[发明专利]安装在台座内的制冷系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及制冷系统，并且更具体地涉及与超低温冷冻装置一起使用的制冷系统。

背景技术

已知制冷系统用于同称为“超低温冷冻装置”(“ULT”)类型的冷冻装置一起使用，这种冷冻装置被用来将它们的内部存储空间冷却到相对低的温度，例如像大约-80℃或者甚至更低。

这种类型的已知制冷系统包括循环对应第一和第二制冷剂的两个级。第一级通过一个冷凝器将能量(即热量)从第一制冷剂传递到周围环境，而第二级的第二制冷剂通过一个蒸发器从被冷却的空间(例如，箱室内部区)接收能量。热量是通过一个热交换器从第二制冷剂传递给第一制冷剂的，该热交换器与制冷系统的这两级处于流体连通。

在上述这种类型的制冷系统中，热交换器可以具有一种单通的、卷曲的类型。然而，这种类型的热交换器典型地占据大空间以便允许在这些制冷剂之间的所希望类型的热交换。这些对于这些热交换器的空间和取向的要求迫使设计者将它们沿冷冻装置内室壁放置或者放置在其后、放置在冷冻装置外箱室前，典型地占用宝贵的冷却/储存空间因此不能用于冷却。

除上述之外，能够在冷冻装置内室与冷冻装置外箱室的这些壁之间安排在这些热交换器周围的相对少量的隔热材料限制了这些热交换器的可达到的效率。确切地讲，相对少量的隔热材料被放置在这种类型的制冷系统的热交换器的周围，以便使热交换器损失的冷却/储存空间最小化。

因此，对用于同超低温冷冻装置一起使用的制冷系统存在一种需求，即该制冷系统能够以相对大的效率来运行、并且它允许将该冷冻装置的冷却/储存空间最大化。

发明内容

在一个实施方案中，提供了一种用于同超低温冷冻装置一起使用的制冷系统，该超低温冷冻装置具有一个台座和支撑在该台座上的制冷箱室。该系统具有一个第一制冷级和一个第二制冷级。该第一级限定了用于循环一种第一制冷剂的一个第一流体回路。该第一级具有一个第一压缩机、一个冷凝器、以及与该第一流体回路处于流体连通的一个第一膨胀装置。该第二级限定了用于循环一种第二制冷剂的一个第二流体回路。该第二级具有一个第二压缩机、一个第二膨胀装置、以及与该第二流体回路处于流体连通的一个蒸发器。该系统包括一个隔热外壳以及一个分流式热交换器，该隔热外壳支撑在该台座内，该分流式热交换器与该第一和第二流体回路处于流体连通并且该分流式热交换器被定位在该隔热外壳之内。

在一个实施方案中，该热交换器可以具有多个叠放的板，这些叠放的板限定了用于该第一和第二制冷剂通过该热交换器的多个流动路径。在一个具体的实施方案中，该热交换器是处于一种硬钎焊板式热交换器的形式。该热交换器可以在隔热外壳之内取向为使得其纵向尺寸总体上是竖直取向的。第一制冷剂可以邻近热交换器的下部的部分进入其中并且邻近其上部的部分流出热交换器，这样使得第一制冷剂总体上在热交换器内在一个向上的方向中流动。另外地或可替代地，第二制冷剂可以邻近热交换器的上部的部分进入其中并且邻其下部的部分流出热交换器，这样使得第二制冷剂总体上在热交换器内在一个向下的方向中流动。

在多个具体的实施方案中，这种热交换器是属于一种逆流的类型。而且，第一膨胀装置可以定位在隔热外壳之内。此外，第一膨胀装置可以包括一个毛细管或一个阀门中的至少一个。第一制冷级可以具有一个第一储能器，该第一储能器与第一流体回路处于流体连通。该第一储能器可以例如定位在隔热外壳之内。第一制冷级可以具有一个第一过滤器/干燥器，该第一过滤器/干燥器与第一流体回路处于流体连通并且支撑在台座之内。在一些实施方案中，该第一过滤器/干燥器定位在隔热外壳的外面。第二膨胀装置可以定位在隔热外壳的外面。另外地或可替代地，第二膨胀装置可以包括一个毛细管或一个阀门中的至少一个。在多个具体实施方案中，第二制冷级可以具有一个第二储能器，该第二储能器与第二流体回路处于流体连通。该第二储能器可以例如定位在隔热外壳的外面。可替代地，第二储能器可以定位在隔热外壳的里面。