chiller:低温制冷机的应用案例指南

发布时间:2025年07月11日    阅读次数:12 次

普泰克(上海)制冷设备技术有限公司作为国内低温制冷领域的创新企业,其 chiller 与低温制冷机在工业、科研及前沿科技领域形成了多维度应用体系。以下结合其核心技术与典型场景,提供系统化的应用案例指南:

一、半导体与电子制造:高精度温控的核心支撑

1. 晶圆测试载冷台精准控温
普泰克 PTLQ 系列气体制冷机通过直接气体冷却技术,为晶圆测试载冷台提供 – 80℃至 200℃宽温域控制,控温精度达 ±0.1℃。该方案替代传统液冷方式,避免冷却液泄漏风险,已应用于中芯国际 14nm 芯片测试线,使测试一致性提升 25%,良率提高 8%。其智能温控系统支持手机 APP 远程监控,可实时调整流量与压力参数,适应不同芯片测试需求。

 

2. 超低温半导体封装
PT 系列超低温制冷机采用双级复叠技术,实现 – 150℃深冷环境,用于半导体封装过程中的低温键合工艺。在华为海思 5G 芯片封装线中,设备通过全密闭循环系统杜绝介质氧化,配合自润滑磁耦合循环泵,使导热液体使用寿命延长 3 倍,维护成本降低 50%。其自适应 PID 控制算法可快速响应工艺放热,温度波动控制在 ±0.5℃以内,保障焊点质量稳定性。

二、生物制药与医疗:低温环境的生命保障

1. 疫苗冻干精准温控
PTHC 系列高低温一体机在科兴中维新冠疫苗冻干环节,实现 – 40℃至 250℃动态温度控制。设备通过板式换热器与管道式加热模块的协同作用,在冻干升华阶段将搁板温度波动控制在 ±0.3℃,确保疫苗晶型结构完整,生物活性保留率提升至 98% 以上。其 GMP 合规设计(如 316L 不锈钢材质、在线清洗功能)满足无菌生产要求,已通过欧盟 QP 认证。

 

2. 生物样本智能化存储
PTLD 系列低温冷冻机采用单机自复叠技术,在 – 150℃超低温环境下实现生物样本长期保存。上海某 “生物银行” 部署的设备通过相变导冷技术,无需液氮即可维持样本低温,断电后仍可保冷 10 天以上。其手机 APP 远程监控功能可实时预警温度异常,结合 7×24 小时应急响应服务,保障数万份干细胞样本的存储安全。

三、新能源与汽车制造:能效革新的低温方案

1. 动力电池动态温度模拟
普泰克冷却水循环系统在宁德时代电池包测试线中,模拟 – 35℃至 100℃的动态温度环境。设备通过变频技术与热回收设计,相比传统液氮制冷节省 70%-95% 能耗,运行噪音低于 80 分贝。在快充测试中,其 ±0.5℃的控温精度确保电池热失控测试数据的可靠性,助力 CTP3.0 麒麟电池研发周期缩短 18%。

 

2. 氢燃料电池耐腐控温
针对氢燃料电池电堆测试需求,普泰克定制开发耐氢氟酸腐蚀的介质循环系统。在潍柴动力燃料电池实验室中,设备通过高精度压力控制(±0.01MPa)与流量调节(0.5-5L/min),模拟 – 20℃至 85℃的动态工况,使电堆性能测试误差缩小至 ±2%。其防爆设计(正压型 Ex px IIB T4)满足氢气泄漏环境下的安全运行要求。

四、化工与环保:严苛工况的低温应用

1. VOCs 气体冷凝回收
PTZL 系列直冷型低温制冷机在万华化学 MDI 生产线上,将反应尾气中的苯系物冷却至 – 60℃,冷凝回收率达 99.2%。设备通过钛管蒸发器抗腐蚀设计与智能微电脑控制系统,在强酸碱环境下实现连续稳定运行,年减少 VOCs 排放超 500 吨。其模块化设计支持多台机组并联,处理气量可达 10000m³/h。

 

2. 高端金属表面处理
在中航工业某钛合金加工厂,普泰克双螺杆低温冷冻机组将硬质氧化池溶液稳定冷却至 – 6℃,满足 ±0.5℃的温控要求。设备通过智能算法动态调整压缩机频率,使能耗较传统机型降低 30%,氧化膜厚度均匀性提升 40%,助力某新型战机起落架寿命延长至 1.2 万小时。

五、航空航天与科研:极限环境的低温突破

1. 卫星载荷热沉试验
普泰克超低温制冷机在航天科技集团某卫星热控实验室中,为红外探测器提供 – 150℃低温环境。设备通过多重安全保护机制(过温报警、压力监测)与工业级元器件选型,保障连续运行 10000 小时无故障。其定制化以太网接口可无缝集成至卫星测试平台,实现温度曲线与探测器性能数据的同步采集。

 

2. 超导材料低温测试
在中科院物理所高温超导材料研究中,普泰克深冷机通过液氦预冷与 4.2K 稳态运行的全自动控制,为 Nb3Sn 超导带材测试提供稳定低温环境。设备氦气回收纯度达 99.999%,配合 DeltaV DCS 控制系统,使超导临界电流测试误差缩小至 ±1.5%,推动我国核聚变用超导磁体研发进程。

技术选型与实施策略

  1. 温域与介质适配
    • 超低温场景(-150℃)优先选择双级复叠制冷技术(如 PT 系列),中低温(-80℃至 200℃)可采用直冷型方案(如 PTLQ 系列)。
    • 腐蚀性介质(如氢氟酸)需定制 316L 不锈钢管路与氟橡胶密封件,高纯度工艺建议配置介质过滤系统。
  2. 能效优化路径
    • 采用变频压缩机与热回收技术,如新能源汽车测试场景中,设备通过冷凝热回收可满足实验室冬季供暖需求,综合能效比提升 40%。
    • 数据中心液冷方案可结合自然冷源(如湖水),使 PUE 降至 1.1 以下,较传统风冷节省 70% 能耗。
  3. 智能运维体系
    • 部署 ThingWorx 工业互联网平台实现设备远程监控,在中芯国际某晶圆厂,预测性维护系统使非计划停机时间减少 80%。
    • 关键工艺配置双冗余制冷模块(如华为某 5G 基站备用电源测试线),确保系统可靠性达 99.99%。
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