應(yīng)用于高端裝備冷卻用超精密水溫控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于高端裝備的精密環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種為高端裝備提供精密環(huán)境控制的適應(yīng)于全年無(wú)障礙運(yùn)行的制冷空調(diào)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在精密測(cè)量?jī)x器與先進(jìn)加工裝備中，尤其是以計(jì)量型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、高端數(shù)控機(jī)床、步進(jìn)掃描光刻機(jī)等微電子裝備為代表的高端與尖端裝備中，以高精度恒溫循環(huán)水冷、恒溫氣浴為典型技術(shù)特征的精密環(huán)境控制技術(shù)是核心關(guān)鍵技術(shù)，主要作用體現(xiàn)在:冷卻高端加工裝備的電機(jī)，消除熱污染和重要零部件的熱變形，保證測(cè)量與加工精度；對(duì)核心零部件及核心精密敏感區(qū)域進(jìn)行氣浴冷卻，形成穩(wěn)定均勻流場(chǎng)與溫度場(chǎng)，帶走設(shè)備內(nèi)部局部空間的殘余熱量，進(jìn)一步保證測(cè)量與加工精度。目前，高端與尖端裝備制造業(yè)對(duì)精密環(huán)境控制技術(shù)提出了很高的精度要求，恒溫循環(huán)冷卻水的長(zhǎng)期溫度穩(wěn)定性要求達(dá)到0.0re。在未來(lái)，由于裝備精度的進(jìn)一步提高，上述精度要求還會(huì)向更高的溫度穩(wěn)定性發(fā)展。
[0003]在精密環(huán)境控制相關(guān)的產(chǎn)品方面，由于國(guó)內(nèi)對(duì)精密環(huán)境控制技術(shù)的研宄起步較晚，水平較低，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)高端數(shù)控機(jī)床等配置的均為進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格非常昂貴。同時(shí)，高端測(cè)量?jī)x器、數(shù)控機(jī)床、半導(dǎo)體集成電路、半導(dǎo)體照明(LED)等新興技術(shù)領(lǐng)域又對(duì)精密環(huán)境控制技術(shù)及成套設(shè)備均具有廣泛的市場(chǎng)需求。目前，精密環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)研宄及成套設(shè)備的研制，尚有一些核心技術(shù)問(wèn)題需要解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于高端裝備冷卻用超精密水溫控制裝置，為精密環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)的研宄和成套裝備的研制，提供有力的技術(shù)支撐。
[0005]本實(shí)用新型，主要由三大部分構(gòu)成:壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)(A)、中間環(huán)路換熱系統(tǒng)(B)和半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)(C)。壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)通過(guò)板式換熱器與中間環(huán)路換熱系統(tǒng)連接，壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)提供的冷水通過(guò)中間環(huán)路換熱系統(tǒng)為半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)中的半導(dǎo)體制冷模塊(19)散熱冷卻。通過(guò)中間環(huán)路換熱系統(tǒng)，將壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)與半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合，采用層層疊進(jìn)的控制方式，既能提供三種溫度控制精度等級(jí)的冷凍水，又能保證半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)全年無(wú)障礙穩(wěn)定運(yùn)行。
[0006]本實(shí)用新型，所述壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)包括:變頻壓縮機(jī)、定頻壓縮機(jī)、油分離器、室外機(jī)、變頻器、儲(chǔ)液器、干燥過(guò)濾器、電磁閥、電子膨脹閥、氣液分離器、熱力膨脹閥和板式換熱器。壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)是由一套變頻壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)和一套定頻壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)構(gòu)成，此系統(tǒng)是為整個(gè)溫度控制裝備系統(tǒng)提供初級(jí)精度的冷水，溫度控制精度為±0.5°C的冷凍水。采用變頻壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)與定頻壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)并聯(lián)配合應(yīng)用，可經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)0-100%的制冷容量調(diào)節(jié)。同時(shí)，利用冷凝風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)和冷凝壓力控制裝置，可實(shí)現(xiàn)全年制冷運(yùn)行，保證整個(gè)控制裝備實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙運(yùn)行。
[0007]本實(shí)用新型，所述中間環(huán)路換熱系統(tǒng)包括:板式換熱器、定頻水泵、三通調(diào)節(jié)閥、電加熱器、定壓罐、補(bǔ)水閥和Y型過(guò)濾器。中間環(huán)路換熱系統(tǒng)是通過(guò)高精度的三通流量調(diào)節(jié)閥和可控硅PID微調(diào)節(jié)的電加熱器，將壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)提供的精度為±0.5°C的冷凍水，經(jīng)板式換熱器換熱，調(diào)節(jié)成次級(jí)精度的冷水，次級(jí)控制精度為±0.1°C，作為下一調(diào)節(jié)系統(tǒng)半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的冷卻水。
[0008]本實(shí)用新型，所述半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)包括:半導(dǎo)體制冷模塊、冷卻水集水器、冷凍水集水器、冷卻水分水器、冷凍水分水器、管道加熱器、變頻水泵、單向閥、壓差調(diào)節(jié)閥等。半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)是利用中間環(huán)路換熱系統(tǒng)提供的高精度的冷卻水冷卻半導(dǎo)體散熱端，通過(guò)半導(dǎo)體制冷模塊、可控硅PID微調(diào)節(jié)的電加熱器以及變頻水泵調(diào)節(jié)，從而制出更高精度的冷凍水，最終的控制精度為±0.01°C，作為用戶端冷卻使用。其中，半導(dǎo)體制冷模塊分三級(jí)控制，每級(jí)的半導(dǎo)體制冷模塊由單個(gè)制冷片通過(guò)串并聯(lián)結(jié)合的方式連接，通過(guò)內(nèi)置換熱銅管的散熱鋁塊將制冷片的冷熱端連接，連接端采用絕熱棉隔開，熱端的熱量通過(guò)鋁塊內(nèi)置換熱銅管內(nèi)的冷卻水帶走，冷端的冷量通過(guò)鋁塊內(nèi)置換熱銅管內(nèi)的冷凍水帶走。系統(tǒng)采用半導(dǎo)體制冷模塊分級(jí)設(shè)置，輔助于PWM調(diào)節(jié)技術(shù)，將半導(dǎo)體制冷量達(dá)到幾十瓦級(jí)甚至是幾瓦級(jí)的調(diào)節(jié)精度，并結(jié)合可控硅PID微調(diào)節(jié)的電加熱器，進(jìn)而達(dá)到控制精度為±0.0re的冷凍水溫。
[0009]本實(shí)用新型，應(yīng)用于高端裝備的超精密溫度控制裝置，具有如下特點(diǎn):
[0010](I)通過(guò)中間環(huán)路換熱系統(tǒng)，將壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)與半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，既解決了壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)控制精度受限的弊端，又解決了半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)穩(wěn)定散熱要求，從而實(shí)現(xiàn)為高端裝備提供超高精度冷卻水的需求。
[0011](2)采用一套完整的設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)，同時(shí)提供三種控制精度級(jí)別的冷凍水溫需求，方便用戶選擇使用。
[0012](3)壓縮機(jī)變頻技術(shù)、風(fēng)機(jī)/水泵變頻技術(shù)、PWM半導(dǎo)體調(diào)節(jié)技術(shù)以及可控硅PID電加熱調(diào)節(jié)技術(shù)有機(jī)融合，使得高端裝備的超精密溫度控制裝置既能實(shí)現(xiàn)超精密水溫控制，又能達(dá)到全年無(wú)障礙穩(wěn)定運(yùn)行的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。
[0014]圖中，1-變頻壓縮機(jī)；2_定頻壓縮機(jī)；3_油分離器；4_室外機(jī)；5_變頻器；6_儲(chǔ)液器；7_干燥過(guò)濾器；8_電磁閥；9_電子膨脹閥；10_氣液分離器；11_熱力膨脹閥；12_板式換熱器；13_定頻水泵；14_三通調(diào)節(jié)閥；15_電加熱器；16_定壓罐；17_補(bǔ)水閥；18_Y型過(guò)濾器；19_半導(dǎo)體制冷模塊；20_冷卻水集水器；21_冷凍水集水器；22_冷卻水分水器；23-冷凍水分水器；24_管道加熱器；25_變頻水泵；26_單向閥；27_壓差調(diào)節(jié)閥；Α_壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)；Β_中間環(huán)路換熱系統(tǒng)；C-半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)；D1-用戶用水；D2-用戶回水。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1，一種應(yīng)用于高端裝備冷卻用超精密水溫控制裝置，由依次連接的壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)A、中間環(huán)路換熱系統(tǒng)B和半導(dǎo)體制冷系