CN216080455U - 一种冷水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷水机组，冷水机组用于医疗设备的温度调控，包括：壳体、热交换器、压缩机、冷凝器、节流元件以及连接管路，热交换器内形成第一换热流路和第二换热流路；第一换热流路、压缩机、冷凝器和节流元件通过连接管路依次首尾连接，形成闭环制冷剂流路；第二换热流路与外部冷却管路相连。本实用新型提供的冷水机组，采用压缩制冷的原理对由外部冷却管路流入的冷却液进行降温，相比于现有技术中的半导体制冷，压缩机的结构可靠、使用寿命长、能效比高，并且压缩制冷的过程中不需要考虑热面温度过高而带来的风险等问题，使冷水机组的工作过程更加稳定可靠，提高冷水机组的可靠性。

Description

一种冷水机组

技术领域

本实用新型涉及医疗设备制冷装置技术领域，更具体地说，涉及一种冷水机组。

背景技术

目前生化分析仪等医疗设备的制冷装置都为半导体制冷装置，由于半导体制冷装置本身的原理和材料特性，导致其可靠性和能效比都不高。

半导体制冷装置长期运转后容易积灰，使散热效果降低，使用寿命大打折扣。半导体制冷的热面温度一般不超过60℃，否则就有损坏的可能。若在额定的工作电压下，散热风扇不能为制冷片提供足够的散热能力、或者散热风机故障的情况下，则容易造成制冷片过热损坏。除此之外，半导体制冷装置在使用前需要对其四周进行密封处理，使得内部的热电偶和外界空气完全隔离开，如果实际使用过程中密封处理不当，湿气进入其中，容易引起短路故障。

综上所述，如何提高医疗设备的制冷装置的可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于医疗设备的冷水机组，设置有压缩机，使用压缩制冷替换现有技术中的半导体制冷，以提高冷水机组的可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种冷水机组，所述冷水机组用于医疗设备的温度调控，包括：壳体、热交换器、压缩机、冷凝器、节流元件以及连接管路，所述压缩机、所述冷凝器、所述节流元件和所述热交换器均设置于所述壳体内，所述热交换器内形成第一换热流路和第二换热流路；

所述热交换器的第一换热流路、所述压缩机、所述冷凝器和所述节流元件通过所述连接管路依次首尾连接，形成闭环制冷剂流路；

所述热交换器的第二换热流路与外部冷却管路相连。

进一步的，还包括设置于所述壳体内出风侧的散热风机，所述压缩机设置于所述壳体内的回风侧，所述冷凝器设置于所述散热风机与所述压缩机之间。

进一步的，所述压缩机为微型压缩机。

进一步的，还包括干燥过滤器，所述干燥过滤器的进口端与所述冷凝器连接，出口端与所述节流元件连接。

进一步的，所述节流元件为螺旋状结构，且缠绕于所述干燥过滤器的外周部。

进一步的，所述热交换器用于与所述外部冷却管路连接的出口处设置有用于检测水温的水温度传感器。

进一步的，还包括位于所述压缩机的出口处的管路外壁的排气温度传感器以及设置于所述冷凝器的出口处的管路外壁的冷凝温度传感器；

和/或还包括设置于所述热交换器中冷媒流入的进口处的蒸发盘管温度传感器。

进一步的，所述热交换器、所述压缩机的吸气侧、所述连接管路以及所述壳体的顶板内侧均包裹有保温结构。

进一步的，所述冷凝器的翅片间距大于2.4mm。

进一步的，所述壳体涂覆有防腐涂层，且所述壳体底部设有用于安装所述医疗设备的安装座。

在使用本实用新型提供的冷水机组的过程中，首先将冷水机组与需要冷却的设备连接，组成完整的液冷系统；当外部冷却管路的水温没有超过预设温度时，控制外部冷却管路内的冷却液不循环，此时制冷剂流路不工作；当外部冷却管路的水温超过或达到预设温度时，开启压缩机，压缩机将制冷剂压缩为高温高压的气体，高温高压的气体排出至冷凝器，在冷凝器内，高温高压的气体被冷凝为高压液体；高压液体流出至节流元件，并在节流元件内转化为低温低压的气液两相状态，低温低压的气液两相状态的制冷剂进入热交换器的第一换热流路，在热交换器内与由外部冷却管路流入第二换热流路的冷却液交换热量，热量交换过程中，气液两相状态的制冷剂吸收冷却液的热量，使冷却液温度降低，温度降低后的冷却液由热交换器的第二换热流路流出至外部冷却管路，继续对医疗设备进行降温；由热交换器的第一换热流路流出的制冷剂进入压缩机，被压缩为高温高压的气体，如此循环，实现冷水机组的制冷工作。

本实用新型提供的冷水机组在使用的过程中，采用压缩制冷的原理对由外部冷却管路流入的冷却液进行降温，热交换器的第一换热流路、压缩机、冷凝器和节流元件依次首尾连接，形成闭环制冷剂流路，相比于现有技术中的半导体制冷，压缩机的结构可靠、使用寿命长，并且压缩制冷的过程中不需要考虑热面温度过高而带来的风险等问题，使冷水机组的工作过程更加稳定可靠，提高冷水机组的可靠性。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的冷水机组的具体实施例的结构示意图。

图1中：

1为壳体、2为热交换器、3为压缩机、4为节流元件、5为进水管、6 为出水管、7为干燥过滤器、8为散热风机、9为冷凝器。

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。

本实用新型的核心是提供一种冷水机组，用于医疗设备的温度调控，冷水机组设置有压缩机，使用压缩制冷替换现有技术中的半导体制冷，压缩机的结构可靠、使用寿命长，并且压缩制冷的过程中不需要担心因制冷温度过高而带来的风险等问题，使冷水机组更加稳定且高效的运行，提高冷水机组的可靠性。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的冷水机组的具体实施例的结构示意图。

本申请文件提供了一种冷水机组，用于医疗设备的温度调控，冷水机组包括：壳体1、热交换器2、压缩机3、冷凝器9、节流元件4以及位于壳体1外部的外部冷却管路，压缩机3、冷凝器9、节流元件4和热交换器 2均设置于壳体1内，热交换器2内形成第一换热流路和第二换热流路；热交换器2的第一换热流路、压缩机3、冷凝器9和节流元件4依次首尾连接，形成闭环制冷剂流路；热交换器2的第二换热流路与外部冷却管路相连。

在使用本具体实施例提供的冷水机组的过程中，首先将冷水机组与需要冷却的医疗设备连接，组成完整的液冷系统；当外部冷却管路的水温没有超过预设温度时，控制外部冷却管路内的冷却液不循环，此时制冷剂流路不工作；当外部冷却管路的水温超过或达到预设温度时，开启压缩机，压缩机3将制冷剂压缩为高温高压的气体，高温高压的气体排出至冷凝器9，在冷凝器9内，高温高压的气体被冷凝为高压液体；高压液体流出至节流元件4，并在节流元件4内转化为低温低压的气液两相状态，低温低压的气液两相状态的制冷剂进入热交换器2的第一换热流路，在热交换器2内与由外部冷却管路流入第二换热流路的冷却液交换热量，热量交换过程中，气液两相状态的制冷剂吸收冷却液的热量，使冷却液温度降低，温度降低后的冷却液由热交换器2的第二换热流路流出至外部冷却管路，继续对设备进行降温；由热交换器2流出的制冷剂进入压缩机3，被压缩为高温高压的气体，如此循环，实现冷水机组的制冷工作。

需要进行说明的是，热交换器2内的第一换热流路和第二换热流路，其中第一换热流路与制冷剂流路连通，第二换热流路与冷却液流路连通。

优选的，可以在壳体1涂覆防腐涂层，避免壳体1表面氧化；并在壳体1的底部设置用于安装医疗设备的安装座。

优选的，可以将热交换器2设置为板式换热器，板式换热器的体积小，效率高，可以通过钣金支架固定安装在壳体1内部，占用空间小。

本具体实施例中提到的预设温度为控制系统中预先设定的温度，在此温度下时，只需要冷却液流路工作就可以实现目标制冷效果，在高于预设温度时，需要制冷剂流路和冷却液流路同时工作，才可以达到目标制冷效果。

本具体实施例提供的冷水机组在使用的过程中，采用压缩制冷的原理对由外部冷却管路流入的冷却液进行降温，热交换器2的第一换热流路、压缩机3、冷凝器9和节流元件4依次首尾连接，形成闭环制冷剂流路，相比于现有技术中的半导体制冷，压缩机3的结构可靠、使用寿命长，并且压缩制冷的过程中不需要考虑热面温度过高而带来的风险等问题，使冷水机组的工作过程更加稳定可靠，提高冷水机组的可靠性。另外，压缩制冷的制冷效率较高，制冷效率可以达到3.8以上，即使在2℃至8℃的末端使用环境下，制冷效率也可达到1.2左右，远高于半导体制冷装置的制冷效率 0.6。

在上述实施例的基础上，还包括设置于壳体1内出风侧的散热风机8，压缩机3设置于壳体1内的回风侧，冷凝器9设置于散热风机8与压缩机3 之间。

从壳体1的回风侧至出风侧，依次设置有压缩机3、冷凝器9和散热风机8，形成一条风路，散热风机8转动时可以使空气形成强对流，将压缩机 3的热量和冷凝器9的热量带走并排出至冷水机组的外部，起到冷却散热的效果。

为了进一步减小冷水机组的体积，可以将压缩机3设置为微型压缩机3，微型压缩机3的体积较小，仅为拳头大小左右，可以减少其占用的壳体1 内部的空间，进一步减小壳体1以及冷水机组的体积，有利于实现小型化和轻量化，可以将冷水机组的整体体积降至20L以下；

优选地，将微型压缩机设置为变频转子压缩机，以便调节制冷量的输出，适应末端负载的变化。

冷水机组的壳体1内还包括干燥过滤器7，干燥过滤器7的进口端与冷凝器9连接，出口端与节流元件4连接；

优选地，干燥过滤器7为铜干燥过滤器，其具有分子筛和金属过滤网，可以过滤系统杂质和吸收系统水分，进一步提高冷水机组的可靠性。

优选的，如图1所示，节流元件4为螺旋状结构，且缠绕于干燥过滤器7的外周部，可以进一步节省冷水机组内的空间，有利于实现小型化。

优选的，节流元件4为毛细管结构。

为了方便控制，可以在出水管6设置用于检测水温的水温度传感器，此处提到的水温度传感器主要用于检测由外部冷却管内的水温，此处的传感器可以设置于冷水机组，也可以将水温度传感器设置于与冷水机组配套使用的医疗设备内，外接控制线至冷水机组；具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

在使用的过程中，需要对应的控制系统配合，水温度传感器将检测到的水温实时传递至控制系统，控制系统将水温与预设水温进行比较，当水温度传感器检测到的水温小于预设水温时，则控制制冷剂流路停止工作，仅冷却液流路工作，当水温度传感器检测到的水温大于或等于预设水温时，则控制制冷剂流路和冷却液流路同时工作；在水温度传感器检测到的水温大于或等于预设水温的情况下，当水温度传感器检测到的水温较高时，可以控制提高压缩机3的运行频率和散热风机8的转速；当水温度传感器检测到的水温较低时，可以控制降低压缩机3的运行频率和减小散热风机8 的转速。

还可以在压缩机3的出口处的管路外壁设置排气温度传感器，在冷凝器9的出口处的管路外壁设置冷凝温度传感器；

和/或还包括设置于热交换器2中冷媒流入的进口处的蒸发盘管温度传感器。

此处提到的排气温度传感器主要用于检测压缩机3出口处排出的高温高压气体的温度；冷凝温度传感器主要用于检测冷凝器9出口处高压液体的温度；蒸发盘管温度传感器主要用于检测热交换器2的冷媒入口处的温度。

在使用的过程中，需要对应的控制系统配合，实现过热保护功能，具体为：当排气温度传感器检测到的温度高于预设排气温度或冷凝温度传感器检测到的温度高于预设冷凝温度时，此处的预设排气温度和设冷凝温度均为系统预先设定的温度值，则触发警告，且压缩机3停止工作，避免温度过高引发安全隐患，提高安全质量。

当蒸发盘管温度传感器检测到的温度低于预设盘管温度时，此处的预设盘管温度为预先设定的温度值，则触发警告，且压缩机3停止工作，实现防冻保护功能。

在上述实施例的基础上，热交换器2、压缩机3的吸气侧管路以及外部冷却管路均包裹有保温结构，可以有效防止内部产生冷凝水。

优选的，可以将冷凝器9的翅片间距设置为大于2.4mm。宽片距的设计，可以减少灰尘的堆积，减少了维护次数。

本具体实施例中提到的医疗设备可以是生化分析仪，还可以是其它医疗设备，具体根据实际情况确定。

在另一具体实施例中，冷水机组的具体结构如图1所示，医疗设备为生化分析仪，生化分析仪设置有试剂舱，在使用的过程中，冷水机组用于对试剂舱进行降温。

冷水机组包括壳体1，壳体1内设置有散热风机8、热交换器2、压缩机3、冷凝器9、干燥过滤器7以及绕设于干燥过滤器7外周的节流元件4；壳体1的上部设置有进水管5和出水管6，热交换器2内的第一换热流路的一端与进水管5连接，另一端与出水管6连接；在使用的过程中，热交换器2的第二换热流路、压缩机3、冷凝器9、干燥过滤器7、节流元件4依次首尾连接组成制冷剂流路，热交换器2的第二换热流路的一端与节流元件4的出口连接，另一端与压缩机3的入口连接，压缩机3的出口与冷凝器9的入口连接，冷凝器9的出口与干燥过滤器7的入口连接，干燥过滤器7的出口与节流元件4的入口连接，形成封闭的循环回路，不需要进行硅胶密封、树脂密封等额外密封处理，方便可靠，无需考虑环境湿气对装置的影响。

在制冷的过程中，出水管6与外部冷却管路的入口连接，进水管5与外部冷却管路的出口连接，外部冷却管路可以设置为铜管，热交换器2为水-氟热交换器2，设置有两种流路的接口，在热交换器2内，制冷剂流路和冷却液流路分隔开来，一侧走制冷剂，一侧走冷却液，制冷剂和冷却液在热交换器2中进行换热。

冷却液流路是由进水管5、热交换器2、出水管6通过与外部冷却管路相连形成的流路，冷却液从进水管5进入，经过热交换器2内部换热后从出水管6流出。

进水管5、出水管6均为金属接头，可以通过喉箍等方式与塑料软管连接固定。

使用过程中，冷水机组与生化分析仪的末端连接，组成一套完整的液冷系统，正常运转状态下，冷水机组外部的水泵一直处于运转状态，冷却液在液冷流路内循环。当试剂舱温度升高时，电控组件通过水温度传感器检测到上升的水温信号，控制压缩机3启动，制冷剂流路工作。压缩机3 通过运转将制冷剂压缩成高温高压的气体，排到冷凝器9，在冷凝器9处制冷剂被冷凝成高压液体，高压液体通过节流元件4转化为低温低压的气液两相状态，然后进入到热交换器2处进行换热。从节流元件4过来的低温低压的制冷剂与温度相对较高的冷却液进行换热，从而实现对冷却液的降温。被冷却后的水通过液冷循环系统流去到试剂舱中，给里面的试剂降温。

本具体实施例中提供的冷水机组，压缩机3在各种严苛的工况下寿命高达10年以上，制冷效率也比半导体制冷片要高。由于制冷循环流路是封闭的，无需考虑考虑潮气、灰尘对制冷系统的影响；综合来讲，冷水机组在更加稳定高效的同时，还兼顾了体积小巧、结构简单的特点，提高仪器内部空间使用率，方便安装与拆卸。另外，作为一个模块化设计的冷水机组，可直接替换现有半导体制冷模块。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的冷水机组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种冷水机组，其特征在于，所述冷水机组用于医疗设备的温度调控，包括：壳体(1)、热交换器(2)、压缩机(3)、冷凝器(9)、节流元件(4)以及连接管路，所述压缩机(3)、所述冷凝器(9)、所述节流元件(4)和所述热交换器(2)均设置于所述壳体(1)内，所述热交换器(2)内形成第一换热流路和第二换热流路；

所述热交换器(2)的第一换热流路、所述压缩机(3)、所述冷凝器(9)、所述节流元件(4)通过所述连接管路依次首尾连接，形成闭环制冷剂流路；

所述热交换器(2)的第二换热流路与外部冷却管路相连。

2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，还包括设置于所述壳体(1)内出风侧的散热风机(8)，所述压缩机(3)设置于所述壳体(1)内的回风侧，所述冷凝器(9)设置于所述散热风机(8)与所述压缩机(3)之间。

3.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述压缩机(3)为微型压缩机(3)。

4.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，还包括干燥过滤器(7)，所述干燥过滤器(7)的进口端与所述冷凝器(9)连接，出口端与所述节流元件(4)连接。

5.根据权利要求4所述的冷水机组，其特征在于，所述节流元件(4)为螺旋状结构，且缠绕于所述干燥过滤器(7)的外周部。

6.根据权利要求1-5任一项所述的冷水机组，其特征在于，所述热交换器(2)用于与所述外部冷却管路连接的出口处设置有用于检测水温的水温度传感器。

7.根据权利要求1-5任一项所述的冷水机组，其特征在于，还包括位于所述压缩机(3)的出口处的管路外壁的排气温度传感器以及设置于所述冷凝器(9)的出口处的管路外壁的冷凝温度传感器；

和/或还包括设置于所述热交换器(2)中冷媒流入的进口处的蒸发盘管温度传感器。

8.根据权利要求1-5任一项所述的冷水机组，其特征在于，所述热交换器(2)、所述压缩机(3)的吸气侧、所述连接管路以及所述壳体(1)的顶板内侧均包裹有保温结构。

9.根据权利要求1-5任一项所述的冷水机组，其特征在于，所述冷凝器(9)的翅片间距大于2.4mm。

10.根据权利要求1-5任一项所述的冷水机组，其特征在于，所述壳体(1)涂覆有防腐涂层；且所述壳体(1)的底部设有用于安装所述医疗设备的安装座。

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