[发明专利]低温泵系统及低温泵系统的运行方法

说明书

本申请主张基于2013年11月20日申请的日本专利申请第2013-239757号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种低温泵系统及低温泵系统的运行方法。

背景技术

一种低温泵系统，其具有至少1个低温泵，及1个或多个压缩机单元。低温泵具有制冷机。压缩机单元将工作气体供给至制冷机。工作气体在制冷机内膨胀，从而使低温泵冷却。工作气体被压缩机单元回收。

专利文献1：日本特开2013-134020号公报

发明内容

本发明的一种实施方式的示例性的目的之一在于提高低温泵系统的节能性能。

根据本发明的一种实施方式，能够提供一种低温泵系统，所述低温泵系统具备：至少1个低温泵，所述至少1个低温泵具备制冷机、低温低温板、及高温低温板，所述制冷机具备低温冷却台及高温冷却台，所述低温低温板通过所述低温冷却台被冷却，所述高温低温板通过所述高温冷却台被冷却；及压缩机单元，所述压缩机单元具备压缩供给至所述制冷机的工作气体的压缩机主体，所述压缩机主体的运行频率可变。所述压缩机单元在所述压缩机主体的高压与低压的压力比为1.6～2.5的范围的状态下进行运行。

根据本发明的一种实施方式，能够提供一种低温泵系统的运行方法。该低温泵系统具备：至少1个低温泵，所述至少1个低温泵具备制冷机、低温低温板、及高温低温板，所述制冷机具备低温冷却台及高温冷却台，所述低温低温板通过所述低温冷却台被冷却，所述高温低温板通过所述高温冷却台被冷却；及压缩机单元，所述压缩机单元具备压缩供给至所述制冷机的工作气体的压缩机主体，所述压缩机主体的运行频率可变。所述方法具备使所述压缩机主体运行，以使所述压缩机主体的高压与低压的压力比在1.6～2.5的范围的步骤。

另外，将以上构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表现，在方法、装置、系统等之间进行相互替换，也作为本发明的实施方式而有效。

根据本发明，能够提高低温泵系统的节能性能。

附图说明

图1是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的低温泵系统的整体结构图。

图2是表示用于本发明的一种实施方式所涉及的低温泵系统的控制装置的概略结构的框图。

图3是例示本发明的一种实施方式所涉及的制冷效率与压力比之间的关系的图表。

图4是例示制冷效率与压力比之间的关系的图表。

图中：10-低温泵，12-制冷机，14-第1冷却台，16-第2冷却台，32-第1低温板，34-第2低温板，50-压缩机单元，52-压缩机主体，55-压缩机逆变器，100-低温泵系统，110-控制装置，112-CP控制器，114-压缩机控制器。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在说明中，对相同的要件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，以下所述的构成为例示，对本发明的范围不做任何限定。

本发明的一种实施方式所涉及的低温泵系统具备：具有二级式制冷机的低温泵，及用于向制冷机供给高压工作气体的压缩机。制冷机例如构成为如下：通过控制运行频率能够调整冷却做功Q。压缩机例如构成为如下：通过控制运行频率能够调整压缩做功W。

本发明者考虑到工作气体为实际存在的气体，对本系统进行了理论性分析，从而发现在制冷机的低温段温度区域，当压缩机以某一压力比运行时，制冷机的效率(以下称作制冷效率)ε成为最大。制冷机的效率ε表示为ε＝Q/W。该最佳压力比如后述那样，例如在大约1.6～大约2.5的范围之内。因此，通过以该范围内的压缩比运行压缩机，能够降低系统的耗电量。

另一方面，一种典型的低温泵系统的设计思想重视制冷机的冷却做功Q，例如系统设计为冷却做功Q最大。其结果，通常压缩机的运行压力比例如为大约2.6以上，偏离上述最佳范围。

在一种实施方式中，压缩机的最低运行频率根据压缩机的规格而定。当压缩机以该最低运行频率运行时，与其对应的最低工作气体流量从压缩机供给至制冷机。当在制冷机侧所使用的工作气体的流量小于该最低流量时，从压缩机供给至制冷机的工作气体过量。此时压缩机消耗额外的电量。