CN202281416U - 一种快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，由循环制冷系统和被冷却流体系统组成，所述循环制冷系统包括微型压缩机，微型冷凝器及微型蒸发器；所述微型蒸发器的制冷剂出口与所述微型压缩机的进口端相连接，所述微型压缩机的出口端与所述微型冷凝器的入口端连接；所述被冷却流体系统包括流体罐和动力泵；所述流体罐的出口端与动力泵的进口端连接，动力泵的出口端与所述微型蒸发器的汇流入管连接。本实用新型可以在有限的空间内高效获得冷量，也可以在有限的时间内快速瞬时的获得冷量。本实用新型可用于电子和机械设备降温，空调机，降温服，快速样品制冷器具原件；还可以用于食品饮料领域，用于快速制备新鲜冷水、冰块或冰沙等。
Description
所属技术领域
本实用新型属于即冷式快速制冷设备，适用于提供快速和瞬时的、连续的热量移除的应用。它可以被运用到对一个区域的迅速冷却，例如对电子和机械装置的快速冷却，也可以使用到小型设备中，用于快速和连续的制备各种低温或者冷冻液体，冷冻液，冷水或冰块等。
背景技术
热量移除具有广泛的应用前景。给大型电子和机械设备局部降温和制作低温产品都需要这样的技术。目前常用的获得冷量的制冷装置大多由冷媒压缩机、冷凝器和蒸发器组成。该常规技术在蒸发器处设置冷罐用于预先储藏冷量，而获得该冷量的时间一般较长，在冷却装置启动后难以在短时间内达到制冷状态。这样这种冷却装置不能对瞬时需要的制冷提供满意的要求。另外这种常规的制冷装置的压缩机尺寸和蒸发器的设计普遍体积较大，因此整个装置会占据较大空间，不适于携带或者使用到小型机器当中。除此之外，如果储藏的冷量是待食用的冷水或冰块，由于其不是新鲜及时制备所以可能存在食品卫生隐患。现有技术中也有基于微型电子芯片的微型制冷装置，但是该装置能够提供的冷量有限，工作效率低，不能连续提供冷量，无法满足实际应用要求。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，其可满足任何对空间体积的大小有限制的、对迅速或者即时的制冷时间有限制的制冷需求。本实用新型的装置体积小，可以提供快速和即时的制备低温和冷冻液体，例如冷冻液，新鲜冷水，冰块或者冰沙等。
本实用新型为实现其目的所采取的技术方案：一种快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，由循环制冷系统和被冷却流体系统组成，所述循环制冷系统包括微型压缩机，微型冷凝器及微型蒸发器；所述微型蒸发器的制冷剂出口与所述微型压缩机的进口端相连接，所述微型压缩机的出口端与所述微型冷凝器的入口端连接；所述被冷却流体系统包括流体罐和动力泵；所述流体罐的出口端与动力泵的进口端连接，动力泵的出口端与所述微型蒸发器的汇流入管连接。
所述被冷却流体系统还包括流量计和流量控制装置，所述动力泵经所述流量计和流量控制装置与所述微型蒸发器的汇流入管连接。
所述循环制冷系统还包括节流机构和干燥过滤装置，所述微型冷凝器经所述节流机构和干燥过滤装置与所述微型蒸发器的制冷剂入口连接。
所述微型蒸发器为微通道冷凝蒸发装置；所述微通道蒸发器包括壳体，所述壳体上设制冷剂进口和制冷剂出口，所述壳体内腔设若干微通道；所述微通道两端分别伸出壳体两端板，其出入口分别位于汇流入管和汇流出管内。
所述微通道为直径小于或等于φ2mm的毛细管，所述端板为毛细管定位板，毛细管的两端头分别固定在毛细管定位板，毛细管的出入口分别位于汇流入管和汇流出管中。
本实用新型中的微型蒸发器内部是冷凝蒸发的交换处，制冷剂在此蒸发产生冷量，热流体在此被冷却。在微型蒸发器内无冷罐储藏冷量或已冷却的流体。当待冷却降温的流体连续的流过微型蒸发器时，通过和制冷液的热交换，该流体可以在在0秒到5分钟内温度迅速被降低，甚至降到相变点。这样被冷却的流体可以连续的流出蒸发器，而接收了热量的制冷剂蒸汽会回到压缩机内进入第二次被压缩的循环，如此为连续工作提供稳定的冷量。
本实用新型的有益效果：可以在有限的空间内高效获得冷量，也可以在有限的时间内快速瞬时的获得冷量。本实用新型可用于电子和机械设备降温，空调机，降温服，快速样品制冷器具原件；还可以用于食品饮料领域，用于快速制备新鲜冷水、冰块或冰沙等，以及以它们为原料的各式冷饮，包括冰果汁，饮料、冰淇淋等。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型结构原理框图；
图2为本实用新型中的微型微通道冷凝蒸发装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型由循环制冷系统和被冷却流体系统组成，图中虚线框A部分为循环制冷系统，图中虚线框B部分为被冷却流体系统。循环制冷系统包括微型压缩机4，微型冷凝器2及微型蒸发器5，三者依次连接构成循环制冷系统。为取得更好的制冷效果，在微型冷凝器2的输出端增设节流机构3和干燥过滤器1，其中干燥过滤器1的输出端与微型蒸发器5的制冷剂入口连接。微型蒸发器5采用微型微通道冷凝蒸发装置，微型冷凝器2可采用微型列管式、平行流冷凝器、管壳式、套管式或沉浸式等冷凝器。微型压缩机可为活塞式压缩机、线性压缩机、转子压缩机或涡旋压缩机等。
被冷却流体系统包括流体罐8（或采用流体管）和动力泵6；流体罐8的出口端与动力泵6的进口端连接，动力泵6的出口端与微型蒸发器5的汇流入管连接。为了对被冷却流体系统中的流体流量的控制和计量，在动力泵6的出口端可增设流量计7和流量控制装置（流量控制装置在图1中未标出），其中流量计7的输出端与微型蒸发器5的汇流入管连接。微型蒸发器5的汇流出管与液体出口管路相通。
图2所示谜团微型微通道蒸发器结构，包括壳体5.1，壳体5.1上设制冷剂进口5.2和制冷剂出口5.3，壳体5.1内腔设若干微通道5.4，若干微通道组合为管束。微通道两端分别伸出壳体5.1两端板，其出入口分别位于汇流入管5.5和汇流出管5.6内。微通道5.4为直径小于或等于φ2mm的毛细管，端板为毛细管定位板，毛细管的两端头分别固定在毛细管定位板，毛细管的出入口分别位于汇流入管5.5和汇流出管5.6中。
在进行快速制冷时，制冷剂经过微型压缩机4后变成高温高压气态，经微型冷凝器2快速高效冷却后成为常温高压液态，经过干燥过滤器1过滤后进入节流机构3节流减压及流入微型蒸发器5进行蒸发制冷，然后回到微型压缩机4完成制冷循环。待被冷却液体由动力泵6吸入，经流量计7进入微型蒸发器5，在流经微型蒸发器5的微通道时被制冷剂快速冷却，之后以降温的冷却液的形式由管路出口流出。该降温的冷却液可以进一步用于对其他部件和区域的冷却，也可以用于冷却制备低温冷冻的生物材料和食品产品。
本实用新型可根据实用需要确定装置的微型尺寸，其长度可为40 mm 到500 mm不等。制冷剂可以是R134a、R22、 R404a和新型的环保型制冷剂。被冷却液体在流体系统里连续流动，其流速范围通常在50 ml/min到500 ml/min之间。这个流速一般可以调节以便让流体被冷却到一个目标温度值。在微型压缩机处被压缩的制冷剂流向冷凝器。它在微型冷凝器内被强制高效的冷却后流向微型蒸发器。微型蒸发器内制冷剂可以非常快速的蒸发，产生瞬时的吸热效果，从而形成一个瞬时冷却的低温环境。微型蒸发器内部有管束，管束内有待冷却的流体流过。该流体将热量传给蒸发器内的冷却低温环境，达到被冷却的降温效果。通常该流体在0秒到5分钟内可以达到10-40o C的降温效果。如果流体是水的话就可以制成冰块。被冷却的水或制得的冰块可以通过一个机构直接由出口输出，成为新鲜的冷水或冰块。该被冷却的流体可以直接被应用，也可以进一步用于对其他物体的冷却。能够在0秒至5分钟内通过制冷剂的蒸发而瞬时产生一个冷却的环境，以便可以迅速、即时的以在线的方式冷却流体。被冷却的流体或者液体的冷却通常是连续的以在线的方式进行的。被冷却的液体的流量和冷却到的最低温度可以通过调节压缩机的功率输入、微型冷凝器的工作效率和被冷却流体的流量来达到。
Claims (5)
1.一种快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，其特征在于：该装置由循环制冷系统和被冷却流体系统组成，所述循环制冷系统包括微型压缩机（4），微型冷凝器（2）及微型蒸发器（5）；所述微型蒸发器（5）的制冷剂出口与所述微型压缩机（4）的进口端相连接，所述微型压缩机（4）的出口端与所述微型冷凝器（2）的入口端连接；所述被冷却流体系统包括流体罐（8）和动力泵（6）；所述流体罐（8）的出口端与动力泵（6）的进口端连接，动力泵（6）的出口端与所述微型蒸发器（5）的汇流入管连接。
2.根据权利要求1所述的快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，其特征在于：所述被冷却流体系统还包括流量计（7）和流量控制装置，所述动力泵（6）经所述流量计（7）和流量控制装置与所述微型蒸发器（5）的汇流入管连接。
3.根据权利要求1所述的快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，其特征在于：所述循环制冷系统还包括节流机构（3）和干燥过滤装置（1），所述微型冷凝器（2）经所述节流机构（3）和干燥过滤装置（1）与所述微型蒸发器（5）的制冷剂入口连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，其特征在于：所述微型蒸发器（5）为微通道冷凝蒸发装置，包括壳体（5.1），所述壳体（5.1）上设制冷剂进口（5.2）和制冷剂出口（5.3），所述壳体（5.1）内腔设若干微通道(5.4)；所述微通道两端分别伸出壳体（5.1）两端板，其出入口分别位于汇流入管（5.5）和汇流出管（5.6）内。
5.根据权利要求4所述的快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置，其特征在于：所述微通道(5.4)为直径小于或等于φ2mm的毛细管，所述端板为毛细管定位板，毛细管的两端头分别固定在毛细管定位板，毛细管的出入口分别位于汇流入管（5.5）和汇流出管（5.6）中。
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| CN2011204194296U CN202281416U (zh) | 2011-10-29 | 2011-10-29 | 一种快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置 |
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| CN102410654A (zh) * | 2011-10-29 | 2012-04-11 | 张翔 | 一种快速连续制备冷却和冷冻液体的微型装置 |
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