现的能量输入相比)，以便如果温度将被提高相对小的量，则稳定性和精度可能会出现问题。在这种情况下，增强的后冷凝的应用在高压力下有效地改变纯气体介质的流动速率，以便温度的控制变得更精确，特别是在较高温度下，其中可能需要替代地加热和冷却以便控制温度。流动路径中的热交换器和压力降阀通过平滑温度增加变化率和确保热力学平衡来补偿非线性的热能交换。因此，在TDSF环境下应用EPC确保较高的、稳定的温度水平可以被更迅速地获得，而不管涉及的变化增量和功率水平。
[0015]图3图示说明重栗机构(repumping mechanism)，其由管道连接在蒸汽循环系统中的蒸发器的输入和输出之间的止回阀和栗组成。栗在期望或需要增加蒸发器内的热传递系数时被使用。当栗未被打开时，蒸汽循环系统的功能好像未安装重栗系统。在图4中，重栗系统与增强的后冷凝都被使用。在组合的系统中，当蒸发器处的输出从一个温度迅速地变到另一个温度时，重栗被打开。在这种倾斜过程中，增加效率的增强的后冷凝可能不增加倾斜速度，特别是对于已经改装有包括较小的压缩机的EPC系统的蒸汽循环系统。这是因为较小的压缩机将减少蒸发器两端的流质量，并且因此具有较小的热传递系数，特别是当负载温度正在被改变时。
[0016]图5示出记录关于使用制冷剂R22(其是其他制冷剂的代表)的蒸汽循环制冷器的蒸发器或热栗内热传递系数的数据的图表。该数据示出增强的后冷凝怎样增加蒸汽循环效率。EPC的功能是使用大约百分之八十(80%)或更多的两相特性消除热传递系数的急剧下降。如图5所示，热传递系数对蒸发器中的质量速度非常敏感。图5中所示的曲线特性图示说明了速度的影响。当液体被煮沸为气体时，由于气相密度相当低的事实，故速度增加。因此，图5示出当由于液体被煮沸为气体特性增加直到该特性超出80%时，热传递系数单调增加。此后，热传递特性急剧下降，从而变为与常规蒸发器的出口处的纯气体的热传递特性等同。
[0017]蒸汽循环被用作诸如上述讨论的温度控制单元中的驱动系统。基于上述讨论的美国专利N0.7，178，353和美国专利N0.7，415，835中讨论的原理的温度控制系统涉及直接传递饱和流体或TDSF。TDSF又是美国专利申请N0.13/651，631 (如上所述)中阐述的受限斜坡(TR)系统的基础。也就是说，用于加热静电吸盘迅速达到高温度的受限斜坡系统基于使用在静电吸盘中冷凝、从所述静电吸盘流过阀的热高压力气体流的TDSF，该阀在输入温度上升时打开(0RIT阀或“0RIT”)，该阀此后调节静电吸盘的温度。由于饱和流体的固有性质，该系统通过控制压力调节温度。
[0018]因为受限斜坡系统被用于迅速加热(倾斜上升)负载，所以在0RIT达到调节温度之前的压力下，冷凝气体将不流过。这可以引起流体返回到负载内，由此减小了可用于冷凝气体的区域。因此，加热速度减慢。重栗系统抵消了这种减速。当重栗的栗激活时，其强迫流通过负载，在这种情况下流通过静电吸盘。转而，这种动作允许进来的热气体在其穿过静电吸盘时冷凝，因此允许更迅速的加热。
【发明内容】
[0019]当检测到受控斜坡系统从较低温度增加至较高温度时(倾斜上升)，显而易见初始斜坡速率接近计算的斜坡速率(制冷功率加上压缩机功率加热测量的ESC，大约5°C /秒)，斜坡速率迅速降低并且表现方式难以解释。确定斜坡上升与负载ESC中的制冷剂冷凝一起被执行，直到所述入口温度上升时打开(0RIT)阀同时允许制冷剂流通过所述0RIT阀，并且先于0RIT调节制冷剂在其两相状态中的温度。只有在压力/温度先于0RIT达到设计的最终高温度和高压力之后，才能发生流通过0RIT。上述表明流中断响应于斜坡速率的放缓。在静电吸盘内聚集的液体停止冷凝，无论液体在哪里被阻止流动。本发明增加静电吸盘下游的体积容量，以允许液体被收集该容量内。当压力达到其目标值时，按照设计流被布置通过0RIT。在优选的实施例中，流体热敏电阻和Δ压力阀都被包括到系统中。
[0020]为了避免系统内流体的聚集，0RIT在加热阶段期间必须被控制为逐渐地打开，以允许流体逐渐地进入容器(capacitor)。本发明将可控斜率引进到0RIT阀的操作，从而阻止在加热阶段期间液态制冷剂的聚集。例如，0RIT阀可以被编程以在起始温度下的制冷剂的压力和最终温度下的制冷剂的压力之间线性打开。通过在加热阶段期间在压力范围内逐渐地和持续地打开0RIT阀，在倾斜上升模式或倾斜下降模式中将不会累积质量。
[0021]结合下面阐述的附图和优选实施例的详细描述，本发明的这些改进以及其他优势将被更好的理解。
【附图说明】
[0022]图1是受限斜坡温度控制系统的原理图；
[0023]图2是蒸汽循环的原理图；
[0024]图3是带有重栗的蒸汽循环的原理图；
[0025]图4是带有重栗和增强的后冷凝的蒸汽循环的原理图；
[0026]图5是示出热传递系数特征的图形；
[0027]图6是在0RIT阀上游带有流体收集和在0RIT阀出口带有液体检测的温度控制系统的原理图；以及
[0028]图7是在受限斜坡系统中带有流体收集和液体检测的受限斜坡温度控制系统的原理图。
【具体实施方式】
[0029]图1图示说明了温度控制系统，其特征为受限斜坡技术。温度控制系统利用四种模式:倾斜上升、调节、等待和倾斜下降。参考图1，这些模式中的每种均在下面被较详细地阐述。虽然该操作的完整描述在美国专利公布N0.2013/0036753中被公开(其全部内容通过引用合并于此)，但是与本发明有关的细节将在下面讨论。
[0030]在图1中，系统包括蒸汽循环制冷系统，其具有常规压缩机150，压缩机150将高压力高温度输出作为加压气体馈送至冷凝器130。在环境温度或接近环境温度下，冷凝器130将制冷剂温度降低至主要液体状态。冷凝器130可以是液冷式或气冷式，并且可以使用调节的冷却剂控制或不被调节。来自冷凝器130的液化的加压产物被输入到外部平衡的热膨胀阀(下文被称为TXV) 125。TXV 125具有常规内隔膜(diaphragm)(未示出)，内隔膜的位置决定通过TXV 125的流量。
[0031]膨胀的TXV 125输出作为一个输入被传递到通向蒸发器的制冷剂路径中的子HEX135，该蒸发器是负载100。在子HEX 135中，来自TXV的膨胀的流体流动与从系统负载(蒸发器)100返回的制冷剂热交换，其中系统负载最终将吸入输入管路馈送至压缩机150。返回管路从负载100通过HEX135到压缩机150输入，因此形成子热交换回路的一部分，该子热交换回路的一部分被配置且被操作以提供改进的热传递。在到蒸发器100的子回路中，来自TXV125的流出物首先穿过HEX 135，然后穿过压力阀145。压力阀145引进温度降，温度降接近蒸发的制冷剂和冷却的负载之间的温度差，因为蒸发器100过热是稳定操作的关键因素。
[0032]在操作中，图1的系统提供蒸汽循环系统的基本压缩和冷凝功能，将液化的加压制冷剂馈送至TXV 125，然后控制膨胀，因此控制制冷剂主冷却量。具有固定孔和压力降的毛细管可以可替换地被使用，但是TXV 125在被设计为高效率的系统中发挥更大的功能。
[0033]在EPC HEX 135中，热动力循环经历由通常循环而产生的基本变化，在来自蒸发器100的返回流和到蒸发器100的输入流之间交换热能。那么，当制冷剂穿过邻近的压力阀145时，输入流温度被降低。在子热交换回路内，输出流和返回流的热能有效地大致相等。然而，这使增强的后冷凝成为可能。沸腾的制冷剂液体提供足够冷却以冷凝HEX 135的另一侧上的液体，以降低输入制冷剂的焓(enthalpy)。热传递由温度差驱动，温度差由压力降阀145的效应产生。阀145的压力降降低温度。HEX 135和阀145的组合效应降低传递到负载100的制冷剂的特性(蒸汽质量占总质量的百分比)。
[0034]1.倾斜上升模式:
[0035]打开电磁阀1SC，2SC，6SC且关闭3S。，4S。，7S。，“负载ESC”100被倾斜上升到高温度。这将压缩机输出直接传到ESC 100，在ESC 100中压缩机输出冷凝。随着倾斜上升的开始，“E-0RIT”100已经同时被设定到以ESC100为目标的高温度。在来自“冷凝器”130的冷却水已经