量大小采用冷凝壓力調(diào)節(jié)閥和手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)綜合控制調(diào)節(jié)。
[0035]板式換熱器采用的高雷諾數(shù)紊流，變流道逆流換熱方式。相同換熱量，其體積僅為套管換熱器體積的1/15，節(jié)省整機(jī)設(shè)計(jì)空間，相同體積的保存箱能夠增大其內(nèi)容積，使客戶(hù)能夠存儲(chǔ)更過(guò)的物品，性?xún)r(jià)比提高。
[0036]采用水冷卻，不再需要配備空調(diào)系統(tǒng)，與目前市場(chǎng)通用設(shè)計(jì)比較，節(jié)省了空調(diào)的耗能耗電，節(jié)能效果明顯。
[0037]冷卻水溫度一定，一級(jí)冷凝器溫度不受環(huán)境影響，超低溫保存箱適應(yīng)不同工況的能力增強(qiáng)，可以適應(yīng)各種環(huán)境溫濕度，不再局限于25°C _32°C環(huán)境溫度的限制。
[0038]冷卻水的溫度設(shè)置點(diǎn)較低，冷凝溫度較低，壓縮機(jī)做功少，從而耗電量小。超低溫保存箱本身與目前市場(chǎng)設(shè)計(jì)相比節(jié)能18%-20%。
[0039]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)采用雙壓縮機(jī)復(fù)疊制冷方式，包括一級(jí)壓縮系統(tǒng)和二級(jí)壓縮系統(tǒng)，所述一級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的一級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、一級(jí)干燥過(guò)濾器，一級(jí)毛細(xì)管、中間換熱器、氣液分離器，所述二級(jí)壓縮系統(tǒng)包括依次連通的二級(jí)壓縮機(jī)、油分離器、中間換熱器、二級(jí)干燥過(guò)濾器、二級(jí)毛細(xì)管、蒸發(fā)器，其特征在于:所述冷凝器采用板式換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述板式換熱器采用水冷方式進(jìn)行冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述板式換熱器采用室外水冷機(jī)組進(jìn)行冷卻，通過(guò)室外水冷機(jī)組中的冷卻水與板式換熱器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換，板式換熱器內(nèi)制冷劑流向與冷卻水的流向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，其特征在于:沿著冷卻水的流向，室外水冷機(jī)組連通水過(guò)濾器，水過(guò)濾器連通冷凝壓力調(diào)節(jié)閥，冷凝壓力調(diào)節(jié)閥再連通板式換熱器，最后板式換熱器再連通室外水冷機(jī)組，從而構(gòu)成冷卻水的循環(huán)通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述板式換熱器的制冷劑的出口位置與所述冷凝壓力調(diào)節(jié)閥之間設(shè)置手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述超低溫保存箱制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述手調(diào)式壓力開(kāi)關(guān)設(shè)置制冷劑的壓力為150psi?250psi。
7.一種超低溫保存箱，其特征在于采用上述任一權(quán)利要求所述制冷系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F25B39/04GK203464528SQ201320427060
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】劉承黨, 張江濤, 袁順濤, 張國(guó)帆, 任文廣, 鄭文東 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾特種電器有限公司