CN103868267B - 多机双级压缩低温机组 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多机双级压缩低温机组，用以解决现有技术单级压缩低温机组压缩机寿命短、维修率高的问题。其包括一级低压压缩装置和二级高压压缩装置，将压缩过程分为一级低压压缩和二级高压压缩两部分，一级低压压缩排出的制冷剂经过混合桶的冷却后温度降低为该压力下的饱和温度，然后进入二级高压压缩部分的二级压缩机内，从而降低了二级高压压缩部分压缩机的吸气温度，极大地改善了二级压缩机的运行工况，降低了压缩比，延长了压缩机的使用寿命。

Description

多机双级压缩低温机组

技术领域

本发明涉及压缩低温机组技术领域，特别是指一种多机双级压缩低温机组。

背景技术

现有技术中，压缩低温机组主要包括氟系统和氨系统两种形式，而且大都为单级制冷循环，即制冷剂在制冷系统内相继经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，完成单级制冷循环，达到制冷的目的。

对于单级制冷循环来说，蒸发温度越低，压缩比高，压缩机在极端工况（极高排气温度及压力）下运行，会引起比如润滑油碳化、润滑油物理性质变化、压缩比增大等问题，从而使压缩机润滑不良导致压缩机损坏。

对于目前存在的单级压缩氟系统和单级压缩氨系统来说：

单级压缩氟系统在拉低温时制冷量范围小，压缩比高且经常处于极限工况运行，压缩机寿命短，维修率高，而且耗电量大。

单机压缩氨系统由于自身的特性，系统较复杂，容易泄露，维修率高，而且氨制冷剂无色、具有刺激性气味，一旦泄露且不能及时查出会危及财产及人员的生命安全。

发明内容

本发明提出一种多机双级压缩低温机组，解决了现有技术单级压缩低温机组压缩机寿命短、维修率高的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：多机双级压缩低温机组，包括一级低压压缩装置和二级高压压缩装置。

所述一级低压压缩装置包括一级均压管、一级压缩机、中间冷却器和混合桶，所述一级压缩机的吸气口连接于所述一级均压管上，所述中间冷却器内容纳有气态制冷剂，所述混合桶的进气端通过管路与所述一级压缩机的排气端连通，所述混合桶的进气端通过管路与所述中间冷却器连通。

所述二级高压压缩装置包括通过管路依次连通的二级均压管、二级压缩机、油分离器、蒸发式冷凝器和储液器，所述二级均压管的进气端与所述混合桶的排气端连通。

所述储液器与所述混合桶之间通过一根管路连通，所述储液器与所述中间冷却器之间通过两根管路连通，所述储液器与所述混合桶之间的管路上，以及所述储液器与所述中间冷却器之间的一根管路上均安装有膨胀阀。

所述中间冷却器通过膨胀阀连通于蒸发器上，所述蒸发器上依次连接有气液分离器、一级均压管。

作为一种优选的实施方式，所述一级压缩机与所述二级压缩机至少为两台。

作为一种优选的实施方式，所述一级压缩机、二级压缩机可为活塞式压缩机、涡旋式压缩机或螺杆压缩机中的一种。

作为对上述技术方案的改进，所述蒸发式冷凝器处设有化霜水池，所述化霜水池内设有油冷却水泵和化霜水泵，所述油冷却水泵与油冷却器、所述蒸发式冷凝器、所述化霜水池之间组成循环管路，所述化霜水泵与所述蒸发器、所述化霜水池之间组成循环管路。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于该压缩低温机组将压缩过程分为一级低压压缩和二级高压压缩两部分，一级低压压缩排出的制冷剂经过混合桶的冷却后温度降低为该压力下的饱和温度，然后进入二级高压压缩部分的二级压缩机内，从而降低了二级高压压缩部分压缩机的吸气温度，极大地改善了二级压缩机的运行工况，避免了拉低温时单级制冷循环容易产生的各种问题。

通过将蒸发式冷凝器与化霜水池结合起来，化霜水池内的循环水由油冷却水泵抽出后经油冷却器和蒸发式冷凝器回流入化霜水池内，此过程中循环水吸收制冷剂及润滑油中的热量(冬季)温度升高；化霜时循环水在化霜水泵作用下进入蒸发器对蒸发器进行化霜后回流入化霜水池，此过程中循环水放出热量温度降低。这样，蒸发器化霜相当于利用了系统的余热，系统降温又利用了循环水的冷量，既节省了传统水冲霜所需的大量的地下水，又因水的循环利用降低了用水成本，达到了一举多得节能降耗的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为图1中I处的局部放大示意图；

图中：1-一级低压压缩装置；11-一级均压管；12-一级压缩机；13-中间冷却器；14-混合桶；2-二级高压压缩装置；21-二级均压管；22-二级压缩机；23-油分离器；24-蒸发式冷凝器；25-储液器；26-膨胀阀；3-化霜水池；41-油冷却水泵；42-化霜水泵；5-油冷却器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1和图2共同所示，为本发明多机双级压缩低温机组的一种实施例，此处所指的双级包括一级低压压缩装置1和二级高压压缩装置2，即压缩过程分两个阶段进行。其基本原理及好处是：一级低压压缩排出的制冷剂经过混合桶的冷却后温度降低为该压力下的饱和温度，然后进入二级高压压缩部分的二级压缩机内，从而降低了二级高压压缩部分压缩机的吸气温度，极大地改善了二级压缩机的运行工况，避免了拉低温时单级制冷循环容易产生的各种问题。

本实施例中的多机采用的为四台压缩机，一级低压压缩装置1和二级高压压缩装置2分别包括两台，当然，只要一级低压压缩装置1和二级高压压缩装置2中的压缩机总台数多于两台即可。另外，该实施例中的压缩机可采用活塞式压缩机、涡旋式压缩机或螺杆压缩机中的一种。

该实施例中的一级低压压缩装置1包括一级均压管11和两台一级压缩机12，一级均压管11与两台一级压缩机12的吸气口相互连接。该一级低压压缩装置1还包括中间冷却器13和混合桶14，在中间冷却器13内容纳有气态制冷剂，混合桶14的进气端通过管路与两台一级压缩机12的排气端相互连通，同时混合桶14的进气端还通过管路与中间冷却器13连通。

该实施例中的二级高压压缩装置2包括通过管路依次连通的二级均压管21、二级压缩机22、油分离器23、蒸发式冷凝器24和储液器25，其中，二级均压管21是分别连接在两台二级压缩机22的进气端的，而两台二级压缩机22是同时连接在油分离器23上的。另外，二级均压管21的进气端还与混合桶14的排气端连通。

另外，储液器25与混合桶14之间通过一根管路连通，而且该管路上还安装有膨胀阀26；储液器25与中间冷却器13之间通过两根管路连通，而且在其中的一根管路上同样安装有膨胀阀26。中间冷却器13还通过另外的一个膨胀阀连通于蒸发器上，而且该蒸发器上依次连接气液分离器和一级均压管11。由于上述结构在本技术领域内较为常见，为本技术领域内的公知技术，所以图中并未示出蒸发器与气液分离器。

该多机双级压缩低温机组的工作过程是：

（1）、一级压缩机12和二级压缩机22开启后，一级均压管11内的低温低压制冷剂气体分两路，分别进入两台一级压缩机12的吸气口，经一级压缩机12的压缩变为中温中压气态，这部分中温中压气态与来自中间冷却器13的气态制冷剂混合进入混合桶14内，随后由混合桶14进入二级高压压缩装置2部分的二级均压管21内。

（2）、从二级均压管21出来的制冷剂分两路分别进入两台二级压缩机22的吸气口，经二级压缩机22的压缩变为高温高压气态制冷剂进入油分离器23，之后分离出来的制冷剂气体进入蒸发式冷凝器24内，经冷凝后变为高压常温制冷剂液体，进入储液器25内。

（3）、从储液器25出来的制冷剂液体分三路：第一路通过膨胀阀26的节流进入混合桶14用以控制两台一级压缩机12的排气温度；第二路通过膨胀阀26的节流进入中间冷却器13，与进入中间冷却器13的第三路制冷剂液体经过热交换后进入混合桶14；第三路直接进入中间冷却器13内，被经节流后的第二路制冷剂冷却，温度降至6~10度后进入膨胀阀，经膨胀阀的节流进入蒸发器，经蒸发吸热作用变为低温低压制冷剂（总回气）进入气液分离器分离，然后进入一级低压压缩装置1部分的一级均压管11，完成一个循环。

经过实际的实践证明，该多机双级压缩低温机组相比于传统的单级制冷系统来说：

1、可以使用多台（2、3……N）压缩机实现双级压缩；

2、制冷量范围大【50KW~10000KW（+35~-42度）】，解决了氟机系统不能拉低温（-30~-40度）的问题；与氨机系统相比，速冻冷源采用多机双级压缩低温机组既安全又可靠；

3、节能（在制冷量不变的情况下节能15%~20%）、节省人力、维修率低且维修方便；

4、该压缩低温机组将压缩过程分为一级低压压缩和二级高压压缩两部分，一级低压压缩排出的制冷剂经过混合桶的冷却后温度降低为该压力下的饱和温度，然后进入二级高压压缩部分的二级压缩机内，从而降低了二级高压压缩部分压缩机的吸气温度，极大地改善了二级压缩机的运行工况，降低了压缩比，延长了压缩机的使用寿命。

5、本发明采用的总回气先进入气液分离器，再进入一级均压管11的独特方式，既防止一级低压压缩装置1部分的一级压缩机12吸入液态制冷剂导致液击，又最大限度的解决了每台压缩机吸气不均的问题。

另外，在蒸发式冷凝器24处还设有一个化霜水池3，在化霜水池3内设有油冷却水泵41和化霜水泵42，其中，油冷却水泵41依次连接油冷却器5、蒸发式冷凝器24和化霜水池3，从而组成一个循环管路；而化霜水泵42与蒸发器、化霜水池3之间连接，组成另外的一个化霜循环管路。

这种结构的优点是：

蒸发式冷凝器24与化霜水池3结合起来，化霜水池3内的循环水由油冷却水泵41抽出后经油冷却器5和蒸发式冷凝器24回流入化霜水池3内，此过程中循环水吸收制冷剂及润滑油中的热量(冬季)温度升高；化霜时循环水在化霜水泵42作用下进入蒸发器对蒸发器进行化霜后回流入化霜水池3，此过程中循环水放出热量温度降低。这样，蒸发器化霜相当于利用了系统的余热，系统降温又利用了循环水的冷量，既节省了传统水冲霜所需的大量的地下水，又因水的循环利用降低了用水成本，达到了一举多得节能降耗的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.多机双级压缩低温机组，包括一级低压压缩装置和二级高压压缩装置，其特征在于：

所述一级低压压缩装置包括

一级均压管；

一级压缩机，其吸气口连接于所述一级均压管上；

中间冷却器，其内容纳有气态制冷剂；

混合桶，所述混合桶的进气端通过管路与所述一级压缩机的排气端连通，所述混合桶的进气端通过管路与所述中间冷却器连通；

所述二级高压压缩装置包括通过管路依次连通的二级均压管、二级压缩机、油分离器、蒸发式冷凝器和储液器，所述二级均压管的进气端与所述混合桶的排气端连通；

所述储液器与所述混合桶之间通过一根管路连通，所述储液器与所述中间冷却器之间通过两根管路连通，所述储液器与所述混合桶之间的管路上，以及所述储液器与所述中间冷却器之间的一根管路上均安装有膨胀阀；

所述中间冷却器通过膨胀阀连通于蒸发器上，所述蒸发器上依次连接有气液分离器、一级均压管。

2.如权利要求1所述的多机双级压缩低温机组，其特征在于：所述一级压缩机与所述二级压缩机至少为两台。

3.如权利要求2所述的多机双级压缩低温机组，其特征在于：所述一级压缩机的个数为两台，所述二级压缩机个数也为两台。

4.如权利要求1至3任一项所述的多机双级压缩低温机组，其特征在于：所述一级压缩机、二级压缩机可为活塞式压缩机、涡旋式压缩机或螺杆压缩机中的一种。

5.如权利要求1所述的多机双级压缩低温机组，其特征在于：所述蒸发式冷凝器处设有化霜水池，所述化霜水池内设有油冷却水泵和化霜水泵；

所述油冷却水泵与油冷却器、所述蒸发式冷凝器、所述化霜水池之间组成循环管路；

所述化霜水泵与所述蒸发器、所述化霜水池之间组成循环管路。