[发明专利]风冷型沉浸式冷冻装置及冷冻装置的控制方法

权利要求书

1.风冷型沉浸式冷冻装置，包括冷冻机组(32)、冷冻池系统(33)、基础底座(34)及控制系统(35)，所述冷冻机组(32)包括冷冻系统，所述冷冻系统包括冷冻压缩机(1a、1b)、冷冻冷凝器(3a)、过冷板换(5)的冷冻换热端(5a)、膨胀阀(7)、冷冻液管电磁阀(6)、冷冻气液分离器(9)、冷冻储液器(4)和冷冻油分离器(2)，其中所述膨胀阀(7)包括制冰膨胀阀(7a)和冷冻膨胀阀(7b)，所述液管电磁阀(6)包括制冰液管电磁阀(6a)和冷冻液管电磁阀(6b)，上述部件通过管路和阀门连接，并通过管路与冷冻池系统的冷冻池中的盘管蒸发器(8)连接，构成制冷循环；所述冷冻池系统(33)包括冷冻池、设置在冷冻池中的盘管式蒸发器(8)、搅拌器、电机、导流筒和静压板；所述基础底座(34)是平板式底座；所述控制系统(35)包括模式转换开关、温控器、温度传感器和液位控制器，温度传感器用线路与温控器相连，其特征在于所述冷冻机组(32)还包括复叠系统和过冷系统，所述复叠系统包括复叠压缩机(41)、复叠冷凝器(10)、复叠蒸发器(3b)、复叠气液分离器(12)和复叠毛细管(11)，上述部件通过管路和阀门连接，构成制冷循环；所述过冷系统包括过冷压缩机(31)、过冷冷凝器(13)、过冷板换(5)的过冷换热端(5b)和过冷膨胀阀(15)，上述部件通过管路和阀门连接，构成制冷循环；

所述冷冻系统的冷冻冷凝器(3a)管排与复叠系统的复叠蒸发器(3b)管排呈并联排列，两者管排端部共用一块管板，使冷冻系统的冷冻冷凝器(3a)与复叠系统的复叠蒸发器(3b)成为一体结构；所述过冷系统的过冷冷凝器(13)管排与复叠系统复叠冷凝器(10)管排呈上下垂直布置，过冷系统的过冷冷凝器(13)管排安装在复叠系统复叠冷凝器(10)管排上部，两者管排端部共用一块管板，使过冷系统的过冷冷凝器(13)与复叠系统的复叠冷凝器(10)成为一体结构；

所述过冷系统的过冷板换(5)的冷冻换热端(5a)的进口与冷冻储液器(4)的出口相连，冷冻换热端(5a)的出口与液管电磁阀(6)的进口相连接，即与制冰电磁阀(6a)和冷冻电磁阀(6b)并联连接的进口相连，过冷板换(5)的过冷换热端(5b)入口与过冷膨胀阀(15)出口连接，过冷换热端(5b)的出口与过冷压缩机(31)的吸气管相连接；

所述控制系统的模式转换开关是两位转换开关，两位转换开关的一位与控制系统的制冰模式温控器相连，另一位与控制系统的冷冻模式温控器相连；

所述控制系统的温控器包括复叠温控器(22)、过冷温控器(23)、制冰温控器(20)和冷冻温控器(21)，所述温度传感器包括冷凝器进风温度传感器(17)和冷冻池中冷却介质温度传感器(16)，冷凝器进风温度传感器(17)用信号线与复叠温控器(22)相连，冷冻池中冷却介质温度传感器(16)用信号线分别与制冰温控器(20)、冷冻温控器(21)和过冷温控器(23)相连接，复叠温控器(22)用线路与复叠压缩机(41)相连，制冰温控器(20)、冷冻温控器(21)和过冷温控器(23)分别用线路与冷冻压缩机(1a、1b)和过冷压缩机(31)相连；

所述冷冻机组(32)、冷冻池系统(33)及控制系统(35)置于基础底座(34)上。

2.根据权利要求1所述的风冷型沉浸式冷冻装置，其特征在于所述过冷系统的过冷板换(5)是板式换热器、闪蒸罐或套管换热器。

3.根据权利要求1所述的风冷型沉浸式冷冻装置，其特征在于所述冷冻压缩机(1a、1b)、复叠压缩机(41)和过冷压缩机(31)是往复式压缩机或者是旋转式压缩机。

4.根据权利要求3所述的风冷型沉浸式冷冻装置，其特征在于所述往复式压缩机或者是旋转式压缩机是定容量压缩机或者是变容量压缩机。

5.权利要求1所述的风冷型沉浸式冷冻装置的控制方法，其特征在于所述控制方法包括冷冻和制冰转换控制和复叠系统及过冷系统开停控制，所述冷冻和制冰转换控制是：用模式转换开关控制，具体控制方法如下：选定风冷型沉浸式冷冻装置的运行模式，将模式转换开关置于选定的模式档位，风冷型沉浸式冷冻装置即开始该模式下的运行，当选定冷冻模式时，冷冻液管电磁阀(6b)开启，制冰液管电磁阀(6a)关闭，制冷剂液体流经冷冻膨胀阀(7b)进入蒸发器(8)，当选定制冰模式时，制冰液管电磁阀(6a)开启，冷冻液管电磁阀(6b)关闭，冷冻系统制冷剂液体流经制冰节流阀(7a)进入蒸发器(8)，冷冻池中冷却介质温度传感器(16)监测冷却介质温度，将信号传递给制冰温控器(20)和冷冻温控器(21)，制冰温控器(20)和冷冻温控器(21)控制冷冻系统的开停；

所述复叠系统及过冷系统开停控制是：根据冷冻系统冷凝器进风温度控制复叠系统的开停，根据制冰池中冷却介质温度控制过冷系统的开停，具体控制方法如下：

冷凝器进风温度传感器(17)监测冷凝器进风温度，将温度信号用信号线传递给复叠温控器(22)，当冷凝器进风温度达到复叠温控器(22)的设定开启值时，复叠温控器(22)控制复叠压缩机(41)运转，复叠系统开启，这时，风冷型沉浸式冷冻装置除了正常运行外，复叠压缩机(41)运行，排气经过风冷冷凝器(10)冷凝，然后经过毛细管(11)进行节流，进入复叠蒸发器(3b)蒸发制冷，复叠蒸发器(3b)与冷冻冷凝器(3a)进行热交换，冷冻冷凝器(3a)被冷却，使冷冻系统冷凝温度降低，当冷凝器进风温度下降到复叠温控器(22)的关闭限值时，复叠温控器(22)控制复叠压缩机(41)停止运转，复叠系统停止运行；

冷冻池中冷却介质温度传感器(16)监测冷冻池中冷却介质温度，将信号传递给过冷温控器(23)，当冷冻池中冷却介质温度达到过冷温控器(23)的设定开启值时，过冷温控器(23)控制过冷压缩机(31)运转，过冷系统开启，这时，风冷型沉浸式冷冻装置除了正常运行外，过冷压缩机(31)运行，排气经过风冷冷凝器(13)冷凝，冷凝后的液体经过过冷液管电磁阀(14)，进入膨胀阀(15)节流，节流后的制冷剂进入过冷板换的过冷换热端(5b)蒸发，与冷冻系统的冷冻换热端(5a)的制冷剂液体进行换热，冷冻系统的冷冻换热器(5a)的制冷剂液体温度降低，过冷度增大；当冷冻池中冷却介质温度升高到过冷温控器(23)设定关闭值时，过冷温控器(23)控制过冷压缩机(31)停止运转，过冷系统停止运行。