CN101487638A - 双机双级螺杆式液体冷却机组 - Google Patents
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Abstract
一种双机双级螺杆式液体冷却机组，至少由止回截止阀(1)(33)(56)(58)、低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)、供油管路(29)、单向阀(4)(30)、能量控制管路(31)、安全阀(32)、内置油分离冷凝器(40)、截止阀(42)(54)、过滤器(43)、蒸发器(51)、节流阀(52)、电磁阀(53)(55)(63)、膨胀阀(57)(62)(64)、中间冷却器/经济器(61)等零部件通过管道连接和电气控制柜(8)组成，低压级压缩机(2A)的排气直接进入高压级压缩机(2B)；高压级压缩机(2B)的排气经单向阀(4)直接进入内置油分离冷凝器(40)；连接于过滤器(43)出口的电磁阀(55)和膨胀阀(57)(64)构成向低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)喷射制冷剂液体；连接于过滤器(43)出口的中间冷却器/经济器(61)、膨胀阀(62)和电磁阀(63)构成一方面向低压级压缩机(2A)的排气管路或者向高压级压缩机(2B)的补气口输送低温制冷剂蒸汽，另一方面向蒸发器(51)的供液管路输送过冷制冷剂液体。机组内不含有外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)，提高了运行可靠性和低温能效比，节省了成本。
Description
所属技术领域
本发明涉及空调和制冷领域的螺杆式液体冷却机组，特别是一种双机双级螺杆式液体冷却机组。
背景技术
单级螺杆式液体冷却机组通常如图3由止回截止阀(1)(11)(24)、螺杆式压缩机(2)、外置外置油分离器(13)、安全阀(12)、回油阀(3)(14)、外置油冷却器(21)、截止阀(22)(26)(28)(42)、油过滤器(23)、油精过滤器(27)、油泵(25)、供油管路(29)、单向阀(30)、能量控制管路(31)、冷凝器(41)、过滤器(43)、蒸发器(51)、节流阀(52)、电磁阀(53)等零部件通过管道连接组成。螺杆式压缩机(2)有单螺杆式和双螺杆式。螺杆式液体冷却机组通常有螺杆式冷水机组、螺杆式盐水机组、螺杆式碱水机组、螺杆式乙二醇机组等，广泛应用于大型中央空调和工业制冷领域。
单级螺杆式液体冷却机组进行如下制冷循环：螺杆式压缩机(2)从蒸发器(51)吸入低压制冷剂蒸汽，经过压缩使制冷剂蒸汽压力升高，同时，向螺杆式压缩机(2)所供润滑油也和制冷剂高压蒸汽一起排出到外置油分离器(13)，在外置油分离器(13)经过油气分离，润滑油进入油路循环系统，制冷剂高压蒸汽则进入冷凝器(41)，在冷凝器(41)中，制冷剂高压蒸汽放出热量被冷却介质冷凝成高压制冷剂液体，高压制冷剂液体经过节流阀(52)节流使压力降低成低压制冷剂液体进入蒸发器(51)，在蒸发器(51)低压制冷剂液体吸收载冷剂的热量而沸腾蒸发成低压制冷剂蒸汽，低压制冷剂蒸汽又被螺杆式压缩机(2)吸入，从而完成制冷循环。载冷剂由于放出热量而使其温度降低，低温的载冷剂被送到需要冷量的场所。载冷剂可以是高于0℃的水，或是低于0℃的盐水、碱水或不冻液。
为了降低螺杆式压缩机(2)排气温度、密封转子型面、降低噪声和润滑轴承等原因，必须向压缩机腔供1％理论体积流量的循环润滑油，为此螺杆式压缩机(2)必须配置一套油路循环系统。由于油路循环系统与气路循环系统必须分开，如设置外置油分离器(13)；由于润滑油吸收压缩热和摩擦热而温度升高，循环润滑油必须经过冷却，如设置外置油冷却器(21)；由于为了螺杆式压缩机(2)的可靠启动和油路循环，如设置油泵(25)。
外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)的设置，使螺杆式液体冷却机组系统庞大、操作复杂、故障点增多、可靠性降低。
在40/-40℃工况下，单级螺杆式液体冷却机组的能效比<1，单级带经济器螺杆式液体冷却机组的能效比<1.5，双级螺杆式液体冷却机组的能效比可达到2左右，可见单级螺杆式液体冷却机组的低温能效比较差。
发明内容
为解决现有技术的螺杆式液体冷却机组设置有外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)，存在系统庞大、操作复杂、故障点增多、可靠性降低、低温能效比较差的缺陷，利用不断提高的螺杆式压缩机设计制造技术、喷射制冷剂液体技术和一种新的内置油分离冷凝器(40)技术，使双机双级螺杆式液体冷却机组不含有外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)，彻底根除这些设备所可能出现的故障和提高低温能效比。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：至少由止回截止阀(1)(33)(56)(58)、低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)、供油管路(29)、单向阀(4)(30)、能量控制管路(31)、安全阀(32)、内置油分离冷凝器(40)、截止阀(42)(54)、过滤器(43)、蒸发器(51)、节流阀(52)、电磁阀(53)(55)(63)、膨胀阀(57)(62)(64)、中间冷却器/经济器(61)等零部件通过管道连接和电气控制柜(8)组成，低压级压缩机(2A)的排气直接进入高压级压缩机(2B)，在该排气管路上安装有安全阀(32)；高压级压缩机(2B)的排气经单向阀(4)直接进入内置油分离冷凝器(40)；连接于过滤器(43)出口的电磁阀(55)和膨胀阀(57)(64)构成向低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)喷射制冷剂液体；连接于过滤器(43)出口的中间冷却器/经济器(61)、膨胀阀(62)和电磁阀(63)构成一方面向低压级压缩机(2A)的排气管路或者向高压级压缩机(2B)的补气口输送低温制冷剂蒸汽，另一方面向蒸发器(51)的供液管路输送过冷制冷剂液体。
机组内不含有外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)，提高了运行可靠性，节省了成本。
低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)可以是开启式或半封闭式。
本发明的有益效果是：克服了现有技术的螺杆式液体冷却机组因设置有外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)而存在系统庞大、操作复杂、故障点增多、可靠性降低、低温能效比较差的缺陷，使系统简化、操作简便、故障点减少、可靠性和能效比提高，节省了成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一个双机双级螺杆式液体冷却机组的系统流程图。
图2是本发明的一个双机双级带经济器螺杆式液体冷却机组的系统流程图。
图3是现有技术的一个螺杆式液体冷却机组的系统流程图。
图4是本发明的一个双机双级螺杆式液体冷却机组的实施例。
图中：1.11.24.33.56.58.59.止回截止阀，2.螺杆式制冷压缩机，2A.低压级压缩机，2B.高压级压缩机，13.外置油分离器，12.32安全阀，3.14.回油阀，21外置油冷却器，22.26.28.42.54.截止阀，23.油过滤器，27.油精过滤器，25油泵，29.供油管路，4.30.单向阀，31.能量控制管路，40.内置油分离冷凝器，41.冷凝器，43.过滤器，51.蒸发器，52.节流阀，53.55.63.73电磁阀，57.62.64.72.膨胀阀，61.中间冷却器/经济器，71.经济器，8.电气控制柜。
具体实施方式
在图1所示的一个双机双级螺杆式液体冷却机组的系统流程图中，至少由止回截止阀(1)(33)(56)(58)、低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)、供油管路(29)、单向阀(4)(30)、能量控制管路(31)、安全阀(32)、内置油分离冷凝器(40)、截止阀(42)(54)、过滤器(43)、蒸发器(51)、节流阀(52)、电磁阀(53)(55)(63)、膨胀阀(57)(62)(64)、中间冷却器/经济器(61)等零部件通过管道连接和电气控制柜(8)组成，低压级压缩机(2A)的排气直接进入高压级压缩机(2B)，在该排气管路上安装有安全阀(32)；高压级压缩机(2B)的排气经单向阀(4)直接进入内置油分离冷凝器(40)；连接于过滤器(43)出口的电磁阀(55)和膨胀阀(57)(64)构成向低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)喷射制冷剂液体；连接于过滤器(43)出口的中间冷却器/经济器(61)、膨胀阀(62)和电磁阀(63)构成一方面向低压级压缩机(2A)的排气管路或者向高压级压缩机(2B)的补气口输送低温制冷剂蒸汽，另一方面向蒸发器(51)的供液管路输送过冷制冷剂液体。
双机双级螺杆式液体冷却机组进行如下制冷循环：低压级压缩机(2A)从蒸发器(51)吸入低压制冷剂蒸汽，经过压缩使制冷剂蒸汽压力升高，同时，向低压级压缩机(2A)所供的润滑油和由中间冷却器/经济器(61)输送来的低温制冷剂蒸汽与其混合后一同排向高压级压缩机(2B)，经过再压缩使制冷剂蒸汽压力再升高，同时，向高压级压缩机(2B)所供的润滑油与其混合后一同排向内置油分离冷凝器(40)，在内置油分离冷凝器(40)经过油气分离，润滑油进入油路循环系统，制冷剂高压蒸汽则进入换热管外侧，制冷剂高压蒸汽放出热量被冷却介质冷凝成高压制冷剂液体，高压制冷剂液体经过节流阀(52)节流使压力降低成低压制冷剂液体进入蒸发器(51)，在蒸发器(51)低压制冷剂液体吸收载冷剂的热量而沸腾蒸发成低压制冷剂蒸汽，低压制冷剂蒸汽又被低压级压缩机(2A)吸入，从而完成制冷循环。
双机双级螺杆式液体冷却机组进行如下油路循环：低压级压缩机(2A)从蒸发器(51)吸入低压制冷剂蒸汽，经过压缩使制冷剂蒸汽压力升高，同时，向低压级压缩机(2A)所供的润滑油和由中间冷却器/经济器(61)输送来的低温制冷剂蒸汽与其混合后一同排向高压级压缩机(2B)，经过再压缩使制冷剂蒸汽压力再升高，同时，向高压级压缩机(2B)所供的润滑油与其混合后一同排向内置油分离冷凝器(40)，在内置油分离冷凝器(40)经过油气分离，润滑油进入供油管路(29)和能量控制管路(31)，在吸、排气压力差的作用下，润滑油进入低压级压缩机(2A)和高压级压缩机(2B)的各供油点，然后进入高压级压缩机(2B)的低压侧，与制冷剂蒸汽一道重新被高压级压缩机(2B)吸入、压缩、排出，再次进入内置油分离冷凝器(40)进行油气分离，从而完成油路循环。
双机双级螺杆式液体冷却机组的低压级压缩机(2A)和高压级压缩机(2B)所产生的摩擦热和压缩热由高性能的润滑油特性和制冷剂液体喷射冷却吸收。连接于过滤器(43)出口的电磁阀(55)和膨胀阀(57)(64)构成向低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)喷射制冷剂液体。
低压级压缩机(2A)置于蒸发器(51)之上，高压级压缩机(2B)置于内置油分离冷凝器(40)之上，整个机组连同其循环管路安装在一个公共底座上。
图2与图1的区别在于：中间冷却器/经济器(61)的过冷液出口还可连接由经济器(71)、膨胀阀(72)和电磁阀(73)组成的经济器管路，经过放热再过冷的制冷剂液体流向蒸发器(51)，经过吸热蒸发的制冷剂蒸汽流向低压级压缩机(2A)的补气口，由于经济器管路的设置，双机双级螺杆式液体冷却机组的低温性能大大提高，由此构成的双机双级带经济器螺杆式液体冷却机组，可应用于—60℃的超低温场所。
图4是图1的一个具体实施例。该双机双级螺杆式液体冷却机组克服了现有技术的螺杆式液体冷却机组因设置有外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)而存在系统庞大、操作复杂、故障点增多、可靠性降低、低温能效比较差的缺陷，使系统简化、操作简便、故障点减少、可靠性提高，低温能效比绩优，节省了成本。
Claims (3)
1.一种双机双级螺杆式液体冷却机组，至少由止回截止阀(1)(33)(56)(58)、低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)、供油管路(29)、单向阀(4)(30)、能量控制管路(31)、安全阀(32)、内置油分离冷凝器(40)、截止阀(42)(54)、过滤器(43)、蒸发器(51)、节流阀(52)、电磁阀(53)(55)(63)、膨胀阀(57)(62)(64)、中间冷却器/经济器(61)等零部件通过管道连接和电气控制柜(8)组成，机组内不含有外置油分离器(13)、外置油冷却器(21)和油泵(25)，其特征是：
所述低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)可以是开启式或半封闭式。
所述低压级压缩机(2A)的排气直接进入高压级压缩机(2B)，在该排气管路上安装有安全阀(32)；
所述高压级压缩机(2B)的排气经单向阀(4)直接进入内置油分离冷凝器(40)；
所述止回截止阀(33)将低压级压缩机(2A)和高压级压缩机(2B)的吸气口连通；
所述连接于过滤器(43)出口的电磁阀(55)和膨胀阀(57)(64)构成向低压级压缩机(2A)、高压级压缩机(2B)喷射制冷剂液体；
所述连接于过滤器(43)出口的中间冷却器/经济器(61)、膨胀阀(62)和电磁阀(63)构成一方面向低压级压缩机(2A)的排气管路或者向高压级压缩机(2B)的补气口输送低温制冷剂蒸汽，另一方面向蒸发器(51)的供液管路输送过冷制冷剂液体。
2.根据权利要求1所述的双机双级螺杆式液体冷却机组，其特征是：低压级压缩机(2A)置于蒸发器(51)之上，高压级压缩机(2B)置于内置油分离冷凝器(40)之上，整个机组连同其循环管路安装在一个公共底座上。
3.根据权利要求1、2所述的双机双级螺杆式液体冷却机组，其特征是：在中间冷却器/经济器(61)的过冷液出口还可连接由经济器(71)、膨胀阀(72)和电磁阀(73)组成的经济器管路，经过放热再过冷的制冷剂液体流向蒸发器(51)，经过吸热蒸发的制冷剂蒸汽流向低压级压缩机(2A)的补气口。
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