RU2438076C1

RU2438076C1 - Quick freezer, mostly for polymer bags filled with biological medical substances

Info

Publication number: RU2438076C1
Application number: RU2010133035/13A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Леонидович Огнев (RU); Геннадий Леонидович Огнев; Андрей Владимирович Резвов (RU); Андрей Владимирович Резвов
Original assignee: Геннадий Леонидович Огнев; Андрей Владимирович Резвов
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2011-12-27

Abstract

FIELD: personal use articles.

SUBSTANCE: quick freezer comprises a refrigerating unit with a closed hydraulic manifold, which is connected to the pump via parallel heat exchangers connected to this manifold that contact with one surface of thermoelectric modules, the second surface of which contacts with the heat conducting plates. The heat conducting plates in their turn contact with a cooled bag placed between them. Thermoelectric modules are equipped with their own supply unit, and on the heat conducting plates there are temperature sensors installed, which are connected to the system of control and monitoring, which is connected to a current polarity switch connected to the supply unit of thermoelectric modules. The supply unit, the system of control and monitoring are insulated from heat conducting plates with bags placed between them by a heat insulating wall, through which supply and monitoring cables of thermoelectric modules are pulled. For each bag there are devices introduced to mix the polymer bag content to the moment of biological medical substance freezing, and sources of thermoelectric modules supply are connected to the device of supply source modes control connected to a device introduced into every thermoelectric module to determine the difference between temperatures of hot and cold soldered joints, which is connected to an autonomous supply unit.

EFFECT: higher speed of products and solutions freezing, provision of optimal modes of thermoelectric modules operation at various stages of freezing of the polymer bags content.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области холодильной или морозильной техники и предназначено для быстрого замораживания различных растворов, в частности плазмы крови, помещенных в полимерные пакеты.The invention relates to the field of refrigeration or freezing technology and is intended for the rapid freezing of various solutions, in particular blood plasma, placed in polymer bags.

Известны двухкаскадные компрессорные быстрозамораживатели PLASMAFROST, в которых пакеты с плазмой охлаждаются при непосредственном контакте с поверхностью полок, внутри которых по змеевикам циркулирует хладагент, а вторая сторона пакетов контактирует с прижимной плитой, выполненной из алюминия. Недостатки известного устройства состоят в активном охлаждении только одной стороны пакетов с плазмой, контактирующей с охлаждаемой полкой, в использовании сложной двухкаскадной холодильной машины с применением разных хладагентов R404A и R23 для каждого из каскадов охлаждения.Two-stage compressor quick freezers PLASMAFROST are known in which plasma bags are cooled by direct contact with the surface of the shelves, inside which refrigerant circulates through the coils and the second side of the packages is in contact with a pressure plate made of aluminum. The disadvantages of the known device consist in the active cooling of only one side of the plasma packets in contact with the shelf to be cooled, in the use of a complex two-stage chiller using different refrigerants R404A and R23 for each of the cooling stages.

Известны также быстрозамораживатели ГЕМОТЕРМ-Z, в которых высокая скорость замораживания пакетов с плазмой достигается использованием механической тележки с пакетами, совершающей движения с ускорением, периодически меняющимся по величине и направлению, что обеспечивает перемешивание содержимого пакетов, исключая образование корки льда, затрудняющей, из-за низкой теплопроводности, замораживание плазмы. Быстрозамораживатели ГЕМОТЕРМ-Z обеспечивают замораживание контейнеров с плазмой либо в потоке принудительно циркулирующего охлажденного до температуры минус (40-50)°С воздуха, либо в среде жидкого теплоносителя (этилового спирта), предварительно охлажденного до температуры минус (40-50)°С. Замораживание в низкотемпературной воздушной среде приводит к использованию сложных двухкаскадных холодильных машин, а малая теплоемкость воздуха исключает эффективный отбор тепла от контейнеров с плазмой. Процесс замораживания в среде охлажденного жидкого теплоносителя сокращает время замораживания, но увеличивает пожаровзрывоопасность помещения, в которое попадает спирт, испарившийся с контейнеров после их извлечения, существует реальная опасность термического поражения обслуживающего персонала при контакте с холодным спиртом, над поверхностью холодного спирта при установке и извлечении контейнеров с плазмой образуется туман, затрудняющий работу персонала, а унос спирта с пакетами и попадание влаги воздуха в емкость со спиртом приводит к понижению концентрации спирта и необходимости периодически компенсировать его потери.GEMOTERM-Z quick-freezers are also known, in which a high speed of freezing packages with plasma is achieved using a mechanical trolley with packages, moving with acceleration, periodically changing in size and direction, which ensures mixing of the contents of the packages, eliminating the formation of ice crust, which makes it difficult, because low thermal conductivity, plasma freezing. HEMOTERM-Z quick-freezers provide freezing of containers with plasma either in a stream of forcibly circulating air cooled to a temperature of minus (40-50) ° C, or in an environment of a liquid heat carrier (ethyl alcohol), previously cooled to a temperature of minus (40-50) ° C. Freezing in low-temperature air leads to the use of complex two-stage chillers, and the low heat capacity of the air eliminates the effective removal of heat from plasma containers. The process of freezing in a cooled liquid coolant shortens the freezing time, but increases the fire and explosion hazard of the room, into which the alcohol vaporized from the containers after they are removed, there is a real risk of thermal damage to the personnel when in contact with cold alcohol, above the surface of the cold alcohol when installing and removing containers fog is formed with plasma, which impedes the work of personnel, and the entrainment of alcohol with packets and the ingress of moisture into the air tank with alcohol leads to a decrease in alcohol concentration and the need to periodically compensate for its loss.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является быстрозамораживатель, известный из патента RU 2310143 С1, МПК: F25D 11/00, 15.02.2006, содержащий холодильную машину с замкнутой гидравлической магистралью, заполненной охлажденной жидкостью и подключенной к насосу через параллельно подключенные к этой магистрали теплообменники, контактирующие с одной поверхностью термоэлектрических модулей, а вторая поверхность - контактирует с теплопроводящими пластинами, между которыми размещен контактирующий с ними охлаждаемый пакет, при этом термоэлектрические модули снабжены собственным блоком питания, а на теплопроводящих пластинах установлены датчики температуры, подключенные к системе управления и контроля, которая связана с коммутатором полярности тока, соединенным с блоком питания термоэлектрических модулей, при этом блок питания, система управления и контроля изолированы от теплопроводящих пластин с размещаемыми между ними охлаждаемыми пакетами, теплоизолирующей стенкой, через которую проходят кабели контроля и питания термоэлектрических модулей.The closest in technical essence and the achieved result is a quick-freezer known from patent RU 2310143 C1, IPC: F25D 11/00, 02/15/2006, containing a refrigeration machine with a closed hydraulic line filled with chilled fluid and connected to the pump through parallel connected to this line heat exchangers in contact with one surface of thermoelectric modules, and the second surface is in contact with heat-conducting plates, between which a cooled packet in contact with them is placed, the thermoelectric modules are equipped with their own power supply, and temperature sensors are installed on the heat-conducting plates connected to a control and monitoring system that is connected to a current polarity switch connected to the power supply of thermoelectric modules, while the power supply, control and monitoring system are isolated from heat-conducting plates with refrigerated bags placed between them, a heat-insulating wall through which control and power cables of thermoelectric modules pass.

В связи с отсутствием регулировки источника питания термоэлектрический модуль работает в постоянном режиме независимо от этапа заморозки.Due to the lack of adjustment of the power source, the thermoelectric module operates in a constant mode regardless of the stage of freezing.

Недостатком быстрозамораживателя является отсутствие перемешивания при охлаждении содержимого пакета до температуры замерзания, в результате чего происходит образование корки льда у поверхностей, контактирующих с теплопроводящими поверхностями, что приводит к резкому уменьшению скорости охлаждения жидкости, заключенной между образовавшимися пластинами льда, так как теплопроводность льда значительно меньше теплопроводности жидкости. В процессе замораживания увеличение толщины льда приводит к увеличению времени охлаждения всего объема жидкого содержимого до температуры замерзания.The disadvantage of a quick-freezer is the lack of mixing when cooling the contents of the package to freezing temperature, resulting in the formation of an ice crust at surfaces in contact with heat-conducting surfaces, which leads to a sharp decrease in the cooling rate of the liquid enclosed between the formed ice plates, since the thermal conductivity of ice is much lower than thermal conductivity liquids. During freezing, an increase in the thickness of ice leads to an increase in the cooling time of the entire volume of liquid contents to freezing temperature.

В связи с отсутствием регулировки источника питания термоэлектрических модулей термоэлектрический модуль работает в одном постоянном режиме независимо от процесса, проходящего в охлаждаемом пакете: охлаждение жидкости до температуры замерзания, превращение жидкости в лед, глубокое охлаждение льда до требуемой температуры.Due to the lack of adjustment of the power supply of thermoelectric modules, the thermoelectric module operates in one constant mode, regardless of the process taking place in the refrigerated package: cooling the liquid to freezing temperature, turning the liquid into ice, and deep cooling the ice to the required temperature.

Техническим результатом изобретения является сокращение времени замораживания продуктов и растворов, в частности плазмы крови, помещенных в полимерные пакеты.The technical result of the invention is to reduce the freezing time of products and solutions, in particular blood plasma, placed in polymer bags.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в быстрозамораживатель, преимущественно заполненный биологическими медицинскими субстанциями полимерных пакетов, содержащий холодильный агрегат с замкнутой гидравлической магистралью, заполненной охлажденной жидкостью и подключенной к насосу через параллельно подключенные к этой магистрали теплообменники, контактирующие с одной поверхностью термоэлектрических модулей, вторая поверхность которых контактирует с теплопроводящими пластинами, контактирующими в свою очередь с размещенным между ними охлаждаемым пакетом, при этом термоэлектрические модули снабжены собственным блоком питания, а на теплопроводящих пластинах установлены датчики температуры, подключенные к системе управления и контроля, которая связана с коммутатором полярности тока, соединенным с блоком питания термоэлектрических модулей, при этом блок питания, система управления и контроля изолированы от теплопроводящих пластин с размещаемыми между ними охлаждаемыми пакетами теплоизолирующей стенкой, через которую проходят кабели питания термоэлектрических модулей и контроля, в отличие от известного в него введены для каждого пакета устройства перемешивания содержимого полимерного пакета до момента замерзания биологической медицинской субстанции, а источники питания термоэлектрических модулей соединены с устройством управления режимами источника питания, связанным с введенным в каждый термоэлектрический модуль устройством определения разности температур горячего и холодного спаев, которое связано с автономным блоком питания.The specified technical result is achieved due to the fact that in the quick-freezer, mainly filled with biological medical substances of polymer bags, containing a refrigeration unit with a closed hydraulic line, filled with a cooled liquid and connected to the pump through heat exchangers connected in parallel to this line, contacting one surface of thermoelectric modules, the second surface of which is in contact with heat-conducting plates in their contact traveling with a cooled bag placed between them, while the thermoelectric modules are equipped with their own power supply, and temperature sensors are installed on the heat-conducting plates connected to the control and monitoring system, which is connected to a current polarity switch connected to the power supply of thermoelectric modules, while the power supply , the control and monitoring system is isolated from heat-conducting plates with cooled packages placed between them with a heat-insulating wall through which cables pass thermoelectric modules and controls, unlike the known ones, are introduced into each package of the device for mixing the contents of the polymer bag until the biological medical substance freezes, and the power sources of the thermoelectric modules are connected to the device for controlling the modes of the power source associated with the determination device introduced into each thermoelectric module the temperature difference between hot and cold junctions, which is associated with an autonomous power supply.

Устройство определения разности температур горячего и холодного спаев предлагается выполнить в виде цепи из не менее двух последовательно соединенных полупроводниковых элементов, р- и n-типа, а контакты этой цепи, соединенной с автономным блоком питания, выведены на одну из сторон основания термоэлектрического модуля.The device for determining the temperature difference between hot and cold junctions is proposed to be made in the form of a circuit of at least two series-connected semiconductor elements, p-type and n-type, and the contacts of this circuit connected to an autonomous power supply are displayed on one of the sides of the base of the thermoelectric module.

Задача быстрого замораживания решается тем, что для каждого пакета введены устройства перемешивания содержимого полимерного пакета до момента замерзания (превращения в лед) биологической медицинской субстанции, а источники питания термоэлектрических модулей соединены с устройством управления режимами источника питания, которое связано с введенным в каждый термоэлектрический модуль устройством определения разности температур горячего и холодного спаев, связанным с автономным блоком питания. Сокращение времени замораживания содержимого пакета на каждом из перечисленных этапов охлаждения подразумевает работу термоэлектрических модулей при конкретных значениях токов и напряжений для обеспечения требуемых разностей температур горячего и холодного спаев в зависимости от этапа охлаждения.The task of rapid freezing is solved by the fact that for each packet, devices for mixing the contents of the polymer bag are introduced until the biological medical substance freezes (turns into ice), and the power sources of the thermoelectric modules are connected to the power source mode control device, which is connected with the device introduced into each thermoelectric module determining the temperature difference between hot and cold junctions associated with an autonomous power supply. Reducing the time of freezing the contents of the package at each of the listed cooling stages implies the operation of thermoelectric modules at specific values of currents and voltages to provide the required temperature differences between hot and cold junctions depending on the cooling stage.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично представлен быстрозамораживатель, обеспечивающий охлаждение одного пакета. Охлаждение любого необходимого количества пакетов осуществляется стыковкой предлагаемого устройства к замкнутой гидравлической магистрали любым способом, любыми разъемами дополнительного количества гидравлических трактов теплообменников, обеспечивающих охлаждение горячих спаев термоэлектрических модулей, между которыми через теплопроводящие пластины охлаждают необходимое количество полимерных пакетов. Это позволяет размещать либо все полимерные пакеты для быстрого замораживания в отдельном корпусе морозильника, либо по частям в отдельных термостатах, через которые прокачивается по трактам охлажденный теплоноситель и объединенных замкнутой гидравлической магистралью с небольшим количеством полимерных пакетов, например по пять-шесть штук.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a quick-freezer that provides cooling of one package. Cooling of any required number of packages is carried out by docking the proposed device to a closed hydraulic line in any way, by any connectors of an additional number of hydraulic paths of heat exchangers that provide cooling of hot junctions of thermoelectric modules, between which the required number of polymer bags are cooled through heat-conducting plates. This allows you to place either all of the polymer bags for quick freezing in a separate freezer case, or in parts in separate thermostats through which the cooled coolant is pumped through the paths and connected by a closed hydraulic line with a small number of polymer bags, for example, five to six pieces.

Схема предлагаемого быстрозамораживателя представлена на чертеже и содержит: холодильную машину 1, с замкнутой гидравлической магистралью 2, заполненной охлаждающей жидкостью, которая прокачивается насосом 3 через теплообменники 4, которые контактируют с одной из сторон термоэлектрических модулей 5. Другая сторона термоэлектрических модулей 5 контактирует с теплопроводящими пластинами 6, между которыми размещен контактирующий с ними охлаждаемый полимерный пакет 7, заполненный, например, плазмой крови. Термоэлектрические модули 5 снабжены собственным блоком питания 8, а на теплопроводящих пластинах 6 установлены датчики температуры 9, которые подключены к системе управления и контроля 10, связанной с коммутатором полярности тока 11, соединенным с блоком питания 8 термоэлектрических модулей 5. Блок питания 8, система управления и контроля 10 изолированы от теплопроводящих пластин 6 с размещаемыми между ними охлаждаемыми пакетами 7 теплоизолирующей стенкой 12, через которую проходят кабели питания термоэлектрических модулей и контроля, а каждый пакет 7 связан с устройством перемешивания 13 содержимого пакета 7 до момента замерзания биологической медицинской субстанции. Источник питания 8 термоэлектрических модулей 5 соединен с устройством 14 управления режимами источника питания 8, которое связано с устройством определения разности температур 15 горячего и холодного спаев, введенных в каждый термоэлектрический модуль 5 и связанных с автономным блоком питания 16.The scheme of the proposed quick-freezer is shown in the drawing and contains: a refrigerating machine 1, with a closed hydraulic line 2, filled with coolant, which is pumped by the pump 3 through heat exchangers 4, which are in contact with one of the sides of the thermoelectric modules 5. The other side of the thermoelectric modules 5 is in contact with heat-conducting plates 6, between which there is placed a cooled polymer bag 7 in contact with them, filled, for example, with blood plasma. Thermoelectric modules 5 are equipped with their own power supply unit 8, and temperature sensors 9 are installed on the heat-conducting plates 6, which are connected to a control and monitoring system 10 connected to a current polarity switch 11 connected to a power supply unit 8 of thermoelectric modules 5. Power supply unit 8, control system and control 10 are isolated from the heat-conducting plates 6 with the cooled packages 7 placed between them and a heat-insulating wall 12 through which the power cables of thermoelectric modules and control pass, and each th packet 7 is associated with a stirring device 13, the contents of the package 7 until the freezing of biological medical substance. The power source 8 of the thermoelectric modules 5 is connected to a device 14 for controlling the modes of the power source 8, which is connected with a device for determining the temperature difference 15 of the hot and cold junctions introduced into each thermoelectric module 5 and connected to an autonomous power supply 16.

Предложенное устройство работает следующим образом. Запускают в работу холодильный агрегат 1. Включают насос 3, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в замкнутом гидравлическом контуре 2, охлажденного в холодильном агрегате 1 до необходимой минусовой температуры, например, до минус 5°С. Подключают к сети электропитания блок питания термоэлектрических модулей 8, благодаря чему электроэнергия через коммутатор полярности тока 11 поступает в термоэлектрические модули 5, устройство измерения и контроля температуры 10, устройство перемешивания 13 содержимого полимерного пакета 7. Поверхности термоэлектрических модулей 5, контактирующие с теплообменниками 4, начинают выделять тепло, которое сбрасывается через теплообменники 4 в теплоноситель замкнутой гидравлической магистрали 2 и поступает в холодильный агрегат 1. Поверхности термоэлектрических модулей 5, контактирующие с теплопроводящими пластинами 6, начинают охлаждать верхнюю и нижнюю поверхности полимерного пакета 7, что приводит к ускоренному охлаждению. Охлажденный теплоноситель проходит по теплообменникам 4 и отводит тепло от горячих поверхностей термоэлектрических модулей 5, поддерживая температуру этих поверхностей стабильной и более низкой, чем температура окружающей среды. При прохождении тока от блока питания 8 через термоэлектрические модули 5 с охлаждаемыми тепловыделяющими поверхностями температура их противоположной поверхности понижается до необходимого, наперед заданного для каждого этапа значения. Так как охлаждение пакета 7 происходит по двум поверхностям равномерно, замораживание до заданной температуры происходит за время, не превышающее 30 мин. По датчикам температуры 9 устройство измерения и контроля температуры 10 выдает сигнал о конце процесса замораживания, по которому происходит отключение термоэлектрических модулей 5 от блока питания 8. Быстрозамораживатель переходит в режим хранения полимерного пакета 7 при заданной температуре. Режим хранения, зависящий от теплоизолирующих стенок 12 морозильника или термостата, представляет собой процесс периодического включения (подачи питания) термоэлектрических модулей 5 по сигналам, поступающим из устройства измерения и контроля температуры 10 при снижении минусовой температуры, например, на один градус. Разность температур холодной и горячей поверхностей термоэлектрического модуля 5 измеряется устройством управления режимами 14 блока питания по сигналам устройства 15 определения разности температур горячего и холодного спаев. Установка типовых датчиков температуры в термоэлектрические модули требует особой технологии и оснастки, которые не применялись при выпуске термоэлектрических модулей без датчиков температуры. При этом система управления и контроля должна будет обработать информацию от каждого датчика и вычислить разность температур.The proposed device operates as follows. Start the refrigeration unit 1. Turn on the pump 3, which circulates the coolant in a closed hydraulic circuit 2, cooled in the refrigeration unit 1 to the required minus temperature, for example, to minus 5 ° C. The power supply unit of the thermoelectric modules 8 is connected to the power supply network, due to which the electric power through the current polarity switch 11 enters the thermoelectric modules 5, the temperature measuring and control device 10, the mixing device 13 of the contents of the polymer bag 7. The surfaces of the thermoelectric modules 5 in contact with the heat exchangers 4 begin to generate heat, which is discharged through heat exchangers 4 into the coolant of the closed hydraulic line 2 and enters the refrigeration unit 1. Surface 5 thermoelectric modules, heat-conducting contact with the plates 6, start cooling upper and lower surface of resin package 7, which leads to accelerated cooling. The cooled heat carrier passes through the heat exchangers 4 and removes heat from the hot surfaces of the thermoelectric modules 5, maintaining the temperature of these surfaces stable and lower than the ambient temperature. With the passage of current from the power supply unit 8 through thermoelectric modules 5 with cooled fuel surfaces, the temperature of their opposite surface decreases to the required value set for each stage in advance. Since the cooling of the bag 7 occurs uniformly over two surfaces, freezing to a predetermined temperature occurs in a time not exceeding 30 minutes. According to temperature sensors 9, the temperature measuring and control device 10 gives a signal about the end of the freezing process, by which the thermoelectric modules 5 are disconnected from the power supply 8. The quick-freezer switches to the storage mode of the polymer bag 7 at a given temperature. The storage mode, which depends on the heat-insulating walls 12 of the freezer or thermostat, is a process of periodically turning on (supplying) thermoelectric modules 5 according to the signals received from the temperature measuring and control device 10 when the minus temperature decreases, for example, by one degree. The temperature difference between the cold and hot surfaces of the thermoelectric module 5 is measured by the mode control device 14 of the power supply by the signals of the device 15 for determining the temperature difference between the hot and cold junctions. The installation of standard temperature sensors in thermoelectric modules requires special technology and equipment that were not used in the production of thermoelectric modules without temperature sensors. In this case, the control and monitoring system will have to process information from each sensor and calculate the temperature difference.

Предлагается определять разность температур горячего и холодного спаев термоэлектрического модуля, установив на холодной и горячей поверхностях миниатюрные датчики температуры, например NTC-термисторы EPCOS для температурных измерений, длина и ширина которых не превышает 0,6 мм и 0,3 мм соответственно.It is proposed to determine the temperature difference between the hot and cold junctions of the thermoelectric module by installing miniature temperature sensors on cold and hot surfaces, for example, ETCOS NTC thermistors for temperature measurements, the length and width of which do not exceed 0.6 mm and 0.3 mm, respectively.

В термоэлектрический модуль между холодной и горячей поверхностями дополнительно устанавливают несколько последовательно соединенных полупроводниковых элементов р- и n-типа из материалов, используемых в модуле, но не включают их в цепь, ток в которой обеспечивает появление разности температур холодной и горячей поверхностей, а выводы от крайних дополнительно введенных элементов р- и n-типа размещают на одной из сторон термоэлектрического модуля, выполнив их по известной технологии. Напряжение между этими выводами пропорционально количеству последовательно соединенных полупроводниковых элементов р- и n-типа в данной цепи и разности температур холодной и горячей поверхностей термоэлектрического модуля.In addition, several p- and n-type semiconductor elements from the materials used in the module are additionally installed in series between the cold and hot surfaces in the thermoelectric module, but they are not included in the circuit, the current in which ensures the temperature difference between the cold and hot surfaces, and the conclusions from extreme additionally introduced p- and n-type elements are placed on one of the sides of the thermoelectric module, performing them according to known technology. The voltage between these terminals is proportional to the number of p- and n-type semiconductor elements in series in this circuit and the temperature difference between the cold and hot surfaces of the thermoelectric module.

Устройство управления режимами 14 блока питания меняет выходные параметры блока питания 8, который обеспечивает работу термоэлектрических модулей 5 в режимах максимальной холодопроизводительности при малых значениях разности температур холодной и горячей поверхности или в режиме максимальной разности температур холодной и горячей поверхностей, достигая требуемого значения температуры содержимого пакета 7 за минимальное время.The mode control device 14 of the power supply unit changes the output parameters of the power supply unit 8, which ensures the operation of thermoelectric modules 5 in the maximum cooling capacity at low values of the temperature difference between the cold and hot surfaces or in the maximum temperature difference between the cold and hot surfaces, reaching the desired temperature value of the contents of the package 7 in minimum time.

Для реализации предлагаемого технического решения могут быть использованы: в качестве термоэлектрических модулей 5 - термоэлектрические модули РМ-127-14-11-72-L фирмы ООО «Кристалл», в качестве установленных на теплопроводящих пластинах 6 датчиков температуры 9 - датчики измерения температуры DS 18B20, которые подключены к системе управления и контроля 10, например, к контроллеру PIC 12C508A или PIC 12CE674 фирмы Microchip или к микроконтроллеру AT91SAM7S фирмы Atmel. Устройство 14 управления режимами источника питания может выполнено, например, на микроконверторах ADu812 Microconverter фирмы ANALOG DEVICES.To implement the proposed technical solution, the following can be used: as thermoelectric modules 5 - thermoelectric modules RM-127-14-11-11-72-L of the company Kristall LLC, as 6 temperature sensors installed on heat-conducting plates 9 - temperature sensors DS 18B20 which are connected to the control and monitoring system 10, for example, to the PIC 12C508A or PIC 12CE674 controller from Microchip or to the Atmel microcontroller AT91SAM7S. The power source mode control device 14 may be implemented, for example, on ADu812 Microconverter microconverters from ANALOG DEVICES.

Расчеты показывают, что управление режимами блока питания, обеспечивающего работу термоэлектрических модулей при оптимальных для каждого этапа охлаждения значениях разности температур холодного и горячего спаев, позволяет заморозить содержимое пакета емкостью 0,3 литра за время, не превышающее 13 минут.Calculations show that the control of the power supply unit, which ensures the operation of thermoelectric modules at the optimum temperature difference values for cold junctions and hot junctions for each stage of cooling, allows freezing the contents of a 0.3-liter package for a time not exceeding 13 minutes.

Предлагаемый быстрозамораживатель преимущественно полимерных пакетов, заполненных биологическими медицинскими субстанциями, например плазмой крови, превосходят по скорости замораживания все аналогичные устройства, отличается простотой эксплуатации и большой надежностью в работе.The proposed quick-freezer of predominantly polymer bags filled with biological medical substances, for example, blood plasma, surpasses all similar devices in terms of freezing speed, is characterized by ease of use and high reliability in operation.

Claims

1. A quick-freezer mainly for polymer bags filled with biological medical substances, containing a refrigeration unit with a closed hydraulic line filled with a cooled liquid, and connected to the pump through heat exchangers connected in parallel to this line, contacting one surface of thermoelectric modules, the second surface of which is in contact with heat-conducting plates in contact with, in turn, a refrigerated packet placed between them, while thermoelectric modules are equipped with their own power supply, and temperature sensors are installed on the heat-conducting plates connected to a control and monitoring system, which is connected to a current polarity switch connected to a thermoelectric module power supply, while the power supply, control and monitoring system are isolated from heat-conducting plates with heat-insulating wall placed between them by cooled packages, through which the power cables of thermoelectric modules and control pass the fact that for each package of the device the mixing of the contents of the polymer bag is introduced until the biological medical substance freezes, and the power sources of the thermoelectric modules are connected to the power source mode control device associated with the device for determining the temperature difference between the hot and cold junctions introduced into each thermoelectric module, which is connected to an autonomous power supply.

2. The quick-freezer according to claim 1, characterized in that the device for determining the temperature difference between hot and cold junctions is made in the form of a chain of at least two series-connected semiconductor elements, p- and n-type, and the contacts of this circuit connected to an autonomous power supply , brought to one of the sides of the base of the thermoelectric module.