專利名稱：便攜式雙壓縮機制冷系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種針對個體降溫的制冷系統，特別是便攜式雙壓縮機制冷系統。
背景技術：
隨著現代科技的發展、工業水平的提高以及生活水平的提升，對冷水的應用需求是日益增長，諸多需要冷水的場合越來越多，例如儀器恒溫保持、設備加工冷卻、個體熱環境防護、局部微環境冷卻等等。如各類移動設備以及戶外使用的高發熱量電子設備，由于結構緊湊且考慮移動便攜等原因，其散熱的能力相當有限，若在高溫環境下工作超過一定時長，將會嚴重縮短其使用壽命。例如便攜式攝像機若遭遇高溫環境，且連續工作時間超過兩小時，攝像機就可能因為過熱而不能穩定運行。目前，本申請人針對各類移動設備和戶外使用的高發熱量電子設備已研發出專用降溫裝置，以通過其外部的微型冷水機，不間斷提供給包裹在該設備表面的降溫罩冷水，以徹底解決該設備在高溫環境下散熱不良的問題。但是，若現場同時有兩臺或以上的攝像機或是還有其他的設備需要冷卻，由于目前的微型冷水機制冷量有限，需要給每臺設備單獨配備一臺冷水機。如果現場設備較多，多臺冷水機和各個連接管路將會使現場變得復雜和混亂，給設備的安裝和維護帶來大量的不便。若采用小型的冷水機組，這樣制冷量能夠滿足要求，但是系統的便攜性以及現場的噪聲將難以滿足。如果能夠擁有一臺制冷量足夠且滿足移動便攜需求的冷水機，毫無疑問，這將給現場的工作帶來足夠的便利。又如針對個體的熱防護裝備，如第89218510. 4號專利的管式液冷防暑降溫背心， 是由外置的制冷箱與設置在衣服上的液冷管道連接，管道內置循環流動的冷卻液體；利用冰的融解熱作為熱沉，以微型電動循環泵驅使液體經過熱交換器帶走人體的熱量，實現在高溫環境中減輕人體的熱應激。但是，其外置制冷箱體積較大，同時采用冰的融解熱作為熱沉，難以持續工作，需要不定期更換，因此外置制冷箱嚴重制約著系統的工作能力。若采用外置的微型冷水機，便可解決這個問題并且提供足夠的制冷量，這正是目前微氣候系統所完成的任務。但是，一旦涉及到多名人員的集體降溫，這可能需要給每一個乘員配備一臺微型冷水機，無疑增加了許多的麻煩；若能采用擁有較大制冷量的冷水機實現“一拖多”，即一套制冷系統同時供給多套降溫背心冷水，這便可集中使用于各類機組成員集體的熱環境防護場所。再如移動降溫座椅，和降溫背心一樣，使用外置的微型冷水機提供整個座椅的冷源和動力，可以應用于移動救護或沙灘休閑等。但是限于制冷量不足，每一臺移動降溫座椅，需要單獨配備一臺微型冷水機；如果同時救護多人或是多人集體降溫，若每一個人單獨配備一臺冷水機，無疑是增加了設備的成本和操作的復雜性，給使用者帶來諸多不便。若能采用擁有較大制冷量的微型冷水機實現“一拖多”，即一套制冷系統同時供給多套降溫座椅冷水，這便給現場工作帶來極大的簡化。[0008]諸如此類需要較大制冷量、同時要求便攜移動的制冷設備，其需求是與日俱增。然而，目前實際的情況是若制冷量需求較大，可以采用小型的冷水機組，但是其便攜性和噪聲難以達到要求；若是采用微型冷水機，則其制冷量難以同時滿足多人需求。因此，有必要進一步研發一種具有更大制冷量且便攜移動的制冷系統。
發明內容本實用新型目的在于解決現有的移動制冷設備存在的要么制冷量不足，要么便攜移動能力不足、或者不能快速投入使用以及不能長時間工作的問題，而提供一種啟動快速、 溫度可控且制冷量較大工作時間較長的便攜式雙壓縮機制冷系統，以適應各類要求移動便攜且制冷量大的場所所需的冷源。上述的便攜式雙壓縮機制冷裝置，包括殼體、第一制冷組件、第二制冷組件、水箱系統以及裝設在所述殼體的電池組件、電源模塊和控制系統；所述殼體具有安裝有水蓋的上殼、裝配有底板的底殼、設在所述殼體殼壁的散熱孔組、風扇以及進水接頭和出水接頭； 所述散熱孔組與風扇分別位于殼體的相對側的殼壁；所述的第一制冷組件和第二制冷組件為相同結構，裝配在所述殼體底板，均由壓縮機、冷凝器、過濾器、電子膨脹閥和蒸發器通過連接管依次密封連接，形成循環回路，制冷劑在其中循環流動，實現制冷循環；所述水箱系統包括水箱以及安裝在水箱的下部側面的內循環水泵和外循環水泵；所述內循環水泵分別連接所述的第一制冷組件蒸發器和第二制冷組件蒸發器，所述兩個蒸發器分別連接所述水箱；所述外循環水泵連接所述殼體的出水接頭，所述殼體的進水接頭連接所述水箱。所述的壓縮機通過第一連接管路連接冷凝器；所述的冷凝器位于壓縮機的外側通過第二連接管路連接過濾器；所述的過濾器通過第三連接管路連接電子膨脹閥；所述電子膨脹閥通過第四連接管路連接蒸發器；所述蒸發器通過第五連接管路與所述壓縮機密封連接。所述的第三連接管路和第五連接管路分別設有回熱管。所述的第一制冷組件和第二制冷組件并列裝設在所述殼體的底板。所述的第一制冷組件和第二制冷組件上下布置，通過支架裝配連接并固定在所述殼體底板；所述殼體的散熱孔組和風扇具有兩組，分別與所述的第一制冷組件冷凝器和第二制冷組件冷凝器相匹配。所述上殼的上端面安裝有提手和水蓋，下端面安裝有電池安裝箱。所述水箱系統設有溫度傳感器。所述電池組件包括電池和電池盒；所述電池盒具有上蓋、裝設在上蓋的提手、墊板和裝設在墊板的插頭與插座。所述控制系統為微電腦控制系統，包括裝配在所述上殼的主控板、驅動板、控制按鈕和人機交互面板；所述主控板控制整個系統的運行，所述驅動板驅動壓縮機的電機按一定的轉速運行，該轉速的大小由主控板所發出的(T5V電壓信號按比例決定。本實用新型通過在系統中使用雙壓縮機微型制冷系統，實現了便攜移動和制冷量要求兼顧的目標，能夠廣泛的應用于需要較大的制冷量，而且需要保持系統的移動便攜性能的場合，發揮巨大的作用。主要可以用于高溫環境或高的熱環境防護要求下，提供各類移動設備散熱聯合使用所需的冷源，各類戰車、戰機、艦船乘員集體熱防護所用的冷源，以及各類要求移動便攜且制冷量大的場所所需的冷源。
圖1是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統結構示意圖。圖2是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的殼體的局部結構示意圖。圖3是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的殼體的另一局部結構示意圖。圖4是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的制冷組件裝配結構示意圖。圖5是圖4的正視圖。圖6是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的上層制冷組件結構示意圖。圖7是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的下層制冷組件結構示意圖。圖8是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的水箱組件結構示意圖。圖9是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的電池組件結構示意圖。圖10是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的電源模塊裝配結構示意圖。圖11和圖12是本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統的控制系統裝配結構示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖12所示，本實用新型的便攜式雙壓縮機制冷系統由殼體1、第一制冷組件2、第二制冷組件3、水箱系統5、電池組件6、電源模塊7、控制系統8等組成。下面以第一制冷組件1和第二制冷組件2采用上下疊加的裝配方式為例進行描述。如圖1、圖2、圖3所示，殼體1具有上殼11、底殼12、散熱孔組13及裝設在殼體1 殼壁的風扇14和進出水接頭組件15 ；上殼11的上端面安裝有提手111、水蓋112，下端面安裝有電池安裝箱113 ；底殼12裝配有底板121，用于裝配固定第一制冷組件2、第二制冷組件3和水箱系統5 ；散熱孔組13開設在殼體1的一側殼壁上，具有上下布設的兩組，包括第一散熱孔組131和第二散熱孔組132 ；風扇14裝配在殼體1上與散熱孔組13相對側的殼壁內側，包括上下布設的第一風扇141和第二風扇143 ；該殼壁外側與第一風扇141和第二風扇143相對應的位置分別裝設有第一保護網142和第二保護網144 ；進出水接頭組件15裝設在殼體1的其他殼壁，具有進水接頭151和出水接頭152。第一制冷組件2和第二制冷組件3是標準的蒸汽壓縮制冷循環組件，具有相同的結構，同樣包括通過管路連接的壓縮機、冷凝器、過濾器、電子膨脹閥和蒸發器。如圖4到圖 7所示，第一制冷組件2和第二制冷組件3通過支架4裝配固定在外殼1的底殼底板121 上。下面主要以第一制冷組件2為例予以說明。第一制冷組件2裝配在支架4的上部，第一制冷組件的壓縮機21、冷凝器22、過濾器23、電子膨脹閥M和蒸發器25之間依次通過管路密封連接，形成循環回路，制冷劑在其中循環流動，實現制冷循環；其中壓縮機21、冷凝器22、過濾器23及蒸發器25均通過支架 4裝配固定，管路上設有冷媒加注管沈，其斷口為銅針閥，使用銅針閥與外部充注機密封連接，充注完成后，斷開連接。[0039]壓縮機21為24V直流滾動轉子式壓縮機，電機是永磁無刷直流電機，其轉速在 1000rpnT6500rpm之間可連續調節，通過驅動板82驅動壓縮機的電機旋轉；通過第一連接管路211連接冷凝器22;冷凝器22為平行流式冷凝器，位于壓縮機21的外側，入口端通過第一連接管路 211與壓縮機21密封連接，出口端通過第二連接管路221連接過濾器23入口端，外側與殼體1的第一散熱孔組131相匹配；過濾器23出口端通過第三連接管路231連接電子膨脹閥M入口端，第三連接管路231上設有回熱管232，并與回熱管232的內管連通；電子膨脹閥M的出口端通過第四連接管路241連接蒸發器25的入口，通過精確調節制冷劑的流量，實現制冷溫度控制；蒸發器25為板式換熱器，用于對冷卻用水進行冷卻，其出口通過第五連接管路 251與壓縮機21密封連接；第五連接管路251中部連接回熱管232的外管并與之相通。同理，第二制冷組件3裝配在支架4的下部，其壓縮機31、冷凝器32、過濾器33、電子膨脹閥34和蒸發器35之間依次通過第二制冷組件3的第一連接管路311、第二連接管路 321、第三連接管路331、第四連接管路341和第五連接管路351密封連接，形成循環回路，制冷劑在其中循環流動，實現制冷循環。該第二制冷組件3的第三連接管路和第五連接管路上也設有回熱管。第二制冷組件2裝配在支架4的上部，其壓縮機31、冷凝器32、過濾器33 及蒸發器35均裝配固定在支架4。冷凝器32外側與殼體1的第二散熱孔組132相匹配。如圖1和圖8所示，水箱系統5包括水箱51、內循環水泵52、外循環水泵53和連接管路等；水箱51用于容納循環水，具有保溫外殼和水箱蓋511，頂部有注水口 512，進水口設有第一、第二兩個進水接頭(圖未示)；內循環水泵52和外循環水泵53安裝在水箱51的下部側面；其中內循環水泵52 用于吸取水箱51內的水，通過第一三通接頭521分別供給第一制冷組件2和第二制冷組件 3中的蒸發器25、35，蒸發器25、35的出水則通過第二三通接頭513連接第一進水接頭回到水箱51 ；外循環水泵53用于吸取水箱51內的水，通過出水接頭152供給外部用水，外部用水使用后，通過進水接頭151和連接管路進入第二進水接頭回到水箱51，實現水的循環利用；其中，第一進水接頭用于回收來自第一制冷組件2和第二制冷組件3中的蒸發器 25,35的出水，第二進水接頭用于通過進出水接頭組件131的進水口回收外部用水；第一進水接頭和第二進水接頭為快擰接頭；為實現溫度控制，及時檢測循環水溫度，水箱系統5增設溫度傳感器M，用于檢測水箱51內部水的溫度。如圖1和圖9所示，電池組件6包括電池61和電池盒62。電池61是DC24V20AH 的磷酸鐵鋰電池；電池盒62具有上蓋621、裝設在上蓋621的提手622、墊板623和裝設在墊板623的插頭擬4與插座625。插頭擬4為三芯航空插頭，用于供給電池充電。插座625 為三芯電源插座，用于系統用電。提手622以方便安裝和卸載電池組件6。如圖1和圖10所示，電源模塊7裝設在殼體1的內側，包括20A開關電源71、三檔開關72、三芯電源插座73、PCB端子接線板74和PCB端子固定板75等。20A開關電源71用于將外部交流電轉化為壓縮機、風扇、控制系統等需要的MV直流電；三檔開關72共有AC、DC、OFF三檔，用于控制系統8的供電與否與供電方式的選擇； 三芯電源插座73用于接通外部交流電；PCB端子接線板74用于連接控制系統8和壓縮機、 風扇、傳感器等；PCB端子固定板75用于固定PCB端子接線板74。如圖1、圖11和圖12所示，控制系統8為微電腦控制系統，包括裝配在上殼11的主控板81、驅動板82、控制按鈕83和人機交互面板84。主控板81控制整個系統的運行，包括第一、第二制冷組件的壓縮機21/31、第一、第二風扇144/146、內循環水泵52、外循環水泵53的啟停控制，以及第一、第二制冷組件的電子膨脹閥25、35的開關動作控制，并根據人工設定的系統參數和水溫的變化，實時調整向驅動板82發出的電壓控制信號的大小，使壓縮機21、31作變轉速運行，并具有必備的保護功能，維持整個系統安全穩定運行；驅動板82 驅動壓縮機的電機按一定的轉速運行，該轉速的大小由主控板81所發出的(T5V電壓信號按比例決定；控制按鈕83用于人工設定系統參數；人機交互面板84用于人機信息交換。該雙壓縮機制冷系統的第一制冷組件2和第二制冷組件3也可以并列布設在殼體 1的底板121，外殼1及其散熱孔組13和通孔14亦與之相匹配。整個制冷系統制冷及工作原理第一制冷組件2的壓縮機21、冷凝器22、過濾器23、電子膨脹閥對、蒸發器25與連接管路、充注在管路中的冷媒構成第一制冷系統，第二制冷組件3的壓縮機31、冷凝器32、 過濾器33、電子膨脹閥34、蒸發器35與連接管路、充注在管路中的冷媒構成第二制冷系統。 其制冷原理如下通過蒸發器25 (35)中的冷媒蒸發產生制冷效應，冷卻蒸發器25 (35)的水，并由內循環水泵52提供動力實現水蒸發器25 (35)的流動，以維持系統正常工作。冷媒可采用任一種環保型制冷劑，在實施例中是冷媒。第一制冷系統中制冷劑的流向為壓縮機21—冷凝器22—過濾器23 —電子膨脹閥M —蒸發器25 —壓縮機21。制冷劑依次流經各部件，構成閉合回路，各部件之間采用銅管釬焊連接，即連接管均為銅管。第二制冷系統亦然。該制冷系統的工作原理是制冷劑氣體被壓縮機21 (31)壓縮，變成高溫高壓的氣體，進入冷凝器22 (32)。在冷凝器22 (32)中，由于高溫高壓氣體的溫度高于從第一風扇144 (第二風扇146)送來的環境空氣的溫度，因此向環境空氣散熱而冷凝成為制冷劑液體。在冷凝器22 (32)的出口，制冷劑氣體已完全變為液體。此制冷劑液體進入過濾器23 (33)，以濾去其中可能包含的雜質及去除水分。然后制冷劑液體進入電子膨脹閥對(34)，壓力迅速降低，一部分液體散發出來，變成低壓低溫的氣液混合物。此氣液混合物流入蒸發器 25 (35)，其中的液體繼續蒸發，溫度進一步降低。在蒸發過程中，不斷吸收蒸發器25 (35) 另一側流道中水的熱量，使水的溫度降低，即產生制冷效應。至蒸發器25 (35)的出口，制冷劑液體已全部蒸發完畢，變成過熱蒸汽。此過熱蒸汽又被壓縮機21 (31)吸入而進行壓縮，如此循環往復，而源源不斷地產生冷量。第一風扇144和第二風扇146用于冷凝器22、32的強制對流散熱，也用于帶走壓縮機21、31和控制系統8等的熱量。該制冷系統中所使用的壓縮機均是可變轉速的直流24V轉子式壓縮機，該壓縮機由無刷直流電機驅動，可以使用電源模塊將交流電轉換得到的直流電、車載M伏電壓或24伏可充式鋰電池。根據使用電源，本制冷系統的工作時間不同，若是使用交流電源或是使用車載電源無時間限制；使用可充式鋰電池，可工作3-6小時，通過更換電池可實現持續制冷。該最高工作溫度均為55°C ；降溫溫度范圍為從0°C到環境溫度；體積尺寸為 416mm χ 447mm χ 219mm ；工作電流3Α_18Α ；交流工作電壓為220-240V，直流工作電壓為 20V-28V。該便攜式雙壓縮機制冷系統實現了便攜移動和制冷量要求兼顧的目標，能夠廣泛的應用于需要較大的制冷量、同時需要保持系統的移動便攜性能的場合，可以廣泛用于移動電子設備的冷卻、熱環境惡劣的機組成員的集體熱防護等領域，并將在未來制冷的應用中發揮越來越大的作用。以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，非因此局限本實用新型的保護范圍，故舉凡運用本實用新型說明書及圖示內容所為的等效技術變化，均包含于本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述系統包括殼體、第一制冷組件、第二制冷組件、水箱系統以及裝設在所述殼體的電池組件、電源模塊和控制系統；所述殼體具有安裝有水蓋的上殼、裝配有底板的底殼、設在所述殼體殼壁的散熱孔組、 風扇以及進水接頭和出水接頭；所述散熱孔組與風扇分別位于殼體的相對側的殼壁；所述的第一制冷組件和第二制冷組件為相同結構，裝配在所述殼體底板，均由壓縮機、 冷凝器、過濾器、電子膨脹閥和蒸發器通過連接管依次密封連接，形成循環回路，制冷劑在其中循環流動，實現制冷循環；所述水箱系統包括水箱以及安裝在水箱的下部側面的內循環水泵和外循環水泵；所述內循環水泵分別連接所述的第一制冷組件蒸發器和第二制冷組件蒸發器，所述兩個蒸發器分別連接所述水箱；所述外循環水泵連接所述殼體的出水接頭，所述殼體的進水接頭連接所述水箱。
2.如權利要求1所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述的壓縮機通過第一連接管路連接冷凝器；所述的冷凝器位于壓縮機的外側通過第二連接管路連接過濾器； 所述的過濾器通過第三連接管路連接電子膨脹閥；所述電子膨脹閥通過第四連接管路連接蒸發器；所述蒸發器通過第五連接管路與所述壓縮機密封連接。
3.如權利要求2所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述的第三連接管路和第五連接管路分別設有回熱管。
4.如權利要求1所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述的第一制冷組件和第二制冷組件并列裝設在所述殼體的底板。
5.如權利要求1所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述的第一制冷組件和第二制冷組件上下布置，通過支架裝配連接并固定在所述殼體底板。
6.如權利要求5所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述殼體的散熱孔組和風扇具有兩組，分別與所述的第一制冷組件冷凝器和第二制冷組件冷凝器相匹配。
7.如權利要求1所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述上殼的上端面安裝有提手和水蓋，下端面安裝有電池安裝箱。
8.如權利要求1所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述水箱系統設有溫度傳感器。
9.如權利要求1所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述電池組件包括電池和電池盒；所述電池盒具有上蓋、裝設在上蓋的提手、墊板和裝設在墊板的插頭與插座。
10.如權利要求1所述的便攜式雙壓縮機制冷系統，其特征在于所述控制系統為微電腦控制系統，包括裝配在所述上殼的主控板、驅動板、控制按鈕和人機交互面板；所述主控板控制整個系統的運行，所述驅動板驅動壓縮機的電機按一定的轉速運行，該轉速的大小由主控板所發出的(T5V電壓信號按比例決定。
專利摘要本實用新型涉及一種新型蒸汽壓縮制冷系統，該制冷系統由雙壓縮機制冷裝置、控制系統、水箱、電池組件、電源模塊等組成。其中，雙壓縮機制冷裝置由上層制冷組件和下層制冷組件組成，各個制冷組件均實現一個標準的蒸汽壓縮制冷循環，包括壓縮機、冷凝器、過濾器、電子膨脹閥和蒸發器，而制冷劑在其中循環流動，實現制冷循環，通過蒸發器產生冷水，能夠廣泛的用于需要冷水的各種場合，從而實現制冷目的。本實用新型使用兩套微型壓縮制冷裝置，實現了制冷量大、制冷速度快的特點，同時保持了便攜移動的特點，能夠有效的應用于各類制冷載荷需求大、要求便攜移動的場合。
文檔編號F25B49/02GK202024529SQ20112001132
公開日2011年11月2日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者何小紅, 孫正軍, 徐劍, 楊宇飛, 洪銘 申請人:深圳市航宇德升科技有限公司