CN210004656U - 一种恒温换热的低温保存装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种恒温换热的低温保存装置，实现恒温冷藏存储，且避免内胆局部温度过低而导致内部存储物品的低温风险，可满足无电或间歇式供电情况下物品冷藏存储需要。所述恒温换热的低温保存装置包括保温箱体、制冷系统、冷藏内胆、低温热管和相变蓄冷模块，相变蓄冷模块贴合在冷藏内胆外表面上，低温热管同时与相变蓄冷模块和制冷系统制冷端接触。本实用新型制冷系统的制冷端不与冷藏内胆直接接触，而是通过低温热管将冷量快速传递到相变蓄冷模块，利用蓄冷模块蓄冷材料相变过程温度恒定的特点降低了制冷过程对内胆内部存储温度的冲击，使内胆内壁避免出现局部低温区，实现恒温换热，进而避免了内部存储物品的低温风险。

Description

一种恒温换热的低温保存装置

技术领域

本实用新型属于制冷设备技术领域，具体涉及一种恒温换热的低温保存装置。

背景技术

随着现代生物科学、医学的发展，各类生物制剂、药品、疫苗的应用愈发普及。此类生物材料通常对温度比较敏感，由此对于相应的冷链运输物流、生物材料存储提出了更加严格的要求。例如多数疫苗、药品需要在2～8℃范围内保存，血液制品需要在2～6℃范围内恒温保存，过高或过低的存储温度均会导致所存储的生物材料变质、失效，轻者会造成药品、疫苗、血液等珍贵生物材料的浪费，重者会危及使用者的生命安全。

在药品、疫苗、血液等生物材料运输过程中，由于物流冷链过程复杂，可能遇到多种场合，例如车载运输、人工搬运、周转暂存等多种环境，面临电源无法持续供应、外部环境温度变化较大等不利因素，容易造成物流冷链过程发生“断链”现象，导致保存的生物材料质量退变。

目前在物流冷链运输过程中，通常根据电力供应情况采用不同的低温保存方式。在有稳定电力能源供应的情况下，采用主动式低温保存装置；在无电力供应条件下，采用被动式低温保存装置。

主动式低温保存装置主要采用微型压缩机构建蒸气压缩式制冷系统、热电制冷系统等作为冷源，通常需要稳定的电力供应，来实现持续的低温控制和维持。由于物流运输过程复杂，通常难以保证稳定的电力供应，从而对冷链所需的低温保持造成不稳定因素。并且在主动式低温保存装置中，出于换热的需要，为维持保存箱内较低的保存温度，主动式制冷系统需要提供更低的冷源温度。尤其在小型的运输保存箱装置中，箱体的内表面通常直接作为制冷系统的低温换热表面，在制冷系统运行过程中，该表面温度会低于箱内气温，并且该表面可能存在局部低温区域，温度低于药品、疫苗、血液等生物材料安全存储要求的下限，对存储的物品品质造成不良影响。

被动式低温保存装置通常采用相变蓄冷材料作为冷源，通常利用相变蓄冷材料制作成各种板状结构，连同需要运输的物品一同放入绝热保温箱体中，以保持在运输过程中的低温存储环境。这些相变蓄冷材料需要提前在冰箱、冷库等主动式制冷装置内进行冻结蓄冷。使用时，根据运输物品的保温时间、保存箱体的容积及绝热能力等因素配套相应数量的蓄冷材料。通常保存箱内较多空间需要放置蓄冷材料，用于物品存储的空间较小，空间利用率较低。并且，被动式低温保存装置保温能力有限，一旦相变蓄冷材料冷量释放完毕，内部的低温环境便无法继续保持，需要将内部存储的物品及时转移至其他低温环境进行保存。

为克服上述两类低温保存装置的缺点，提高运输过程中生物材料冷链存储的可靠性，近些年一些主动/被动式的低温保存箱、周转箱被应用到生物材料运输过程中，对于提高冷链过程的保障起到积极作用。主动/被动式低温保存箱、周转箱即是将以上两类冷源配合绝热保温箱体构成，用于物流冷链运输，但是由于这些运输保存箱、周转箱为便于搬运，通常体积较小，内部存储容积狭小，所存储的药品、疫苗、血液等生物材料容易与内部存储空间的表面直接接触。而这些运输保存箱、周转箱内部存储空间的表面通常作为低温存储系统的换热表面使用，该换热表面温度通常低于存储空间内部的气温，并且难以对低温表面进行整体监控。内部存储空间的表面可能局部存在低温区域，尤其是低温换热系统直接接触的表面区域。如果这些低温表面与存储的药品、疫苗、血液等生物材料直接接触，将会影响所存储材料的品质，不利于保障所存储生物材料的安全。

发明内容

本实用新型提供一种恒温换热的低温保存装置，实现恒温冷藏存储，且避免了内胆局部温度过低而导致内部存储物品的低温风险，可满足无电或间歇式供电情况下物品的冷藏存储需要。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案是：一种恒温换热的低温保存装置，包括保温箱体、设置在保温箱体内的制冷系统及冷藏内胆，还包括设置在保温箱体内的低温热管和相变蓄冷模块，所述相变蓄冷模块贴合在所述冷藏内胆的外表面上，所述低温热管位于所述相变蓄冷模块与所述制冷系统的制冷端之间，且同时与所述相变蓄冷模块和所述制冷系统的制冷端接触。

所述相变蓄冷模块数量为多个，均布在所述冷藏内胆的四周侧面上。

所述相变蓄冷模块为内部封装有蓄冷材料的平板状模块。

所述低温热管为长条带状结构，环绕设置在所述冷藏内胆的四周侧面外围，且与所述相变蓄冷模块的外侧面相贴合。

所述相变蓄冷模块的外侧面上设有定位槽，所述低温热管上与所述相变蓄冷模块相贴合的贴合部嵌于所述定位槽内。

多个所述相变蓄冷模块的平均厚度为10-20mm，单个所述相变蓄冷模块外侧面上与所述低温热管相贴合处的面积不小于所述相变蓄冷模块的外侧面面积的1/3。

所述冷藏内胆的材质为导热金属材料。

所述制冷系统为热电制冷系统或斯特林制冷系统。

所述制冷系统包括有控温传感器，所述控温传感器安装在所述冷藏内胆的外表面上，且位于所述相变蓄冷模块和所述冷藏内胆的贴合处。

所述制冷系统的制冷端与所述低温热管由螺栓压紧贴合。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型将制冷系统、低温热管和相变蓄冷模块耦合集成，在通电制冷过程中，制冷系统的制冷端不与冷藏内胆直接接触，而是通过低温热管将冷量快速传递到相变蓄冷模块，利用蓄冷模块蓄冷材料相变过程温度恒定的特点降低了制冷过程对内胆内部存储温度的冲击，使内胆内壁避免出现局部低温区，实现恒温换热，进而避免了内部存储物品的低温风险；

2、采用本实用新型，在保存装置周转断电过程中，可以利用相变蓄冷模块积蓄的冷量持续保持冷藏内胆内部温度处于适合生物材料存储的温度范围，满足转运过程生物材料安全存储的需要。

3、本实用新型还可以满足间歇供电模式下血液、疫苗、药品等生物材料的恒温冷藏存储需要，尤其适合小批量生物材料周转运输、短期存储等用途。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型恒温换热的低温保存装置的主视图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是本实用新型的制冷系统、热管、制冷模块和冷藏内胆的装配图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图3，本实施例一种恒温换热的低温保存装置，包括保温箱体10、设置在保温箱体10内的制冷系统20及冷藏内胆30，还包括设置在保温箱体10内的低温热管40和相变蓄冷模块50，相变蓄冷模块50贴合在冷藏内胆30的外表面上，低温热管40位于相变蓄冷模块50与制冷系统20的制冷端21（也称低温侧）之间，且低温热管40同时与相变蓄冷模块50和制冷系统20的制冷端21均接触。在通电制冷过程中，制冷系统20制取的冷量由低温热管40快速地传导至相变蓄冷模块50，相变蓄冷模块50利用相变吸收冷量冻结蓄冷，且蓄冷材料相变过程中温度保持恒定，冷藏内胆30与相变蓄冷模块50接触而并非与制冷系统20的制冷端21直接接触，则冷藏内胆30内表面温度主要由相变蓄冷模块50温度决定，更加均匀恒定，避免了冷量快速导入冷藏内胆30造成胆内空间局部温度过低的问题；且在断电保温或无电力供应、间歇电力供应条件下，相变蓄冷模块50通过相变吸收外界导入的热量，保持内部存储温度恒定，实现较长时间的低温保持，待电力供应恢复后，无需取出存储物品及相变材料，即可接通电源继续实现物品低温保存及蓄冷功能，更好满足了物流冷链运输过程中复杂场景需要，提高了药品、疫苗、血液等生物材料冷链运输的保障能力。

为提高蓄冷能力，同时进一步提高冷藏内胆30内温度的恒温稳定性，如图3所示，相变蓄冷模块50数量为多个，均布在冷藏内胆30的四周侧面上。

为保证良好的换热和蓄冷效果，本实施例中，同样如图3所示，相变蓄冷模块50为内部封装有蓄冷材料的平板状模块，以便与冷藏内胆30的四周侧面尽可能贴合。

为实现冷量的均匀传导，本实施例中，如图3所示，低温热管40为长条带状结构，环绕设置在冷藏内胆50的四周侧面外围，且与相变蓄冷模块50的外侧面相贴合。

进一步地，相变蓄冷模块50的外侧面上设有定位槽51，如图2和图3所示，低温热管40上与相变蓄冷模块50相贴合的贴合部41嵌于定位槽51内，如图3所示角度，定位槽51为水平延伸的长槽，从而可以对低温热管40在上下方向上进行限位，防止二者在上下方向上发生错位使贴合面积减小，低温热管40的前后左右方向上由保温箱体10的保温层进行挤压定位。

对于多个相变蓄冷模块50，其平均厚度以10-20mm为宜，太厚会加大整个保存装置的体积，太小蓄冷材料少，会影响蓄冷量，单个相变蓄冷模块50外侧面上与低温热管4相贴合处的面积（如图3所示的定位槽51的竖直槽底面积）不小于相变蓄冷模块50的外侧面面积的1/3，以进一步保证良好的换热及蓄冷效果。

由于相变蓄冷模块50与冷藏内胆30直接接触，实现蓄冷材料与内胆之间的快速换热，则冷藏内胆30宜采用铜、铝等导热金属材料制作，利用金属较快的导热能力来实现冷藏内胆30内部温度均匀的效果。

对于制冷系统20，为满足运输、搬运需要，其一般优先选用热电制冷或斯特林制冷系统作为冷源，此类制冷系统结构紧凑、对于摆放位置无严格要求，更加适合运输周转过程使用。

制冷系统20通常配置相应控制电路，其中包括有控温传感器（视角原因，图中未示出），以检测何时进行制冷，从而实现设定温度的控制，本实施例中控温传感器安装在冷藏内胆30的外表面上，且位于相变蓄冷模块50和冷藏内胆30的贴合处。这是由于相变蓄冷模块50与冷藏内胆30贴合处附近的温度是内部表面可能出现的最低温度区域，控温传感器设置在此处可以准确控制内胆30表面可能出现的最低温度，防止低温风险；同时可以准确感知蓄冷模块50的温度，有利于蓄冷相变过程控制，以提高制冷、保温效果。

制冷系统20的制冷端21与低温热管40除贴合接触外，还可以通过螺栓压紧贴合，以可靠传导冷量。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种恒温换热的低温保存装置，包括保温箱体、设置在保温箱体内的制冷系统及冷藏内胆，其特征在于：还包括设置在保温箱体内的低温热管和相变蓄冷模块，所述相变蓄冷模块贴合在所述冷藏内胆的外表面上，所述低温热管位于所述相变蓄冷模块与所述制冷系统的制冷端之间，且同时与所述相变蓄冷模块和所述制冷系统的制冷端接触。

2.根据权利要求1所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述相变蓄冷模块数量为多个，均布在所述冷藏内胆的四周侧面上。

3.根据权利要求2所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述相变蓄冷模块为内部封装有蓄冷材料的平板状模块。

4.根据权利要求3所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述低温热管为长条带状结构，环绕设置在所述冷藏内胆的四周侧面外围，且与所述相变蓄冷模块的外侧面相贴合。

5.根据权利要求4所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述相变蓄冷模块的外侧面上设有定位槽，所述低温热管上与所述相变蓄冷模块相贴合的贴合部嵌于所述定位槽内。

6.根据权利要求4或5所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：多个所述相变蓄冷模块的平均厚度为10-20mm，单个所述相变蓄冷模块外侧面上与所述低温热管相贴合处的面积不小于所述相变蓄冷模块的外侧面面积的1/3。

7.根据权利要求1所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述冷藏内胆的材质为导热金属材料。

8.根据权利要求1所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述制冷系统为热电制冷系统或斯特林制冷系统。

9.根据权利要求1所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述制冷系统包括有控温传感器，所述控温传感器安装在所述冷藏内胆的外表面上，且位于所述相变蓄冷模块和所述冷藏内胆的贴合处。

10.根据权利要求1所述的恒温换热的低温保存装置，其特征在于：所述制冷系统的制冷端与所述低温热管由螺栓压紧贴合。

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