CN113007926B - 制冷系统及温控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及制冷系统及温控方法，制冷系统包括冷却装置和循环液装置，冷却装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器、过冷储液器和三通阀，压缩机的出口、冷凝器的放热通路、三通阀的第一通口、三通阀的第二通口、蒸发器的吸热通路与压缩机的入口依次连通，冷凝器的放热通路与三通阀的第一通口连通的管路上沿冷却液的流向依次设有第一支路和第二支路，第一支路、过冷储液器的放热通路与三通阀的第三通口依次连通，第二支路、过冷储液器的吸热通路与压缩机的入口依次连通，蒸发器的吸热通路与循环液装置连通。可以降低温控装置压缩机的规格，降低装置正常运行的平均功耗，减小温控装置体积，降低成本。

Description

制冷系统及温控方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及制冷系统及温控方法。

背景技术

在半导体加工工艺中，光刻，刻蚀，离子注入等主要工艺中均需要对晶圆加工过程中的温度进行精确控制。同一制程的晶圆，按顺序依次进入加工腔内完成工艺流程。对于温控装置，其热负载特征为呈周期性的快速变化。对于28nm及以下的先进逻辑芯片制程，刻蚀工艺较多采用等离子刻蚀方式，由于高精度的需求，其射频功率大大提高，而射频输出时间在整个加工周期内占比较小，其余时间内热负荷主要是腔内环境温度和温控装置循环液温度之间的温差换热，换热量相对较低。所以单个加工周期中，热负荷平均值较低，但局部时间段内热负荷会快速升高后降低。

为保加工腔内的温度时刻处于恒温状态，温控装置制冷系统的选型，其制冷能力按照最大瞬时热负荷进行设计，压缩机，板换，主液路膨胀阀等器件按最大瞬时热负荷量选型，针对晶圆刻蚀制程周期内热负荷的特征，在低负荷时间段内，通过降低压缩机频率和增大热气旁通电子膨胀阀等方式维持低制冷量输出。制冷系统由于器件需要匹配运行工况下最大瞬时负荷，导致压缩机规格大，温控装置运行功耗高；同时，压缩机选型的增大，导致温控装置设备体积增大，成本增加。

发明内容

本发明提供一种制冷系统及温控方法，用以解决现有技术中半导体制造采用的制冷系统由于器件需要匹配运行工况下最大瞬时负荷，导致压缩机规格大，运行功耗高，装置设备体积增大，成本增加的缺陷，实现降低温控装置压缩机的规格，降低装置正常运行的平均功耗，减小温控装置体积，降低成本的效果。

本发明提供一种制冷系统，包括冷却装置和循环液装置，所述冷却装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器、过冷储液器和三通阀，所述压缩机的出口、所述冷凝器的放热通路、所述三通阀的第一通口、所述三通阀的第二通口、所述蒸发器的吸热通路与所述压缩机的入口依次连通，所述冷凝器的放热通路与所述三通阀的第一通口连通的管路上沿冷却液的流向依次设有第一支路和第二支路，所述第一支路、所述过冷储液器的放热通路与所述三通阀的第三通口依次连通，所述第二支路、所述过冷储液器的吸热通路与所述压缩机的入口依次连通，所述蒸发器的吸热通路与所述循环液装置连通。

根据本发明提供的一种制冷系统，所述第二支路设有第一阀体。

根据本发明提供的一种制冷系统，所述三通阀的第二通口与所述蒸发器的吸热通路连通的管路设有第二阀体。

根据本发明提供的一种制冷系统，所述压缩机的出口与所述冷凝器的放热通路连通的管路设有第三支路，所述第三支路与所述蒸发器的吸热通路连通，所述第三支路设有第三阀体。

根据本发明提供的一种制冷系统，所述压缩机的入口与出口分别设有第一温度传感器和第二温度传感器。

根据本发明提供的一种制冷系统，所述蒸发器的吸热通路与所述压缩机的入口连通的管路设有压力传感器。

根据本发明提供的一种制冷系统，所述循环液装置包括循环液箱、负载组件和泵体，所述蒸发器的放热通路与所述循环液箱、所述泵体和所述负载组件依次连通形成循环液回路，所述蒸发器的放热通路与所述循环液箱连通的管路设有第三温度传感器。

根据本发明提供的一种制冷系统，所述循环液箱内设有加热器，所述泵体与所述负载组件连通的管路设有第四温度传感器，所述负载组件与所述蒸发器的放热通路连通的管路设有第五温度传感器。

本发明还提供一种应用如上述的制冷系统进行的温控方法，包括：

根据循环液的流量与第四温度传感器的设定值，获得第三温度传感器的设定值；

获取第三温度传感器的测量值与第三温度传感器的设定值的差值作为PID的输入量；

根据PID的输入量，获得PID输出量；

当PID输出量大于50时，在第二支路设置第一阀体的情况下，第一阀体的开度逐渐减小至关闭，PID输出量线性对应三通阀开度；

当PID输出量小于或等于50时，在第二支路设置第一阀体的情况下，根据第四温度传感器的设定值，获得第一阀体的开度范围，控制第一阀体的实际开度，三通阀关闭；

设定PID输出量的范围为0～100，在三通阀的第二通口与蒸发器的吸热通路连通的管路设有第二阀体，以及压缩机的出口与冷凝器的放热通路连通的管路设有第三支路，第三支路与蒸发器的吸热通路连通，第三支路设有第三阀体的情况下，根据第四温度传感器的设定值，获得第二阀体的开度范围、第三阀体的开度范围和压缩机的频率范围，控制第二阀体的实际开度、第三阀体的实际开度和压缩机的实际输出频率。

根据本发明提供的一种温控方法，还包括：

在压缩机的入口设有第一温度传感器，以及蒸发器的吸热通路与压缩机的入口连通的管路设有压力传感器的情况下，根据压力传感器和第一温度传感器的测量值，获得过热度，根据过热度和第四温度传感器的设定值修正第二阀体的实际开度和第一阀体的实际开度。

本发明提供的制冷系统，冷凝器的吸热通路连通循环冷却水系统，压缩机、冷凝器的放热通路、三通阀的第一通口和第二通口与蒸发器的吸热通路依次连通形成第一制冷回路，压缩机、冷凝器的放热通路与过冷储液器的吸热通路依次连通形成第二制冷回路，压缩机、冷凝器的放热通路、过冷储液器的储液通路、三通阀的第三通口和第二通口与蒸发器的吸热通路依次连通形成第三制冷回路，蒸发器的放热通路连通循环液装置形成循环液回路。

本实施例中，压缩机产生的高温高压气态制冷剂通过管道进入冷凝器的放热通路，经过冷凝器的吸热通路中的冷却液作用，转化为中温中压的制冷剂，制冷剂由冷凝器的放热通路的出口排出后分为两路，一路包括第一制冷回路和第二制冷回路，第一制冷回路即制冷剂由三通阀的第一通口进入并由第二通口排出，而后进入蒸发器的吸热通路内与蒸发器的放热通路内的循环液进行热交换，第二制冷回路即制冷剂通过第二支路进入过冷储液器的吸热通路，并与过冷储液器的储液通路中的制冷剂进行热交换，将过冷储液器的储液通路内的制冷剂进行过冷，制冷剂由过冷储液器的吸热通路排出后与蒸发器的吸热通路排出的气体制冷剂混合，并进入压缩机压缩循环；另一路为第三制冷回路，即通过第一支路进入过冷储液器的储液通路，然后由三通阀的第三通口进入并由第二通口排出，而后与第一制冷回路中由第二通口排出的液体制冷剂混合后进入蒸发器的吸热通路，与蒸发器的放热通路内的循环液进行热交换。

根据热负荷的变化，在低负荷时，调节三通阀，降低或关闭流经过冷储液器的储液通路的制冷剂流量，同时增大过冷储液器的吸热通路的制冷剂流量，提高过冷储液器的储液通路中制冷剂的过冷度，并将大部分过冷制冷剂储存在过冷储液器内不参与制冷循环。当外部热负荷峰值来临时，调节三通阀，增大过冷储液器的储液通路的制冷剂进入三通阀的流量，快速释放过冷储液器的储液通路中过冷制冷剂进入蒸发器的吸热通路的流量，由于进入蒸发器的制冷剂过冷度高，提高了短时间内制冷量。

本发明通过低热负荷时将过冷储液器内大量制冷剂过冷降温，在热负荷峰值时快速释放，使热负荷峰值时制冷装置单位制冷量提高，降低了峰值时压缩机输气量的规格，即降低了压缩机的规格。适用于半导体刻蚀工艺的温控，对于同样的刻蚀制程温控热负荷需求，可以降低温控装置压缩机的规格，降低装置正常运行的平均功耗，减小温控装置体积，降低成本。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例制冷系统的结构示意图；

图2是本发明实施例温控方法的流程示意图。

附图标记：

100：冷却装置；110：压缩机；120：冷凝器；130：蒸发器；140：过冷储液器；150：三通阀；160：第一支路；170：第二支路；180：第二阀体；190：第三支路；111：第一温度传感器；112：第二温度传感器；113：压力传感器；171：第一阀体；191：第三阀体；

200：循环液装置；210：循环液箱；220：负载组件；230：泵体；240：第三温度传感器；250：加热器；260：第四温度传感器；270：第五温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，本发明实施例提供的制冷系统，包括冷却装置100和循环液装置200，冷却装置100包括压缩机110、冷凝器120、蒸发器130和过冷储液器140和三通阀150，压缩机110的出口、冷凝器120的放热通路、三通阀150的第一通口、三通阀150的第二通口、蒸发器130的吸热通路与压缩机110的入口依次连通，冷凝器120的放热通路与三通阀150的第一通口连通的管路上沿冷却液的流向依次设有第一支路160和第二支路170，第一支路160、过冷储液器140的放热通路与三通阀150的第三通口依次连通，第二支路170、过冷储液器140的吸热通路与压缩机110的入口依次连通，蒸发器130的吸热通路与循环液装置200连通。

本发明实施例的制冷系统，冷凝器120的吸热通路连通循环冷却水系统，压缩机110、冷凝器120的放热通路、三通阀150的第一通口和第二通口与蒸发器130的吸热通路依次连通形成第一制冷回路，压缩机110、冷凝器120的放热通路与过冷储液器140的吸热通路依次连通形成第二制冷回路，压缩机110、冷凝器120的放热通路、过冷储液器140的储液通路、三通阀150的第三通口和第二通口与蒸发器130的吸热通路依次连通形成第三制冷回路，蒸发器130的放热通路连通循环液装置200形成循环液回路。

本实施例中，压缩机110产生的高温高压气态制冷剂通过管道进入冷凝器120的放热通路，经过冷凝器120的吸热通路中的冷却液作用，转化为中温中压的制冷剂，制冷剂由冷凝器120的放热通路的出口排出后分为两路，一路包括第一制冷回路和第二制冷回路，第一制冷回路即制冷剂由三通阀150的第一通口进入并由第二通口排出，而后进入蒸发器130的吸热通路内与蒸发器130的放热通路内的循环液进行热交换，第二制冷回路即制冷剂通过第二支路170进入过冷储液器140的吸热通路，并与过冷储液器140的储液通路中的制冷剂进行热交换，将过冷储液器140的储液通路内的制冷剂进行过冷，制冷剂由过冷储液器140的吸热通路排出后与蒸发器130的吸热通路排出的气体制冷剂混合，并进入压缩机110压缩循环；另一路为第三制冷回路，即通过第一支路160进入过冷储液器140的储液通路，然后由三通阀150的第三通口进入并由第二通口排出，而后与第一制冷回路中由第二通口排出的液体制冷剂混合后进入蒸发器130的吸热通路，与蒸发器130的放热通路内的循环液进行热交换。

根据热负荷的变化，在低负荷时，调节三通阀150，降低或关闭流经过冷储液器140的储液通路的制冷剂流量，同时增大过冷储液器140的吸热通路的制冷剂流量，提高过冷储液器140的储液通路中制冷剂的过冷度，并将大部分过冷制冷剂储存在过冷储液器140内不参与制冷循环。当外部热负荷峰值来临时，调节三通阀150，增大过冷储液器140的储液通路的制冷剂进入三通阀150的流量，快速释放过冷储液器140的储液通路中过冷制冷剂进入蒸发器130的吸热通路的流量，由于进入蒸发器130的制冷剂过冷度高，提高了短时间内制冷量。

本发明通过低热负荷时将过冷储液器140内大量制冷剂过冷降温，在热负荷峰值时快速释放，使热负荷峰值时制冷装置单位制冷量提高，降低了峰值时压缩机110输气量的规格，即降低了压缩机110的规格。适用于半导体刻蚀工艺的温控，对于同样的刻蚀制程温控热负荷需求，可以降低温控装置压缩机110的规格，降低装置正常运行的平均功耗，减小温控装置体积，降低成本。

本实施例中，过冷储液器140选用内部带盘管结构的储液器，储液器内部空间作为储液通路，盘管作为吸热通路，第一支路160与储液器的进液口连通，储液器的出液口与三通阀150的第三通口通过管路连通，第二支路170与盘管的进口连通，盘管的出口与压缩机110的入口与蒸发器130的吸热通路连接的管路通过管路连通。制冷剂进入储液器后在储液器内逐渐积存，盘管中流过的制冷剂可对储液器内的制冷剂进行过冷降温，而后储液器内经过过冷处理的制冷剂可流入蒸发器130与循环液进行热交换。三通阀150可采用电动三通调节阀。

根据本发明的一个实施例，第二支路170设有第一阀体171。根据热负荷的变化，在低负荷时，调节三通阀150，降低或关闭流经过冷储液器140的储液通路的制冷剂流量，同时增大第二支路170上第一阀体171的开度，即增大流经过冷储液器140的吸热通路的制冷剂流量，提高过冷储液器140的储液通路内制冷剂的过冷度，并将大部分过冷制冷剂储存在过冷储液器140内不参与制冷循环。本实施例中，第一阀体171采用电子膨胀阀。

根据本发明的一个实施例，三通阀150的第二通口与蒸发器130的吸热通路连通的管路设有第二阀体180。本实施例中，流入蒸发器130的吸热通路内的制冷剂通过第二阀体180控制流量，实时调节第二阀体180的开度，从而调节蒸发器130内的制冷量，以使循环液达到所需的温度值。当外部热负荷峰值来临时，调节三通阀150，增大过冷储液器140内制冷剂进入三通阀150的流量，快速释放过冷储液器140内过冷制冷剂进入第二阀体180的流量，由于进入蒸发器130的制冷剂过冷度高，提高了短时间内制冷量。本实施例中，第二阀体180采用电子膨胀阀。

根据本发明的一个实施例，压缩机110的出口与冷凝器120的放热通路连通的管路设有第三支路190，第三支路190与蒸发器130的吸热通路连通，第三支路190设有第三阀体191。本实施例中，制冷剂由压缩机110流出后可分为两路，一路为直接流入冷凝器120的吸热通路，而后形成第一制冷回路、第二制冷回路和第三制冷回路，另一路为通过第三支路190直接流至蒸发器130的吸热通路中，由蒸发器130的吸热通路中流出后回到压缩机110内，第三支路190作为热旁通支路，其上设置第三阀体191，通过合理控制第三阀体191的开度，再配合第一阀体171和第二阀体180的开度，合理控制循环液温度，最终保护系统稳定运行，采用专用电子热气旁通设计能够有效利用压缩机110热量，提高加热功率降低加热器250功率，减少能耗。本实施例中，第三阀体191采用电子膨胀阀。

根据本发明的一个实施例，压缩机110的入口与出口分别设有第一温度传感器111和第二温度传感器112。本实施例中，第一温度传感器111与第二温度传感器112分别检测流入压缩机110和流出压缩机110的制冷剂的实时温度，制冷系统通过温控模块采集温度信号，PLC计算处理，PID算法控制制冷剂的温度。

根据本发明的一个实施例，蒸发器130的吸热通路的与压缩机110的入口连通的管路设有压力传感器113。本实施例中，压力传感器113检测由蒸发器130的吸热通路中流出的制冷剂的压力值，通过采集压力值，根据制冷剂类型，可得到实时的制冷剂蒸发温度值，与第一温度传感器111采集的温度值的差值，即为制冷系统实时过热度值，根据过热度设定范围，调整第一阀体171和第二阀体180开度。制冷系统通过温控模块采集流量、温度信号，PLC计算处理，PID算法控制流量。

根据本发明的一个实施例，循环液装置200包括循环液箱210、负载组件220和泵体230，蒸发器130的放热通路与循环液箱210、泵体230和负载组件220依次连通形成循环液回路，蒸发器130的放热通路与循环液箱210连通的管路设有第三温度传感器240。

本实施例中，循环液在蒸发器130的放热通路内与蒸发器130的吸热通路中的制冷剂进行热交换后，排出至循环液箱210中，第三温度传感器240检测排出蒸发器130的循环液的实时温度，从而控制第二阀体180的开度，调节蒸发器130内制冷剂的流量，从而调整与循环液进行热交换的冷量。第三温度传感器240检测到的循环液箱210入口温度与目标温度比较，输出控制第二阀体180的开度。通过PLC程序，温控模块采集，PID模块控制输出，HMI触摸屏可视化参数，控制相关执行元件，实现精确温控。温控设备在工作时，需要加热系统平衡控制温度，实现精确控制温控设备的循环液出口温度以满足不同温度的工况，同时保证系统运行在稳定可靠的状态下，满足晶圆或面板生产工艺的需求。本实施例中，泵体230采用循环泵。

根据本发明的一个实施例，循环液箱210内设有加热器250，泵体230与负载组件220连通的管路设有第四温度传感器260，负载组件220与蒸发器130的放热通路连通的管路设有第五温度传感器270。本实施例中，由蒸发器130的放热通道内流出的循环液流入循环液箱210，通过循环液箱210内的加热器250进行再升温，由循环液箱210内排出后进入负载组件220，循环液箱210的出口温度通过第四温度传感器260检测，检测结果与目标温度比较输出，控制加热器250加热量，最终合理控制循环液箱210的出口温度。负载组件220的出口与蒸发器130的放热通路的入口连通的管路设有第五温度传感器270，用于检测蒸发器130的循环液入口温度。

如图2所示，本发明实施例还提供一种应用如上述实施例的制冷系统进行的温控方法，包括：

根据循环液的流量Q与第四温度传感器260的设定值SV0，获得第三温度传感器240的设定值SV；保证加热器250可将循环液由SV加热至SV0，便于在第三温度传感器240稳定的前提下，第四温度传感器260处的高精度温控。

获取第三温度传感器240的测量值PV与第三温度传感器240的设定值SV的差值作为PID的输入量；通过调节第一阀体171、第二阀体180和第三阀体191，三通阀150以及压缩机110的频率，实现第四温度传感器260处的温控。

根据PID的输入量，获得PID输出量Uk，设定PID输出量Uk的范围为0～100；

当PID输出量Uk大于50时，在第二支路170设置第一阀体171的情况下，第一阀体171的开度exp3以每秒n％的速率逐渐减小至关闭，PID输出量Uk为50-100线性对应三通阀150开度0％-100％；三通阀150的开度0％时，制冷剂全部由冷凝器120的放热通路流出后直接进入三通阀150；三通阀150的开度100％时，制冷剂全部先进入过冷储液器140的储液通路后再进入三通阀150。

当PID输出量Uk小于或等于50时，在第二支路170设置第一阀体171的情况下，根据第四温度传感器260的设定值SV0，获得第一阀体171的开度范围xl3-xh3，控制第一阀体171的实际开度exp3＝(50-Uk)*(xh3-xl3)+xl3，三通阀150关闭；

在三通阀150的第二通口与蒸发器130的吸热通路连通的管路设有第二阀体180，以及压缩机110的出口与冷凝器120的放热通路连通的管路设有第三支路190，第三支路190与蒸发器130的吸热通路连通，第三支路190设有第三阀体191的情况下，根据第四温度传感器260的设定值SV0，获得第二阀体180的开度范围0-x1、第三阀体191的开度范围0-x2和压缩机110的频率范围h1-h2，控制第二阀体180的实际开度exp1＝Uk*x1、第三阀体191的实际开度exp2＝(100-Uk)*x2和压缩机110的实际输出频率Uh＝Uk*(h2-h1)+h1。

在一个实施例中，采集第四温度传感器260的测量值PV0，计算其与设定值的差值，作为PID(1)的输入量，PID(1)输出量上下限定义0～100，分别对应调节加热器250的输出占空比，实现第四温度传感器260的温度控制。

根据本发明提供的一个实施例，还包括：

在压缩机110的入口设有第一温度传感器111，以及蒸发器130的吸热通路与压缩机110的入口连通的管路设有压力传感器113的情况下，根据压力传感器113和第一温度传感器111的测量值，获得过热度SH，根据过热度SH和第四温度传感器260的设定值SV0修正第二阀体180的实际开度exp1和第一阀体171的实际开度exp3。

在以不同的第四温度传感器260的设定值SV0运行时，设定不同的合适过热度范围sh1-sh2。当SH>sh2时，每秒以k1*(SH-sh2)增大第一阀体171的开度exp3，k1为根据系统配置，调试得出的一个常量。比如设定k1为0.01，当实际过热度SH超出上限sh2在5℃时，exp3会每秒增大0.01*5＝0.05，即阀体开度百分比每秒增大0.05％。下面的k2同k1；当SH<sh1时，每秒以k2减小第一阀体171开度exp3。设定温度值m，当第三温度传感器240的测量值PV<m，上述的过热度修正同样作用于第二阀体180的开度exp1，当第三温度传感器240的测量值PV≥m时，过热度修正仅作用于第一阀体171的开度exp3。

对于目前主流的逻辑芯片晶圆刻蚀工艺，单个晶圆周期一般在3-8分钟，热负荷峰值持续时间在1分钟左右。为了兼顾低温工况，一般采用R404a制冷剂，以晶圆厂内冷却水20℃的工况，制冷剂质量流量一般在50g/s以下，对于此类工况，制冷系统选用3L左右过冷储液器140容量，即可满足单个周期内高制冷量输出的时间需求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种制冷系统，其特征在于：包括冷却装置和循环液装置，所述冷却装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器、过冷储液器和三通阀，所述压缩机的出口、所述冷凝器的放热通路、所述三通阀的第一通口、所述三通阀的第二通口、所述蒸发器的吸热通路与所述压缩机的入口依次连通，所述冷凝器的放热通路与所述三通阀的第一通口连通的管路上沿冷却液的流向依次设有第一支路和第二支路，所述第一支路、所述过冷储液器的放热通路与所述三通阀的第三通口依次连通，所述第二支路、所述过冷储液器的吸热通路与所述压缩机的入口依次连通，所述蒸发器的放热通路与所述循环液装置连通；所述循环液装置包括循环液箱、负载组件和泵体，所述蒸发器的放热通路与所述循环液箱、所述泵体和所述负载组件依次连通形成循环液回路。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于：所述第二支路设有第一阀体。

3.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于：所述三通阀的第二通口与所述蒸发器的吸热通路连通的管路设有第二阀体。

4.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于：所述压缩机的出口与所述冷凝器的放热通路连通的管路设有第三支路，所述第三支路与所述蒸发器的吸热通路连通，所述第三支路设有第三阀体。

5.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于：所述压缩机的入口与出口分别设有第一温度传感器和第二温度传感器。

6.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于：所述蒸发器的吸热通路与所述压缩机的入口连通的管路设有压力传感器。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的制冷系统，其特征在于：所述蒸发器的放热通路与所述循环液箱连通的管路设有第三温度传感器。

8.根据权利要求7所述的制冷系统，其特征在于：所述循环液箱内设有加热器，所述泵体与所述负载组件连通的管路设有第四温度传感器，所述负载组件与所述蒸发器的放热通路连通的管路设有第五温度传感器。

9.一种应用如权利要求8所述的制冷系统进行的温控方法，其特征在于：包括：

根据循环液的流量与第四温度传感器的设定值，获得第三温度传感器的设定值；

获取第三温度传感器的测量值与第三温度传感器的设定值的差值作为PID的输入量；

根据PID的输入量，获得PID输出量；

当PID输出量大于50时，在第二支路设置第一阀体的情况下，第一阀体的开度逐渐减小至关闭，PID输出量线性对应三通阀开度；

当PID输出量小于或等于50时，在第二支路设置第一阀体的情况下，根据第四温度传感器的设定值，获得第一阀体的开度范围，控制第一阀体的实际开度，三通阀关闭；

设定PID输出量的范围为0～100，在三通阀的第二通口与蒸发器的吸热通路连通的管路设有第二阀体，以及压缩机的出口与冷凝器的放热通路连通的管路设有第三支路，第三支路与蒸发器的吸热通路连通，第三支路设有第三阀体的情况下，根据第四温度传感器的设定值，获得第二阀体的开度范围、第三阀体的开度范围和压缩机的频率范围，控制第二阀体的实际开度、第三阀体的实际开度和压缩机的实际输出频率。

10.根据权利要求9所述的温控方法，其特征在于：还包括：

在压缩机的入口设有第一温度传感器，以及蒸发器的吸热通路与压缩机的入口连通的管路设有压力传感器的情况下，根据压力传感器和第一温度传感器的测量值，获得过热度，根据过热度和第四温度传感器的设定值修正第二阀体的实际开度和第一阀体的实际开度。

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