CN102944085B - 一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，包括有制冷系统和冷却液循环系统；制冷系统包括顺次循环连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，且蒸发器上设置有回液进口和回液出口；冷却液循环系统包括与蒸发器回液出口连接的溶液箱，蒸发器回液进口和溶液箱出口分别与用户端连接；压缩机出气口上连接有分气阀，膨胀阀进液口处连接有进液阀，溶液箱内设置有换热器，分气阀与换热器进口连接，进液阀与换热器出口连接。本发明将压缩机排出的冷凝热用于加热溶液箱中溶液的温度，同时换热后得到的较低温度的液态制冷剂连同冷凝器排出的常温高压液态制冷剂进入蒸发器进行换热蒸发，本发明通过控制制冷剂和溶液的流动状况，可控制溶液箱中溶液的补偿冷量。
Description
技术领域
本发明涉及冷却设备领域，具体是一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统。
背景技术
空调制冷系统的冷量，通常需要通过配置可卸载压缩机进行冷量调节，可卸载压缩机中，虽然有小冷量变频压缩机、较大冷量的螺杆压缩机能够实现冷量的较大范围平稳调节，但更多情况下，只能选择只有有限级数的单台压缩机，或者使用多台压缩机并联方式，实现多档卸载。以上卸载方式，能实现冷量的初步调节，在需求冷量小时也能实现节能运行，因而常常被采用。然而，对于一些冷却要求较高、负载变化剧烈、温度波动范围要求苛刻的用户，制冷系统则还是难以满足调节要求，毕竟，压缩机的卸载级数有限；若采用开停调节则会带来压缩机寿命大大的降低，从而影响系统的可靠性；变频技术会顾忌到电磁干扰问题而往往不能采用；且一般的压缩机不适合在较低的部分负荷状态下长时间运行，否则会带来压缩机运行的安全问题尤其是回油问题，或者系统成本过高。中国专利“一种自适应制冷量液冷系统”（专利授权公告号CN 201476392）主要采用在常规液冷系统制冷管路中的压缩机出口和蒸发器入口间加装与冷凝器和膨胀阀并联的热气旁通阀支路，通过旁通阀感受蒸发器入口压力的变化而自动开启或关闭来实现冷量调整，理论可行，但鉴于热气旁通阀的机械特性，该类系统难以自动适应供液温度需求经常发生明显变化的系统，且由于该阀的开停调节性质，调节精度有限，同时必须解决由热气旁通引起的压缩机排气温度过高等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，该液冷源系统针对需要对冷量大小进行全范围、准确精确调节，能够实现无级调节，更好的适应冷量变化上的苛刻需求。
本发明的技术方案为：
一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，包括有制冷系统和冷却液循环系统；所述的制冷系统包括顺次循环连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，即压缩机出气口与冷凝器进气口连接，冷凝器出液口与膨胀阀进口连接，膨胀阀出口与蒸发器进液口连接，蒸发器出气口与压缩机进气口连接，且蒸发器上设置有回液进口和回液出口；所述的冷却液循环系统包括与蒸发器回液出口连接的溶液箱，所述的蒸发器回液进口和溶液箱出口分别与用户端连接；所述的压缩机出气口上连接有分气阀，膨胀阀进液口处连接有进液阀，所述的溶液箱内设置有换热器，所述的分气阀与换热器进口连接，所述的进液阀与换热器出口连接。
所述的压缩机出气口和蒸发器进液口之间连接有热气旁通阀。
所述的蒸发器回液出口和溶液箱的连接管路上设置有流量开关。
所述的液冷源系统还包括有控制系统；所述的控制系统包括有控制及显示装置、设置于溶液箱内的温度传感器和液位传感器、设置于压缩机进气口和其出气口连接管路上的高低压保护器，且所述的分气阀、流量开关、温度传感器、液位传感器、高低压保护器均与控制及显示装置连接。
所述的制冷系统还包括有顺次连接于冷凝器和膨胀阀之间的储液罐、干燥过滤器和视液镜，和连接于蒸发器出气口和压缩机进气口之间的气液分离器；所述的冷凝器出液口和所述的进液阀分别与储液罐进口连接，所述的膨胀阀进液口与视液镜出口连接。
所述的溶液箱出口和用户端之间通过溶液泵连接；所述的冷却液循环系统还包括有液路过滤器，所述的液路过滤器设置于用户端和蒸发器回液进口之间，或/和溶液箱出口和用户端之间。
所述的压缩机选用多台并联结构的压缩机组，压缩机组的进气口与蒸发器出气口连接，压缩机组的出气口与冷凝器进气口连接。
所述的压缩机选用卸载压缩机或定载压缩机。
本发明的优点：
本发明将压缩机排出的冷凝热用于加热溶液箱中的溶液，同时换热后得到的较低温度的液态制冷剂连同冷凝器排出的常温高压液态制冷剂进入蒸发器进行换热蒸发，本发明通过控制制冷剂和溶液的流动状况，即可控制溶液箱中溶液的补偿冷量。只要液冷系统存在制冷系统，此方法对冷凝热的利用就一定可行。
本发明通过感知用户端负荷热耗的变化，在额定冷量的0-100%范围内自动调节实际输出制冷量，将供液温度波动值控制在很小的范围内，结构简单可靠，机组运行安全，避免了压缩机的频繁启停，提高了机组的可靠性。本发明主要针对一些对冷却精度要求较高、供液温度需求变化大、且用户负荷热耗变化剧烈、或者间歇工作的用户端设备，如高能物理设备、激光设备、高端医疗设备以及其他各类需要精确控制冷液温度的设备，提供了可靠的液冷装置。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
见图1，一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，包括有制冷系统、冷却液循环系统和控制系统；制冷系统包括顺次循环连接的压缩机1、冷凝器2、储液罐3、干燥过滤器4、视液镜5、膨胀阀6、蒸发器7和气液分离器8，即压缩机1出气口与冷凝器2进气口连接，冷凝器2出液口与储液罐3进口连接，储液罐3出口依次通过干燥过滤器4和视液镜5与膨胀阀6进口连接，膨胀阀6出口与蒸发器7进液口7a连接， 蒸发器7出气口7b通过气液分离器8与压缩机1进气口连接，且蒸发器7上设置有回液进口7c和回液出口7d，压缩机1出气口和蒸发器7进液口之间连接有热气旁通阀9，压缩机1出气口上连接有分气阀10，储液罐3进口处连接有进液阀11，压缩机1进气口和其出气口连接且连接管路上设置有高低压保护器12；
冷却液循环系统包括与蒸发器回液出口7d连接的溶液箱13，溶液箱13出口依次通过液路过滤器14、溶液泵15与用户端16进口连接，蒸发器回液进口7c与用户端16出口连接，且蒸发器回液出口7d和溶液箱13的连接管路上设置有流量开关17，溶液箱13内设置有换热器18、，分气阀10与换热器18进口连接，进液阀11与换热器18出口连接；
控制系统包括有控制及显示装置19、设置于溶液箱13内的温度传感器20和液位传感器21、设置于压缩机1进气口和其出气口连接管路上的高低压保护器12，且分气阀10、高低压保护器12、流量开关17、温度传感器20、液位传感器21均与控制及显示装置19连接。
压缩机1可选用多台并联结构的压缩机组，压缩机组的进气口与蒸发器出气口连接，压缩机组的出气口与冷凝器进气口连接；压缩机可选用卸载压缩机或定载压缩机。
本发明的使用原理是：
在制冷系统制冷的过程中，制冷剂进入蒸发器7吸热，同时用户端16的溶液通过蒸发器回液进口7c进入蒸发器7进行放热，从而从蒸发器回液出口7d排出的溶液是较低温度的溶液，较低温度的溶液再进入溶液箱13中以备用户端16换热使用；当需要调节溶液箱16中溶液的温度时，控制及显示装置19控制分气阀10打开，压缩机1出气口排出的部分高温高压气态制冷剂通过分气阀10进入换热器18，与溶液箱13中的溶液进行换热从而加热溶液器中的溶液，换热后得到的较低温度的液态制冷剂连同冷凝器2排出的常温高压液态制冷剂进入蒸发器7进行换热蒸发，本发明通过控制制冷剂和溶液的流动状况，即可控制溶液箱中溶液的补偿冷量。
Claims (8)
1.一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，包括有制冷系统和冷却液循环系统；所述的制冷系统包括顺次循环连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，即压缩机出气口与冷凝器进气口连接，冷凝器出液口与膨胀阀进口连接，膨胀阀出口与蒸发器进液口连接，蒸发器出气口与压缩机进气口连接，且蒸发器上设置有回液进口和回液出口；所述的冷却液循环系统包括与蒸发器回液出口连接的溶液箱，所述的蒸发器回液进口和溶液箱出口分别与用户端连接；其特征在于：所述的压缩机出气口上连接有分气阀，膨胀阀进液口处连接有进液阀，所述的溶液箱内设置有换热器，所述的分气阀与换热器进口连接，所述的进液阀与换热器出口连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，其特征在于：所述的压缩机出气口和蒸发器进液口之间连接有热气旁通阀。
3.根据权利要求1所述的一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，其特征在于：所述的蒸发器回液出口和溶液箱的连接管路上设置有流量开关。
4.根据权利要求3所述的一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，其特征在于：所述的液冷源系统还包括有控制系统；所述的控制系统包括有控制及显示装置、设置于溶液箱内的温度传感器和液位传感器、设置于压缩机进气口和其出气口连接管路上的高低压保护器，且所述的分气阀、流量开关、温度传感器、液位传感器、高低压保护器均与控制及显示装置连接。
5.根据权利要求1所述的一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，其特征在于：所述的制冷系统还包括有顺次连接于冷凝器和膨胀阀之间的储液罐、干燥过滤器和视液镜，和连接于蒸发器出气口和压缩机进气口之间的气液分离器；所述的冷凝器出液口和所述的进液阀分别与储液罐进口连接，所述的膨胀阀进液口与视液镜出口连接。
6.根据权利要求1所述的一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，其特征在于：所述的溶液箱出口和用户端之间通过溶液泵连接；所述的冷却液循环系统还包括有液路过滤器，所述的液路过滤器设置于用户端和蒸发器回液进口之间，或/和溶液箱出口和用户端之间。
7.根据权利要求1所述的一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，其特征在于：所述的压缩机选用多台并联结构的压缩机组，压缩机组的进气口与蒸发器出气口连接，压缩机组的出气口与冷凝器进气口连接。
8.根据权利要求1所述的一种利用冷凝热以自适应制冷量的液冷源系统，其特征在于：所述的压缩机选用卸载压缩机或定载压缩机。
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