CN105758047A - 变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统 - Google Patents

变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统。本发明每台制冷压缩机组由制冷压缩机和四个电磁阀组成，制冷压缩机的排气端分别连接第一电磁阀和第二电磁阀，每台制冷压缩机的吸气端分别连接第三电磁阀和第四电磁阀，每台制冷压缩机上连接的第一电磁阀并联连接后与冷凝器的进口连接，每台制冷压缩机上连接的第二电磁阀并联后与冷凝蒸发器冷凝侧进口连接，每台制冷压缩机上连接的第三电磁阀并联后与冷凝蒸发器蒸发侧出口连接，每台制冷压缩机上连接的第四电磁阀并联后与蒸发器的出口连接；冷凝器的出口经高温级节流阀与冷凝蒸发器蒸发侧进口连接，冷凝蒸发器冷凝侧出口通过低温级节流阀与蒸发器进口连接。本发明的复叠制冷系统由单工质组成，不用膨胀容器等装置，系统结构简单。

Description

变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统
技术领域
本发明涉及一种制冷机组，更具体的说，涉及一种多机头的复叠制冷循环系统，用以提高复叠制冷系统效率，同时对于制冷系统的制冷剂流量可进行调节。
背景技术
单级压缩制冷系统由于受到压缩机吸排气压缩比的限制，不适用于压缩比(排气压力与吸气压力之比)大于12的低温制冷系统。在现有技术中，当压缩比大于12时通常采用双级压缩制冷系统。双级压缩制冷机组可以由一个电机带动，也可以通过多机头配组实现。但这两种方式高低压互通，压缩机的回油问题不容易解决。
在需要较低温度制冷时，复叠制冷系统也是很好的解决方式。热量通过低温级制冷系统的工质吸热，传递给连接低温级制冷系统和高温级制冷系统的冷凝蒸发器，再由高温级制冷系统工质将热量传递到环境中。这种传统的复叠制冷系统由两种工质组成，高温级制冷系统采用高温工质，低温级制冷系统采用低温工质。但由于低温工质在常温下处于超临界状态，通常在低温级制冷系统中设膨胀容器，系统复杂而且很难实现变工质流量控制。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种多机头单工质的复叠制冷循环系统，用以提高复叠制冷系统效率，同时对于制冷系统的工质流量可进行调节。
本发明通过下述技术方案实现：
一种变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，包括多台制冷压缩机组、冷凝器、冷凝蒸发器、蒸发器、高温级节流阀和低温级节流阀，每台制冷压缩机组由制冷压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀组成，制冷压缩机的排气端分别连接第一电磁阀和第二电磁阀，每台制冷压缩机的吸气端分别连接第三电磁阀和第四电磁阀，每台制冷压缩机上连接的第一电磁阀并联连接后与冷凝器的进口连接，每台制冷压缩机上连接的第二电磁阀并联后与冷凝蒸发器冷凝侧进口连接，每台制冷压缩机上连接的第三电磁阀并联后与冷凝蒸发器蒸发侧出口连接，每台制冷压缩机上连接的第四电磁阀并联后与蒸发器的出口连接；冷凝器的出口经高温级节流阀与冷凝蒸发器蒸发侧进口连接，冷凝蒸发器冷凝侧出口通过低温级节流阀与蒸发器进口连接。
当制冷压缩机作为高温级制冷系统压缩机时，第一电磁阀和第三电磁阀打开，第二电磁阀和第四电磁阀关闭，此时制冷压缩机将工质压缩后通过第一电磁阀进入冷凝器中冷凝，冷凝后的工质经高温级节流阀节流进入冷凝蒸发器中蒸发，吸收低温级的冷凝热，再经过第三电磁阀回到压缩机；当制冷压缩机作为低温级制冷系统压缩机时，第二电磁阀和第四电磁阀打开，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，此时制冷压缩机将工质压缩后通过第二电磁阀进入冷凝蒸发器中冷凝，向高温级散热，冷凝后的工质经低温级节流阀节流进入蒸发器中蒸发，产生制冷现象，再经过第四电磁阀回到压缩机。
所述制冷压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机、活塞压缩机中或其它型式制冷压缩机的任一种,变流量方式通过交流变频或直流变频进行调节，也可采用工质卸载和加载方式实现工质的流量调节。
所述冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
所述冷凝蒸发器为板式换热器或套管式换热器。
所述蒸发器为风冷式、溶液载冷式。
所述高温级节流阀和低温级节流阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
所述电磁阀可由手动截止阀、球阀等代替。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、系统灵活：本发明的复叠制冷系统中的制冷压缩机都可通过吸气端和排气端电磁阀的开启或关闭实现高温级制冷压缩机与低温级制冷压缩机的相互转换，即系统中的任一台制冷压缩机都可以作为高温级制冷压缩机或低温级制冷压缩机使用，便于进行级间能量调节。
2、系统简单：本发明的复叠制冷系统由单工质组成，不用膨胀容器等装置，系统结构简单。
3、效率高：由于采用变工质流量方式实现控制，高温级制冷系统和低温级制冷系统工质流量配比合理，系统效率高。
4、解决压缩机回油问题：本发明高温级制冷系统与低温级制冷系统隔离，解决了采用双级压缩循环系统时出现的回油不均问题。
附图说明
图1所示为本发明变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统示意图。
图中：1.制冷压缩机，2-1.第一电磁阀，2-2.第二电磁阀，2-3.第三电磁阀，2-4.第四电磁阀，3.冷凝器，4-1.高温级节流阀，4-2.低温级节流阀，5.冷凝蒸发器，6.蒸发器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。
实施例1
图1为本发明的变流量单工质共用冷凝器、蒸发器复叠制冷系统示意图，由多台制冷压缩机1、冷凝器3、冷凝蒸发器5、蒸发器6、高温级节流阀4-1和低温级节流阀4-2组成，每台所述制冷压缩机1的排气端分别连接有第一电磁阀2-1和第二电磁阀2-2，每台所述制冷压缩机1的吸气端分别连接有第三电磁阀2-3和第四电磁阀2-4，每台所述制冷压缩机1上连接的所述第一电磁阀2-1并联连接后与所述冷凝器3的进口连接，每台所述制冷压缩机1上连接的所述第二电磁阀2-2并联后与所述冷凝蒸发器5冷凝侧进口连接，每台所述制冷压缩机1上连接的所述第三电磁阀2-3并联后与所述冷凝蒸发器5蒸发侧出口连接，每台所述制冷压缩机1上连接的所述第四电磁阀2-4并联后与所述蒸发器6的出口连接；所述冷凝器3的出口经所述高温级节流阀4-1与所述冷凝蒸发器5蒸发侧进口连接，所述冷凝蒸发器5冷凝侧出口通过所述低温级节流阀4-2与所述蒸发器6进口连接。
当所述制冷压缩机1连接的所述第一电磁阀2-1和所述第三电磁阀2-3打开，所述第二电磁阀2-2和所述第四电磁阀2-4关闭时，所述制冷压缩机1连接的系统为复叠制冷系统的高温级，此时所述制冷压缩机1将工质压缩后经所述第一电磁阀2-1到所述冷凝器3中冷凝，经所述高温级节流阀4-1节流后进入所述冷凝蒸发器5中蒸发，吸收低温级的冷凝热，蒸发后的工质经所述第三电磁阀2-3回到所述制冷压缩机1中；当所述制冷压缩机1连接的所述第二电磁阀2-2和所述第四电磁阀2-4打开，所述第一电磁阀2-1和所述第三电磁阀2-3关闭时，所述制冷压缩机1连接的系统为复叠制冷系统的低温级，此时所述制冷压缩机1将工质压缩后经所述第二电磁阀2-2到所述冷凝蒸发器5中冷凝，向高温级散热，经所述低温级节流阀4-2节流后进入所述蒸发器6中蒸发，产生制冷现象，再经过所述第四电磁阀2-4回到制冷压缩机1中。
本发明实施例中只列举了共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，在实际应用中可以采用共用冷凝器、并联蒸发器复叠制冷系统和并联冷凝器、共用蒸发器复叠制冷系统。
本发明的变流量单工质复叠制冷系统任一台压缩机均可通过阀门切换成为高温级制冷系统或低温级制冷系统压缩机，并可通过压缩机的开停或电机变频实现高温级制冷系统或低温级制冷系统的流量变化。
本发明的变流量单工质复叠制冷系统在具体运用时，制冷压缩机可部分或全部采用定频制冷压缩机，以降低投资。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，其特征在于，包括多台制冷压缩机组、冷凝器、冷凝蒸发器、蒸发器、高温级节流阀和低温级节流阀，每台制冷压缩机组由制冷压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀组成，制冷压缩机的排气端分别连接第一电磁阀和第二电磁阀，每台制冷压缩机的吸气端分别连接第三电磁阀和第四电磁阀，每台制冷压缩机上连接的第一电磁阀并联连接后与冷凝器的进口连接，每台制冷压缩机上连接的第二电磁阀并联后与冷凝蒸发器冷凝侧进口连接，每台制冷压缩机上连接的第三电磁阀并联后与冷凝蒸发器蒸发侧出口连接，每台制冷压缩机上连接的第四电磁阀并联后与蒸发器的出口连接；冷凝器的出口经高温级节流阀与冷凝蒸发器蒸发侧进口连接，冷凝蒸发器冷凝侧出口通过低温级节流阀与蒸发器进口连接。
2.根据权利要求1所述的变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，其特征在于，所述制冷压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机或活塞压缩机。
3.根据权利要求1所述的变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，其特征在于，所述冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
4.根据权利要求1所述的变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，其特征在于，所述冷凝蒸发器为板式换热器或套管式换热器。
5.根据权利要求1所述的变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，其特征在于，所述蒸发器为风冷式或溶液载冷式。
6.根据权利要求1所述的变流量单工质共用冷凝器和蒸发器的复叠制冷系统，其特征在于，所述高温级节流阀和低温级节流阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
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