CN104864621A - 一种四管制双蒸发器制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四管制双蒸发器制冷系统，包括制冷压缩机、油分离器、冷凝器、第二蒸发器、制冰蒸发器、低压循环桶、回油引射泵以及制冷剂供液泵；所述油分离器的出气口同时与冷凝器的进气口、第二蒸发器的高压进气口、制冰蒸发器的脱冰进气口以及回油引射泵的进气口相连；所述制冷剂供液泵经供液单向阀后与制冰蒸发器的制冷剂进口相连；所述制冰蒸发器的制冷剂出口经制冷剂排出电磁阀后与低压循环桶的气液进口相连，其脱冰出气口经脱冰热气排出单向阀和脱冰热气排出电磁阀后与第二蒸发器相连。本发明能够使换热面积配置简单，并且系统运行稳定，能耗低。

Description

一种四管制双蒸发器制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷系统，尤其涉及一种四管制双蒸发器制冷系统。

背景技术

目前，板式制冰机或制冷系统在空调工况和制冰工况是采用单一蒸发器，工况点不同导致单一蒸发器换热器换热面积配置存在一定的难度，制冷系统空调工况时不能直接向末端供冷，需要通过中间换热过程向末端供冷，导致系统稳定性差，并且制冷系统能效降低。

通常，制冰机或制冷系统分为制冷工况和脱冰工况，其中制冷工况分为制冷水工况和制冰工况。在热气脱冰工况时压缩机出口的高温高压制冷剂气体经热气脱冰电磁阀进入蒸发器脱冰，变成低温低压的气液混合体，经过热气脱冰排出阀单向阀回到低压循环桶或压缩机吸气管过热后（增加热交换器）进入压缩机。经过热气脱冰排出单向阀进入低压循环桶的气液混合体与低压循环桶中制冷剂相比温度较高，引起低压循环桶液面波动和低压循环桶中气态制冷剂物性变化，使得压缩机及整个系统运行不稳定；经过热气脱冰排出单向阀进入热交换器换热后进入压缩机，由于气液混合体中液体较多引起压缩机吸气带液使得吸气压力过低，造成压缩机及系统工作不稳定，甚至会出现制冷系统不能正常运行及液击现象造成压缩机的损坏；影响机组制冰、脱冰效率，降低整个系统能效。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于怎样解决现有制冰系统换热面积配置难，运行稳定性差，系统能耗高的问题，提供一种四管制双蒸发器制冷系统，能够使换热面积配置简单，并且系统运行稳定，能耗低。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：包括制冷压缩机、油分离器、冷凝器、第二蒸发器、制冰蒸发器、低压循环桶、回油引射泵以及制冷剂供液泵；

所述制冷压缩机的出气口与油分离器的进气口相连，所述油分离器的回油口经油分离器回油电磁阀后与制冷压缩机的吸气口相连，其出气口同时与冷凝器的进气口、第二蒸发器的高压进气口、制冰蒸发器的脱冰进气口以及回油引射泵的进气口相连；其中，在油分离器的出气口与第二蒸发器的高压进气口之间设有热气旁通电磁阀，在油分离器的出气口与制冰蒸发器的进气口之间设有热气脱冰电磁阀，在油分离器的出气口与回油引射泵的进气口之间设有引射电磁阀；

所述冷凝器的制冷剂出口经中压电子膨胀阀后与第二蒸发器的中压制冷剂进口相连，第二蒸发器的经济器补气出口经经济器补气电磁阀与制冷压缩机的经济器补气接口相连，其回气口经第二蒸发器回气电动阀与制冷压缩机的吸气口相连；该第二蒸发器的回油口经第二蒸发器回油电磁阀与回油引射泵的引射口相连；

第二蒸发器的制冷剂出口经低压电子膨胀阀后与低压循环桶的低压制冷剂进口相连；所述低压循环桶的制冷剂出口与制冷剂供液泵相连，制冷剂供液泵经供液单向阀后与制冰蒸发器的制冷剂进口相连；该低压循环桶的回气口经低压循环桶回气电动阀后与制冷压缩机的吸气口相连，其回油口经低压循环桶回油电磁阀与回油引射泵的引射口相连；所述回油引射泵的排出口与制冷压缩机的吸气口相连；

所述制冰蒸发器的制冷剂出口经制冷剂排出电磁阀后与低压循环桶的气液进口相连，其脱冰出气口经脱冰热气排出单向阀和脱冰热气排出电磁阀后与第二蒸发器相连。

进一步地，与制冷剂供液泵并联设有压差控制器，用于检测制冷剂供液泵进液口和出液口的压差；在制冷剂供液泵的出液口与低压循环桶的气液进口之间设有液泵旁通电磁阀。

进一步地，在制冷剂供液泵与制冷压缩机的吸气口之间设有液泵回油管道，所述液泵回油管道的一端与制冷供液泵的出液口相连，另一端与制冷压缩机的进气口相连，在液泵回油管道上设有液泵回油电磁阀。

进一步地，在低压循环桶和第二蒸发器上分别设有低压循环桶液位传感器和第二蒸发器液位传感器。

进一步地，在低压循环桶的回气口与制冷压缩机之间设有热交换器，冷凝器的制冷剂出口也经热交换器过冷后再接至中压电子膨胀阀。

进一步地，所述制冰蒸发器为多组板式蒸发器。

进一步地，所述第二蒸发器为壳管式满液蒸发器。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、采用双蒸发器结构（制冰蒸发器和第二蒸发器），能够利用不同蒸发器实现空调工况和制冰工况，消除单一蒸发器换热面积配置难的问题，并进一步提高制冷系统运行稳定性及综合能效。

2、制冰蒸发器连有四根管道，且每根管道与不同的设备相连，使制冷工况和脱冰工况通过不同管路循环，消除制脱冰工况时对系统运行稳定性及效率的影响，从而进一步提高系统的稳定性，降低系统的运行能耗。

3、液泵回油系统采用主动（强制）式液泵回油，有效解决了制冷系统运行时制冷压缩机油位不稳问题，从而提高制冷系统运行的稳定性；并解决了因制冷压缩机油位不稳及系统失油产生的报警现象。

附图说明

图1为本发明的结构原理框图。

图中：1—制冷压缩机，2—油分离器，3—冷凝器，4—第二蒸发器，5—制冰蒸发器，6—低压循环桶，7—回油引射泵，8—制冷剂供液泵，9—油分离器回油电磁阀，10—热气旁通电磁阀，11—热气脱冰电磁阀，12—引射电磁阀，13—中压电子膨胀阀，14—经济器补气电磁阀，15—第二蒸发器回气电动阀，16—第二蒸发器回油电磁阀，17—低压电子膨胀阀，18—供液单向阀，19—低压循环桶回气电动阀，20—低压循环桶回油电磁阀，21—制冷剂排出电磁阀，22—脱冰热气排出单向阀，23—脱冰热气排出电磁阀，24—压差控制器，25—液泵旁通电磁阀，26—液泵回油管道，27—液泵回油电磁阀，28—低压循环桶液位传感器，29—第二蒸发器液位传感器。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1，一种四管制双蒸发器制冷系统，包括制冷压缩机1、油分离器2、冷凝器3、第二蒸发器4、制冰蒸发器5、低压循环桶6、回油引射泵7以及制冷剂供液泵8；具体实施时，整个系统由系统控制器进行控制。所述制冰蒸发器5为多组板式蒸发器或其他可通过热气脱冰的立式蒸发器；所述第二蒸发器4为壳管式满液蒸发器。

所述制冷压缩机1的出气口与油分离器2的进气口相连，所述油分离器2的回油口经油分离器回油电磁阀9后与制冷压缩机1的吸气口相连，气态制冷剂经制冷压缩机1压缩形成高温高压气态制冷剂，接入油分离器2进行油气分离，分离的润滑油经油分离器回油电磁阀9回到制冷压缩机1。油分离器2的出气口同时与冷凝器3的进气口、第二蒸发器4的高压进气口、制冰蒸发器5的脱冰进气口以及回油引射泵7的进气口相连。其中，在油分离器2的出气口与第二蒸发器4的高压进气口之间设有热气旁通电磁阀10，工作中，系统控制器通过检测第二蒸发器4制冷剂压力并控制第二蒸发器4热气旁通电磁阀10的启闭。在油分离器2的出气口与制冰蒸发器5的进气口之间设有热气脱冰电磁阀11，在油分离器2的出气口与回油引射泵7的进气口之间设有引射电磁阀12。这样，使经油分离器2分离后的气态制冷剂分四路：一路接热气脱冰电磁阀11以备脱冰，一路接回油引射泵7以备引射回油，一路接入第二蒸发器4以备保护第二蒸发器4，一路接入（水冷）冷凝器3冷凝成液体制冷剂。

所述冷凝器3的制冷剂出口经中压电子膨胀阀13后与第二蒸发器4的中压制冷剂进口相连，经冷凝器3冷凝后形成高温中压的液体制冷剂经中压电子膨胀阀13节流降温（形成中温制冷剂）后进入第二蒸发器4。第二蒸发器4的经济器补气出口经经济器补气电磁阀14与制冷压缩机1的经济器补气接口相连，其回气口经第二蒸发器回气电动阀15与制冷压缩机1的吸气口相连。该第二蒸发器4的回油口经第二蒸发器回油电磁阀16与回油引射泵7的引射口相连。空调工况时，第二蒸发器4与外界媒介换热制冷，蒸发后形成的气态制冷剂经第二蒸发器回气电动阀15回至制冷压缩机1，实现空调制冷循环。

第二蒸发器4的制冷剂出口经低压电子膨胀阀17后与（具有储液和气液分离功能的）低压循环桶6的低压制冷剂进口相连。所述低压循环桶6的制冷剂出口与制冷剂供液泵8相连，制冷剂供液泵8经供液单向阀18后与制冰蒸发器5的制冷剂进口相连；该低压循环桶6的回气口经低压循环桶回气电动阀19后与制冷压缩机1的吸气口相连，其回油口经低压循环桶回油电磁阀20与回油引射泵7的引射口相连；所述回油引射泵7的排出口与制冷压缩机1的吸气口相连。所述制冰蒸发器5的制冷剂出口经制冷剂排出电磁阀21后与低压循环桶6的气液进口相连，其脱冰出气口经脱冰热气排出单向阀22和脱冰热气排出电磁阀23后与第二蒸发器4相连。这样制冰蒸发器5与四根管道相连，即：制冰蒸发器5的制冷剂进口通过进液管道与制冷剂供液泵8相连，其制冷剂出口与低压循环桶6的气液进口相连；制冷蒸发器的脱冰进气口通过管道与油分离器2相连，其脱冰出气口通过管道与第二蒸发器4相连。制冰工况时，关闭第二蒸发器回气电动阀15，且保持无外界媒介通入第二蒸发器4与制冷剂换热，使第二蒸发器4中的中温制冷剂经低压电子膨胀阀17节流降温（形成低温制冷剂）后进入低压循环桶6。低温制冷剂经制冷剂供液泵8和供液单向阀18后进入制冰蒸发器5，与制冰蒸发器5外侧媒介换热制冰；低温制冷剂经蒸发器换热后形成气液混合的制冷剂经制冷排出电磁阀后接入低压循环桶6进行气液分离。低压循环桶6内的气态制冷剂经低压循环桶回气电动阀19后回至制冷压缩机1，液态制冷剂储存在低压循环桶6中继续被制冷剂工业泵送至蒸发器实现制冰循环。此过程中，第二蒸发器4作经济器使用，油分离后高温高压制冷剂经热气旁通电磁阀10接入第二蒸发器4(系统控制器通过检测第二蒸发器4制冷剂压力并控制热气旁通电磁阀10的启闭)，气态制冷剂经经济器补气电磁阀14后接至制冷压缩机1的经济器补气接口。脱冰工作时，高温高压热气经制冰蒸发器5的脱冰进气口进入制冰蒸发器5，然后从制冰蒸发器5的脱冰出气口排出后进入第二蒸发器4内；消除制脱冰工况时对系统运行稳定性及效率的影响，从而进一步提高系统的稳定性，降低系统的运行能耗。

具体实施时，在制冷剂供液泵8与制冷压缩机1的吸气口之间设有液泵回油管道26，所述液泵回油管道26的一端与制冷供液泵的出液口相连，另一端与制冷压缩机1的进气口相连，在液泵回油管道26上设有液泵回油电磁阀27。采用主动（强制）式液泵回油，有效解决了制冷系统运行时制冷压缩机1油位不稳问题，从而提高制冷系统运行的稳定性。

与制冷剂供液泵8并联设有压差控制器24，用于检测制冷剂供液泵8进液口和出液口的压差；在制冷剂供液泵8的出液口与低压循环桶6的气液进口之间设有液泵旁通电磁阀25；用于控制当压差控制器24检测的制冷剂供液泵8前后压差较低时制冷剂直接旁通进入低压循环桶6排出泵内气体。

在低压循环桶6和第二蒸发器4上分别设有低压循环桶液位传感器28和第二蒸发器液位传感器29。第二蒸发器液位传感器29与中压电子膨胀阀13组成第二蒸发器4液位控制系统，并采用PID调节控制液位。低压循环桶液位传感器28与低压电子膨胀阀17组成低压循环桶6液位控制系统，并采用PID调节控制液位稳定。

在低压循环桶6的回气口与制冷压缩机1之间设有热交换器，冷凝器3的制冷剂出口也经热交换器过冷后再接至中压电子膨胀阀13。该热交换器也为壳管式换热器，低压循环桶6气态制冷剂经过该热交换器加热后接制冷压缩机1吸气口，冷凝器3的制冷剂出口液态制冷剂也经热交换器过冷后再接至中压电子膨胀阀13；从而提高整个系统的工作效率，并降低工作能耗。

整个制冷系统中，回油循环系统分三路：一路为油分离器2经回油管和油分离器回油电磁阀9回到制冷压缩机1，空调工况和制冰工况时都工作；一路为低压循环桶6的回油口接入引射泵的引射口，引射泵出口与压缩机吸气后相通将油引回至制冷压缩机1，制冰工况时工作；一路为第二蒸发器4的回油口接入引射泵的引射口，引射泵出口与压缩机吸气后相通将油引回至制冷压缩机1，空调工况时工作。

工作过程中制冷剂流向如下：

1、空调工况系统制冷运行：制冷压缩机→油分离器→水冷冷凝器→中压电子膨胀阀→第二蒸发器→第二蒸发器回气电动阀→制冷压缩机。其中，低压电子膨胀阀、低压循环桶、制冷剂供液泵、供液单向阀、制冰蒸发器等不参与工作。

2、制冰工况系统制冷运行：制冷压缩机→油分离器→水冷冷凝器→中压电子膨胀阀→第二蒸发器→低压电子膨胀阀→低压循环桶→制冷剂供液泵→供液单向阀→制冰蒸发器→制冷排出电磁阀→低压循环桶→制冷压缩机。

3、需脱冰运行：制冷压缩机→油分离器→热气脱冰电磁阀→制冰蒸发器→热气脱冰排出单向阀→热气脱冰排出电磁阀→第二蒸发器。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：包括制冷压缩机、油分离器、冷凝器、第二蒸发器、制冰蒸发器、低压循环桶、回油引射泵以及制冷剂供液泵；

所述制冷压缩机的出气口与油分离器的进气口相连，所述油分离器的回油口经油分离器回油电磁阀后与制冷压缩机的吸气口相连，其出气口同时与冷凝器的进气口、第二蒸发器的高压进气口、制冰蒸发器的脱冰进气口以及回油引射泵的进气口相连；其中，在油分离器的出气口与第二蒸发器的高压进气口之间设有热气旁通电磁阀，在油分离器的出气口与制冰蒸发器的进气口之间设有热气脱冰电磁阀，在油分离器的出气口与回油引射泵的进气口之间设有引射电磁阀；

所述冷凝器的制冷剂出口经中压电子膨胀阀后与第二蒸发器的中压制冷剂进口相连，第二蒸发器的经济器补气出口经经济器补气电磁阀与制冷压缩机的经济器补气接口相连，其回气口经第二蒸发器回气电动阀与制冷压缩机的吸气口相连；该第二蒸发器的回油口经第二蒸发器回油电磁阀与回油引射泵的引射口相连；

第二蒸发器的制冷剂出口经低压电子膨胀阀后与低压循环桶的低压制冷剂进口相连；所述低压循环桶的制冷剂出口与制冷剂供液泵相连，制冷剂供液泵经供液单向阀后与制冰蒸发器的制冷剂进口相连；该低压循环桶的回气口经低压循环桶回气电动阀后与制冷压缩机的吸气口相连，其回油口经低压循环桶回油电磁阀与回油引射泵的引射口相连；所述回油引射泵的排出口与制冷压缩机的吸气口相连；

所述制冰蒸发器的制冷剂出口经制冷剂排出电磁阀后与低压循环桶的气液进口相连，其脱冰出气口经脱冰热气排出单向阀和脱冰热气排出电磁阀后与第二蒸发器相连。

2.根据权利要求1所述的一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：与制冷剂供液泵并联设有压差控制器，用于检测制冷剂供液泵进液口和出液口的压差；在制冷剂供液泵的出液口与低压循环桶的气液进口之间设有液泵旁通电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：在制冷剂供液泵与制冷压缩机的吸气口之间设有液泵回油管道，所述液泵回油管道的一端与制冷供液泵的出液口相连，另一端与制冷压缩机的进气口相连，在液泵回油管道上设有液泵回油电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：在低压循环桶和第二蒸发器上分别设有低压循环桶液位传感器和第二蒸发器液位传感器。

5.根据权利要求1所述的一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：在低压循环桶的回气口与制冷压缩机之间设有热交换器，冷凝器的制冷剂出口也经热交换器过冷后再接至中压电子膨胀阀。

6.根据权利要求1所述的一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：所述制冰蒸发器为多组板式蒸发器。

7.根据权利要求1所述的一种四管制双蒸发器制冷系统，其特征在于：所述第二蒸发器为壳管式满液蒸发器。