[发明专利]流体调温系统和制冷装置

说明书

实施方式的流体调温系统通过具备高温侧制冷机(100)、中温侧制冷机(200)以及低温侧制冷机(300)的多元式制冷装置对流体进行冷却。多元式制冷装置的中温侧制冷机(200)具有中温侧第一蒸发器(204)和中温侧第二蒸发器(224)。高温侧制冷机(100)的高温侧蒸发器(104)和中温侧制冷机(200)的中温侧冷凝器(202)构成第一级联冷凝器(CC1)。中温侧制冷机200的中温侧第二蒸发器(224)和低温侧制冷机(300)的低温侧冷凝器(302)构成第二级联冷凝器(CC2)。而且，借助流体流通装置流通的流体在被中温侧制冷机(200)的中温侧第一蒸发器(204)冷却之后，被低温侧制冷机(300)的低温侧蒸发器(304)冷却。

技术领域

本发明的实施方式涉及通过热泵式的制冷装置对流体进行冷却的流体调温系统和制冷装置。

背景技术

JP2014-97156A公开了三元制冷装置。

三元制冷装置具有高温侧制冷机、中温侧制冷机以及低温侧制冷机，该高温侧制冷机、该中温侧制冷机以及该低温侧制冷机分别具有压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，高温侧制冷机使高温侧制冷剂循环，中温侧制冷机使中温侧制冷剂循环，低温侧制冷机使低温侧制冷剂循环。而且，使高温侧制冷剂与中温侧制冷剂进行热交换的高中侧级联冷凝器(cascade condenser)由高温侧制冷机的蒸发器和中温侧制冷机的冷凝器构成，使中温侧制冷剂与低温侧制冷剂进行热交换的中低侧级联冷凝器由中温侧制冷机的蒸发器和低温侧制冷机的冷凝器构成。

这样的三元制冷装置能够通过低温侧制冷机的蒸发器将气体或液体冷却至极低温的温度区域，并通过冷却后的气体或液体将温度控制对象冷却至极低温的温度区域。温度控制对象可以是空间，也可以是特定的物体。

发明内容

发明要解决的课题

三元制冷装置为了将温度控制对象稳定地冷却至目标冷却温度，有时在各制冷机中需要高性能的压缩机。特别是对于低温侧制冷机的压缩机，除了高性能之外，还会产生需要用于确保针对极低温的低温侧制冷剂的耐久性能(耐冷性能)的特殊构造的情况。因此，有时装置整体的尺寸会过度大型化，或者因难以购入压缩机而导致制造成本增加或产生工期延期。

本发明是考虑上述情况而完成的，其目的在于提供能够容易并且稳定地实现将温度控制对象冷却至期望温度的流体调温系统和制冷装置。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式的流体调温系统，其具备：高温侧制冷机，其具有高温侧制冷回路，该高温侧制冷回路由高温侧压缩机、高温侧冷凝器、高温侧膨胀阀以及高温侧蒸发器按照该顺序以使高温侧制冷剂循环的方式连接而成；中温侧制冷机，其具有中温侧制冷回路并且具有级联用旁路回路，该中温侧制冷回路由中温侧压缩机、中温侧冷凝器、中温侧第一膨胀阀以及中温侧第一蒸发器按照该顺序以使中温侧制冷剂循环的方式连接而成，该级联用旁路回路包含分支流路、中温侧第二膨胀阀以及中温侧第二蒸发器，该分支流路从所述中温侧制冷回路的所述中温侧冷凝器的下游侧且所述中温侧第一膨胀阀的上游侧的部分分支，与所述中温侧第一蒸发器的下游侧且所述中温侧压缩机的上游侧的部分连接，使从所述中温侧制冷回路分支的所述中温侧制冷剂流通，该中温侧第二膨胀阀设置于所述分支流路，该中温侧第二蒸发器在所述分支流路中设置于比所述中温侧第二膨胀阀靠下游侧的位置；低温侧制冷机，其具有低温侧制冷回路，该低温侧制冷回路由低温侧压缩机、低温侧冷凝器、低温侧膨胀阀以及低温侧蒸发器按照该顺序以使低温侧制冷剂循环的方式连接而成；以及流体流通装置，其使流体流通，所述高温侧制冷机的所述高温侧蒸发器和所述中温侧制冷机的所述中温侧冷凝器构成第一级联冷凝器，该第一级联冷凝器能够进行所述高温侧制冷剂与所述中温侧制冷剂的热交换，所述中温侧制冷机的所述中温侧第二蒸发器和所述低温侧制冷机的所述低温侧冷凝器构成第二级联冷凝器，该第二级联冷凝器能够进行所述中温侧制冷剂与所述低温侧制冷剂的热交换。而且，在该流体调温系统中，借助所述流体流通装置而流通的流体在被所述中温侧制冷机的所述中温侧第一蒸发器冷却之后被所述低温侧制冷机的所述低温侧蒸发器冷却。