[发明专利]制冷装置及其温控方法

说明书

技术领域

本发明涉及制冷装置及利用制冷装置的温控方法，特别涉及应用于半导体刻蚀工艺的制冷装置及其温控方法。

背景技术

制冷作为温度控制设备必不可少的环节，其功能、性能的好坏直接决定着温度控制设备的温度控制范围、温度控制精度、响应速度、可靠性性能等，尤其在半导体刻蚀工艺中起着举足轻重的作用。

公开号为1380963A的中国专利公开了一种控制空调过热度的系统和方法。其通过位于蒸发器进出口的温度传感器采集的温度值之差计算出蒸发器的过热度值，并根据过热度设定值来控制电子膨胀阀的开度值。该过热度控制方法虽然在一定程度上提高了蒸发器的换热效率，但是忽略了由于蒸发器制冷剂管路压降引起的过热度修正值。此时本应该把电子膨胀阀的开度值开大使得过热度值降低，但采用专利1380963A描述的方法应该调小电子膨胀阀的开度，使得过热度值增大，以致压缩机吸气温度升高、效率降低，最终降低了制冷装置及温控方法的可靠性。

公开号为101587355A的中国专利公开了一种温度控制装置及其温度控制方法。该温度控制装置的制冷方式采用蒸汽压缩式制冷，通过位于压缩机吸气端的温度传感器采集的温度值和其预设温度值偏差来控制压缩机的占空比，并结合电子膨胀阀的开度值最终实现蒸发器出口温度的控制。图1示出了公开号为101587355A的中国专利中温度控制装置在半导体刻蚀工艺80度时温度控制装置对外部负载变化的响应时间曲线图。参照图1，虚线表示蒸发器载冷剂进口温度101，实线表示压缩机占空比102，该温度控制装置采用压缩机吸气端的温度值来控制压缩机制冷量的输出，对蒸发器出口的温度控制具有一定的滞后性、响应速度也较慢。同时在特定的刻蚀工艺条件下，电子膨胀阀开度为定值不随外部负载变化而调节，此时就相当于一般针阀，没有必要使用电子膨胀阀来时时调节阀的开度，这样就无形地增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制冷装置及其温控方法，以解决过热度值增大导致压缩机吸气温度升高的问题，以及蒸发器出口的温度控制具有滞后性和响应速度慢的问题。

本发明提供一种制冷装置，所述制冷装置包括：蒸发器、压缩机、电磁阀以及冷凝器，该蒸发器、压缩机以及冷凝器依次串接，该电磁阀与该压缩机连接，该制冷装置还包括控制单元、第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、电子膨胀阀、过热度控制器以及第三温度传感器，该第一温度传感器分别与该蒸发器的载冷剂侧出口以及用户负载连接，所述第一温度传感器测量负载进口温度，该第二温度传感器分别与该蒸发器的载冷剂侧进口以及用户负载连接，所述第二温度传感器测量负载出口温度，该压力传感器与该蒸发器的制冷剂侧出口连接；该第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器分别将测量值输入至该控制单元，该控制单元输出计算结果至该电磁阀，该电子膨胀阀与该蒸发器的制冷剂侧进口连接，该第三温度传感器与该蒸发器的制冷剂侧出口连接，并且该第三温度传感器与压力传感器分别连接至该过温度控制器，该过温度控制器连接至该电子膨胀阀，所述电子膨胀阀与所述蒸发器的制冷剂侧进口连接，所述第三温度传感器与所述蒸发器的制冷剂侧出口连接，并且所述第三温度传感器与所述压力传感器分别连接至所述过温度控制器，所述过温度控制器连接至所述电子膨胀阀。

本发明还提供一种利用该制冷装置进行温控的方法，该方法包括：该第一温度传感器测量的负载进口温度以及该第二温度传感器侧量的负载出口温度传输至该控制单元，该控制单元根据该负载进口温度、该负载出口温度以及载冷剂的物性参数和流量计算用户负载的热负载，该控制单元再根据算出的热负载、压缩机的性能参数以及制冷剂的物性参数计算该蒸发器制冷剂侧出口的制冷剂的压力目标值，所述压力目标值的确定与温度切换时所述压缩机吸气温度有关，必须保证所述吸气温度不超过阈值；压力传感器采集该蒸发器制冷剂侧出口的制冷剂的压力值，并将该压力值与压力目标值进行比较，如果该压力值与压力目标值相等，该压缩机通过压力值或者该压力目标值控制该制冷装置的温控精度，否则，该压缩机控制电磁阀占空比，使该蒸发器制冷剂侧出口的制冷剂的压力值达到该压力目标值，该压缩机通过压力目标值控制制冷装置的温控精度；