制冷装置的制作方法

本发明涉及一种制冷装置。

背景技术：

制冷是使某一空间或某物体达到低于其周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。目前主要的制冷机理有两种：一种是压缩机制冷，液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽，再被压缩机吸入，压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体，经节流阀节流为低压低温的制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。此制冷温度较高，无法应用在超低温制冷领域中。另一种是通过液氮等介质来进行制冷，包括喷嘴喷出雾状液氮、将液氮刚好气化后通过风扇吹这两种方法进行制冷，此种方法可以使温度达到-100℃以下。

通过制冷，不仅可以改变生活或者工作空间的温度，还可以广泛用来存储蔬菜、肉类、海产品等食品；而更低的制冷温度，特别是低于-60℃的超低温技术，可以广泛应用于生物和医学领域。特别是对于生物样本的长期存储，超低温环境具有特别重要的意义，因为超低的存储温度可以降低生物样本内的生化反应，从而提高生物样本内各种成分的稳定性，而且，往往温度越低则样本的稳定保存时间越长。

研究制造稳定、可靠、可控、经济、环保、实用的可实现的超低温制冷装置，具有现实的技术需求。同时，随着近年来生命科学和现代医疗技术的快速发展，此类低温制冷装置，也将有更加广阔的市场前景。

传统的压缩机方式制冷，制冷的温度往往难以达到超低温条件，而不能很好满足样本(例如生物样本)长期保持等情况的技术要求。而采用喷嘴喷出雾状液氮、将液氮刚好气化后通过风扇吹入储存容器或空间的方法进行制冷，往往会形成较大气流，造成内部气流紊乱，难以形成较好的可控稳定的低温空间和环境。此外，还容易造成上部空间的温度过低波动，从而对通常需要配套使用的机械机构或者自动化机构的运行带来显著不利影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的制冷装置的制冷难达到超低温要求或容易造成内部气流紊乱、上部空间温度过低的缺陷，而提供一种制冷装置。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供了一种制冷装置，它包括保温腔室、盘管、制冷剂储罐和制冷剂回收装置，盘管位于保温腔室的内部空间的下半部分，盘管的进口穿过保温腔室的室壁后与制冷剂通道的一端相连通，制冷剂通道的另一端与制冷剂储罐的制冷剂出口相连通，盘管的出口穿过保温腔室的室壁后与制冷剂回收装置相连通。

此种方式，不仅可以实现深低温环境，还不会造成内部气流紊乱，避免造成试样的位置不准确的问题，同时会形成很好的温度梯度，使得上部温度较高，有利于自动化机构的运行。

较佳地，盘管的进口位于盘管的底部，盘管的出口位于盘管的上部。制冷剂从下至上在盘管中流动，使盘管的底部的温度最低，盘管的上部的温度较高。

较佳地，盘管围成的空间内设有传导板，传导板贴合在盘管上。传导板起到热交换作用的同时，还起到保护试样的作用。

较佳地，盘管绕保温腔室的内部空间的内周面布置。盘管的外周面贴合于保温腔室的内部空间，使盘管围成的空间尽量大，可存储尽量多的试样。

较佳地，制冷剂回收装置为循环制冷机，循环制冷机还通过循环管道与盘管的进口相连通。采用循环制冷机，可以循环不断地利用一定量的制冷剂进行制冷，大大降低了制冷剂的消耗量，还避免了制冷剂排放对环境或者安全的影响。

更佳地，制冷装置还包括三通阀，三通阀的两个进口分别与制冷剂通道、循环管道相连通，三通阀的出口与盘管的进口相连通。更较佳地，三通阀与控制器进行数据交换。当流入一定量的制冷剂至盘管中后，三通阀通过手动或者控制器的控制，断掉盘管与制冷剂储罐的连通，开启循环制冷机与盘管的进口的连通。通过循环制冷机的不断循环制冷，来保证盘管中可以不停地有制冷剂对保温腔室进行降温。

较佳地，制冷剂回收装置为制冷剂回收罐。制冷剂从盘管的出口流入至制冷剂回收罐中。

较佳地，制冷剂储罐的制冷剂出口设有流量控制阀。更佳地，流量控制阀与控制器进行数据交换。流量控制阀用于控制制冷剂出口的开闭和制冷剂流量的大小，还可通过控制器来控制流量控制阀。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

该制冷装置，通过采用位于下部空间的盘管制冷，可达到低温存储空间内温度分布的水平均匀和稳定运行的效果，可实现低温空间的温度的灵活调整，解决了冷气或者制冷介质容易向上扩散从而威胁到上部的机械机构或者自动化机构的稳定可靠运行的问题。

附图说明

图1为本发明制冷装置的第一种实施方式的结构示意图。

图2为图1所示的制冷装置的盘管与传导板的组合示意图。

图3为本发明制冷装置的第二种实施方式的结构示意图。

附图标记说明

保温腔室1

内部空间11

室壁12

盘管2

进口21

出口22

制冷剂储罐3

制冷剂出口31

制冷剂通道4

传导板5

循环制冷机6

循环管道7

三通阀8

控制器9

制冷剂回收罐10

流量控制阀20

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图3所示，本发明提供一种制冷装置，它包括保温腔室1、盘管2、制冷剂储罐3和制冷剂回收装置，盘管2位于保温腔室1的内部空间11的下半部分，盘管2的进口21穿过保温腔室1的室壁12后与制冷剂通道4的一端相连通，制冷剂通道4的另一端与制冷剂储罐3的制冷剂出口31相连通，盘管2的出口22穿过保温腔室1的室壁12后与制冷剂回收装置相连通。

制冷剂储罐3中的制冷剂，从制冷剂出口31经制冷剂通道4后进入盘管2，制冷剂在盘管2中流动，靠盘管2的热传导及盘管2附近气体的缓慢对流来进行热量的传递，从而达到降温的目的。该制冷剂可以为液氮，也可以为其它制冷剂。

盘管2围成的空间，用于存储试样。因此，该制冷装置的降温主要集中在盘管2围成的空间内，盘管2围成的空间内的温度很低，盘管2上方的空间温度很高，会形成较大的温度梯度，温度较高的上部空间有利于自动化机构的运行。

此种方式，不仅可以实现深低温环境，还不会造成内部气流紊乱，避免造成试样的位置不准确的问题，同时会形成很好的温度梯度，使得上部温度较高，有利于自动化机构的运行。

盘管2通常由金属材料制成，较佳的如紫铜材质。金属材料的盘管2，导热性好，能快速和外部气体进行热交换。

盘管2的进口21位于盘管2的底部，盘管2的出口22位于盘管2的上部。制冷剂从下至上在盘管2中流动，使盘管2的底部的温度最低，盘管2的上部的温度较高。因此，可根据试样需求的温度，选择试样放置的高度。试样需求的制冷温度较低时，可放置于较低的位置，试样需求的制冷温度较高时，放置于较高的位置。

盘管2围成的空间内设有传导板5，传导板5贴合在盘管2上。传导板5可为不锈钢板。传导板5围成的空间即为试样放置空间，试样放置于试样放置空间内，传导板5起到热交换作用的同时，还起到保护试样的作用。

盘管2绕保温腔室1的内部空间11的内周面布置。盘管2的外周面贴合于保温腔室1的内部空间11，使盘管2围成的空间尽量大，可存储尽量多的试样。

制冷剂储罐3的制冷剂出口31设有流量控制阀20。流量控制阀20与控制器9进行数据交换。流量控制阀20用于控制制冷剂出口31的开闭和制冷剂流量的大小，同时，还可通过控制器9来控制流量控制阀20。

如图1至图2所示为本发明制冷装置的第一种实施方式的结构示意图。制冷剂回收装置为循环制冷机6，循环制冷机6还通过循环管道7与盘管2的进口21相连通。采用循环制冷机6，可以循环不断地利用一定量的制冷剂进行制冷，大大降低了制冷剂的消耗量，还避免了制冷剂排放对环境或者安全的影响。上述循环制冷机6，优选为斯特林发动机。

该制冷装置还包括三通阀8，三通阀8的两个进口分别与制冷剂通道4、循环管道7相连通，三通阀8的出口与盘管2的进口21相连通。其中，三通阀8可与控制器9进行数据交换，控制器9用于控制盘管2的进口21与制冷剂通道4或循环管道7相连通。

当流入一定量的制冷剂至盘管2中后，三通阀8通过手动或者控制器9的控制，盘管2的进口21断掉与制冷剂通道4的连通，切换为与循环管道7相连通，即断掉盘管2与制冷剂储罐3的连通，开启循环制冷机6与盘管2的进口21的连通。通过循环制冷机6的不断循环制冷，来保证盘管2中可以不停地有制冷剂对保温腔室1进行降温。

如图3所示为本发明制冷装置的第二种实施方式的结构示意图。制冷剂回收装置为制冷剂回收罐10。制冷剂储罐3中的制冷剂，从制冷剂出口31经制冷剂通道4后进入盘管2，制冷剂在盘管2中进行流动，从盘管2的出口22流入至制冷剂回收罐10中。制冷剂回收罐10具有出气口，制冷剂气化成气体后，气体从出气口流至外部空间。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。