专利名称：二元超低温冷冻装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种二元超低温冷冻装置。
背景技术：
目前常见的冷冻系统，是以单级压缩的方式来达成，其构成组件主要包括一压缩机、蒸发器、膨胀阀及冷凝器，但由于单级压缩机的压缩比高，压缩机的容积效率与压缩效率明显下降，导致冷冻装置整体的冷冻能力降低，因此无法突破降温速率慢、极低温有限、耗能大之技术瓶颈，遂有如图1所示的二元冷冻装置现世，其中，该冷冻装置主要由一高温冷冻机组(11)、一低温冷冻机组(12)等两组冷冻单元及一板式热交换器(13)所组成，该两组高低温冷冻机组各自分别具有压缩机(111、121)、冷凝器(112)、储液器(113)、蒸发器(124)及膨胀阀(114、123)等构件所构成的独立循环系统，然后经板式热交换器(13)串联后成一彼此相互关联运作的冷冻机架构，因其运作原理于目前现有文献已可窥知，故在此不再赘述；据此利用高温冷冻机组(11)所提供的冷冻力，于板式热交换器(13)处将低温冷冻机组(12)中由压缩机(121)吐出的冷媒温度再降低，可改善单级冷冻压缩机的吐出温度过高与耗能的缺失，进而大幅提高冷冻能力。
虽然上述二元冷冻装置，已可进一步使膨胀阀出口冷媒温度大幅降低，耗能的现象并稍有改善，但是，该二元冷冻装置的高温及低温冷冻机组系独立分开的，两者经板式热交换器串联后的热量交换值需严密计算，才能有效发挥整体的冷冻效益，也因此，运转中的二元冷冻装置，其高温冷冻机组及低温冷冻机组皆不可有一者停止，否则会造成冷媒液压过高的不良现象，即使低温冷冻机组停止运作，至少也要高温冷冻机组继续运作，此运作形态无疑形成能源及成本的耗费；同此理，若高温冷冻机组停止运作，势必造成低温冷冻机组的损坏，不可不慎。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种二元超低温冷冻装置，可有效提升高温冷冻单元20％以上冷冻能力。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种二元超低温冷冻装置，主要包括一包含二元冷凝器的高温冷冻单元、一低温冷冻单元、一二元热交换器、一具有至少一高压传感器及低压传感器的压力调节单元及一控制单元，其特征在于所述低温冷冻单元的冷媒管路是先经过所述二元冷凝器再经过所述二元热交换器，令所述低温冷冻单元由低温压缩机出口的管路，在所述二元冷凝器处先行将该管路的显热散热，然后再经由所述二元热交换器对冷媒冷凝潜热做热交换，据此有效提升所述高温冷冻单元的热交换能力。
所述的压力传感器包括一高压传感器，装设于低温冷冻单元的高压段和一低温冷冻单元，装设于低温冷冻单元的低压段。
与现有技术相比，本实用新型的优点是能有效提升高温冷冻单元的热交换能力，及强化管路的压力调节能力，进而可节省能源及降低装置机件的故障率。
图1是已知二元冷冻装置的结构示意图。
图2是本实用新型二元超低温冷冻装置的结构示意图。
标号说明11.高温冷冻机组111.高温压缩机 112.冷凝器113.储液器 114.膨胀阀12.低温冷冻机组121.低温压缩机 122.储液器123.膨胀阀 124.蒸发器13.板式热交换器
2.高温冷冻单元21.管路 22.高温压缩机23.二元冷凝器 24.关断阀25.干燥过滤器 26.窗口27.电磁阀 28.膨胀阀3.低温冷冻单元31.管路 32.低温压缩机33.关断阀 34.干燥过滤器35.窗口 36.电磁阀37.膨胀阀 38.蒸发器OS.油分离器 SD.液气分离器4.二元热交换器5.压力调节单元51.压力调节筒 52.高压传感器53.高压电磁阀 54.低压传感器55.低压电磁阀 56.关断阀57.歧管6.控制单元具体实施方式
为使本实用新型的结构特征、优点及其它目的能更清晰地被了解，以下特举较佳实施例并配合图式详细说明如后首先，请参考图2所示，本实用新型的二元超低温冷冻装置由一高温冷冻单元(2)、一低温冷冻单元(3)、一二元热交换器(4)、一压力调节单元(5)及一控制单元(6)所组成，其中该高温冷冻单元(2)设有一冷媒管路(21)，该管路(21)由高温压缩机(22)出口依序经过有二元冷凝器(23)、关断阀(24)、干燥过滤器(25)、窗口(26)、电磁阀(27)、膨胀阀(28)及二元热交换器(4)，最后再回到高温压缩机(22)，成一完整冷媒流动路线。
该低温冷冻单元(3)同样设有另一冷媒管路(31)，该管路(31)由低温压缩机(32)出口依序经过有油分离器(OS)、上述的二元冷凝器(23)及二元热交换器(4)、关断阀(33)、干燥过滤器(34)、窗口(35)、电磁阀(36)、膨胀阀(37)、蒸发器(38)及液气分离器(SD)，最后再回到低温压缩机(32)，形成一完整冷媒流动路线。
该二元热交换器(4)是一优良热量传导媒介，上述由高温冷冻单元(2)的膨胀阀出口的冷媒管路及低温冷冻单元(3)的压缩机吐出的冷媒管路在此做热量交换，该二元热交换器(4)依整体总热值设定，经设计成特定的面积尺寸，以求冷媒出入口有45℃以上的温差效果。
该压力调节单元(5)主要由一压力调节筒(51)以至少一歧管(57)分别连通低温冷冻单元(3)的高压段及低压段，并分别于高压段及低压段的管路、歧管间设置高压传感器(52)、低压传感器(54)等压力传感器、高压电磁阀(53)、低压电磁阀(55)及关断阀(56)等阀体。
该控制单元(6)依使用者预设，配合冷冻装置整体运行中温度及压力变化，以统配机组构件电源、阀件的启闭动作，确保冷冻装置正常运作。
本实用新型依上述构件组立后，依二元冷冻装置的运作原理，低温冷冻单元(3)可以快速的产生低温，特别是低温冷冻单元(3)由低温压缩机(32)出口的管路，在二元冷凝器(23)处先行将管路的显热散热，然后再经由二元热交换器(4)对冷媒冷凝潜热做热交换，据此可有效加强高温冷冻单元(2)的热交换能力，因此本实用新型比通用结构增加约20％的冷冻能力。
再者，低温冷冻单元(3)借着压力调节单元(5)的作用，配合高压传感器(52)、低压传感器(54)及控制单元(6)的逻辑控制，令冷媒管路高压段压力过高时，开启高压电磁阀(53)使冷媒暂时泄放于压力调节筒(51)处，或当冷媒管路低压段压力过低高时，开启低压电磁阀(55)使压力调节筒(51)内的冷媒进入管路中，达到调节冷媒管路压力的作用，进而使冷冻装置经预设一停机温度后，可自动全面停机或运转高低温冷冻机组的二元冷冻装置，进一步更可节省能源及降低装置机件的故障率。
综上所述，本实用新型提供一种有效提升高温冷冻单元冷冻能力的二元冷冻装置，实已符合产业的需求，爰依法提出专利申请，惟，本实用新型虽已以前述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本实用新型，任何在不脱离本实用新型的精神和范围内加以润饰与修改，均应在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种二元超低温冷冻装置，主要包括一包含二元冷凝器的高温冷冻单元、一低温冷冻单元、一二元热交换器、一具有至少一高压传感器及低压传感器的压力调节单元及一控制单元，其特征在于所述低温冷冻单元的冷媒管路是先经过所述二元冷凝器再经过所述二元热交换器，令所述低温冷冻单元由低温压缩机出口的管路，在所述二元冷凝器处先行将该管路的显热散热，然后再经由所述二元热交换器对冷媒冷凝潜热做热交换。
2.根据权利要求1所述的二元超低温冷冻装置，其特征在于所述压力传感器为高压传感器，装设于所述低温冷冻单元的高压段。
3.根据权利要求1所述的二元超低温冷冻装置，其特征在于所述压力传感器为低压传感器，装设于所述低温冷冻单元的低压段。
专利摘要本实用新型公开了一种二元超低温冷冻装置，主要包括一高温冷冻单元、一低温冷冻单元、一二元热交换器、一压力调节单元及一控制单元，其中该压力调节单元特别具有至少一高压传感器及低压传感器；该高温冷冻单元特别包含有一二元冷凝器；该低温冷冻单元的冷媒管路会先经过二元冷凝器再经过该二元热交换器，令该由低温压缩机出口的管路，在二元冷凝器处先行将管路的显热散热，然后再经由二元热交换器对冷媒冷凝潜热做热交换，据此有效提升高温冷冻单元的热交换能力，及强化管路的压力调节能力，进而可节省能源及降低装置机件的故障率。
文档编号F25B1/00GK2819125SQ20052005186
公开日2006年9月20日 申请日期2005年9月7日 优先权日2005年9月7日
发明者邹林祥 申请人:邹林祥