半导体、医疗、激光制造温控解决方案-极测(南京)技术有限公司


发布时间:

2025-06-04

从±1℃到±0.001℃的跨越——毫K级温控革命:极测高精密水冷冷冻水机组如何定义行业新标杆。

一、行业核心痛点:当温度波动成为技术天花板

在高端制造与科研领域,温度控制的微小偏差正在扼杀技术突破

半导体光刻环节:极紫外(EUV)光刻机要求冷却水温度波动≤±0.001℃。传统机组±0.5℃的精度会导致光刻胶形变,造成纳米级线宽偏差,单次工艺损失超$50万。

冷冻电镜(Cryo-EM)成像:生物样本需在-180℃下维持±0.1℃稳定性。温度波动超过阈值会使冰晶破坏蛋白质结构,3D重建分辨率从3Å劣化至8Å,研究成果价值归零。

高功率激光加工:光纤激光器温度漂移>±0.02℃时,热透镜效应导致光束焦点偏移20μm,碳钢切割断面粗糙度增加300%,废品率飙升。

技术本质:传统水冷机组受限于PID控制滞后性、换热器结垢衰减、单点故障风险,无法满足超精密场景的“零容忍”需求。

 

 

二、极测技术架构:三位一体的毫K级控温堡垒

精密水冷冷冻水控温技术

采用自主研发高精度温度采集模块,准确测量实时的供水温度数值并传输给控制器,冷冻水阀无级调节、无级调节电加热器。采用PID算法和逐级控温专利技术,在运行过程中进行比例、积分、微分的计算并输出控制,使供水温度处于稳定状态。 

基于逆卡诺循环原理运作,通过消耗机械能(或电能)将热量从低温热源转移至高温热源,实现制冷效应。​ 

制冷剂依次流经蒸发器→压缩机→冷凝器→膨胀阀。​  

 

采用高精度温度传感器,实时监测冷冻水温度。​ 先进的 PID 控制算法,精准调节制冷量。 高精密逐级控温专利设计(发明专利号:2021108099890)​ 部分高端机组运用自适应模糊控制,提升复杂工况下控制精度。​ 温度控制精度可达 ±0.1℃ ~±0.001℃,确保温度稳定。 

 

板式换热器:高效紧凑,传热系数高、气密性好、占地面积小、易于清洗维护。 内部结构设计采用微通道;使内部流场优化,流体湍流程度提高;采用智能控制系统调节运行参数,降低能耗。 采用优质材料(铜、不锈钢),提升耐腐蚀性能与换热效率。 采用环保型冷媒R410 。

 

三、极测产品特性:高精度高稳定性,节能高效灵活定制

 

高精密控温专利技术(发明专利号:2021108099890) 出水温度控制精度最高可达 ±0.001℃; 控温高效,可实现分钟级快速控温稳定运行, 自主研发高精密温度采集器,实现温度精准测控; 适用于对温度敏感的高端制造与科研场景。

 

1. 稳定机制

 通过实时监测负载变化,动态调节压缩机频率、制冷剂流量及换热器换热效率,确保在设备启停、负载突变时温度快速恢复至设定值,避免因温度波动影响精密工艺(如半导体晶圆加工、光学元件制造)。

 2. 系统部件与结构的可靠性设计 

关键部件冗余配置:压缩机、水泵、控制器等核心部件采用冗余设计可实现双压缩机并联,当单一部件故障时,备用部件自动切入,维持系统连续运行,降低停机风险。 

结构抗震与抗干扰:机组底座配置减震弹簧或橡胶垫,减少振动对内部元件的影响;电气系统采用屏蔽线缆和抗干扰滤波装置,避免电磁干扰导致的控制失灵,适用于高精密实验室或工业环境。 

3. 智能监控与动态调节能力 

全流程实时监测:通过 PLC ,实时采集温度、压力、流量、功耗等参数,形成数据闭环反馈,当参数偏离阈值时自动触发调节(如增大冷却水流量、调整膨胀阀开度)。 

自适应负载调节:针对精密设备(如激光器、医疗仪器)的动态负载需求,机组可通过变频技术(如压缩机变频、风扇变频)平滑调整制冷量,避免因负载变化导致的系统震荡,确保输出稳定。  

4. 长效运行的抗衰减设计

换热器采用不锈钢纳米涂层材质,配合水质软化处理系统,减少水垢沉积和腐蚀,维持传热效率长期稳定(普通机组运行 1~2 年传热效率可能下降 10%~20%,高精密机组可控制在 5% 以内)。  

5. 极端工况适应性与安全保护 

宽工况运行能力:在环境温度 - 10℃~45℃、电源电压 ±10% 波动等极端条件下,仍能保持稳定制冷,通过防结冰保护(如蒸发器温度过低时自动停机)、过压 / 过流保护等机制,避免系统故障。

多级安全冗余保护:配置高压保护、低压保护、断流保护、电机过热保护等不少于 6 重安全装置,任一异常触发时,系统按预设逻辑逐步降载或停机,防止设备损坏,同时通过报警系统实时反馈故障信息,提升运维效率。 

 

 1. 高效能量转换与智能调控技术

采用永磁同步变频压缩机、高效永磁电机,比传统定频机组能效提升 30% 以上,配合 AI 智能算法根据负载动态调节转速,在 20%~100% 负荷区间均保持高 COP 值(部分负荷 COP 可达 5.0 以上)。 换热器采用微通道、高效波纹管等强化传热结构,传热系数提升 20%~40%,减少冷热端温差损耗,降低压缩机功耗。

 2. 系统集成优化 全系统采用水力平衡设计与变频水泵,根据实际流量需求调节泵速,水泵功耗比传统定速系统降低 40% 以上,配合智能群控技术实现多机组协同运行,避免 “大马拉小车” 现象。

 3. 低损耗设计与环保节能技术 采用环保制冷剂(如 R32、R410A),ODP=0 且 GWP 值低,配合高效隔音棉与密封结构,减少能量漏损与制冷剂逸散;电气系统采用节能型变压器与谐波抑制装置,整机功耗密度降低 10%~15%。 支持动态休眠模式,当负载低于 10% 时自动进入节能待机状态,功耗降至额定功率的 5% 以下,实现 “按需供冷” 的节能目标。 

 

可根据不同冷量需求定制机组,尺寸/空间等可调整; 满足多种安装空间与使用环境要求。​ 

支持多回路控制,满足各类工业控制在要求。

目前具备单通道制冷和双通道制冷,适应复杂工艺需求。 

下图的极测(南京)技术有限公司高精密水冷冷冻水机组H系列产品参数,供您参考。(备注:以下为常用规格为常规规格,可根据具体规格进行定制)有需要可拨打400-023-8880或点击 http://www.jicenj.com/ 咨询

型号

HSL-0150

HSL-0250

HSL-0500

HSL-1000

HSL-1400

HSL-2000

HSL-2600

HSL-3500

HSL-5000

介质温度范围

5℃-35℃,可调节

温度控制

PLC恒温控制出水温度

控温精度

高精度可达±0.002℃ /±0.001℃

温度传感器

PT100

制冷量

10℃

1.5KW

2.5KW

5KW

10KW

15KW

20KW

26KW

35KW

50KW

循环水流量

20L/min

25L/min

35L/min

50L/min

75L/min

100L/min

150L/min

200L/min

250L/min

压力

2 BAR

2 BAR

2 BAR

2 BAR

2 BAR

2 BAR

2 BAR

2.5 BAR

2.5 BAR

压缩机

松洋、其他

蒸发器

板式换热器

操作面板

10寸彩色触摸屏

安全防护

具有自我诊断功能,冷冻机过载保护,高低压保护,漏液检测保护

制冷剂

R-410A

接口尺寸

DN20

DN20

 DN25

DN25

DN32

DN40

DN40

DN50

DN50

外形尺寸(mm)

500*800*1500

500*80*1500

600*800*1800

800*800*1950

1200*900*2000

1300*1000*2000

1500*1200*2000

1800*1200*2000

2000*1200*2000

重量

120Kg

130Kg

150Kg

230kg

300Kg

360kg

420kg

580kg

840kg

电源(50HZ)

AC220V

AC220V

AC220V

AC380V

AC380V

AC380V

AC380V

AC380V

AC380V

外壳材质

冷轧板喷塑

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