CN106247650A - 一种单机自动复叠制冷系统 - Google Patents

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张守恒
王巧美
贾树林
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Abstract

本发明公开了一种单机自动复叠制冷系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及复叠式制冷器，所述压缩机连接冷凝器，冷凝器连接复叠式制冷器，所述复叠式制冷器连接蒸发器，所述复叠式制冷器还连接压缩机，所述复叠式制冷器包括若干级板式换热器，所述相邻板式换热器之间连接有气液分离器。与现有技术相比，本发明用板式换热器做用于制冷系统的复叠式制冷器温度可达到‑120℃～‑160℃；由于现在的板式换热器结构比较紧密，不会出现虚焊，很好地保障了设备的正常运行，从而大大提高了生产效率，以及节约了成本；由于板式换热器不受规格影响，从而可以满足‑120℃～‑160℃低温下不同制冷量的需求。

Description

一种单机自动复叠制冷系统
技术领域
本发明属于制冷系统领域，具体涉及一种单机自动复叠制冷系统。
背景技术
现在的单机自动复叠系统中，一般最低的温度到达-150℃，它用铜管做成的套管式换热器做自动复叠制冷系统的换热器。有些厂商用三机复叠或四机复叠，可达到-120℃～-140℃，可三机复叠或四机复叠系统用到的压缩机多、辅助设备多、控制系统复杂，使整台设备体积增大、成本增加、而且故障率也高、耗电也多，技术相对落后。
目前存在的缺点如下：1、现在的单机自动复叠系统用铜管做成的套管式换热器做自动复叠制冷系统的换热器，温度只能达到-120℃～-150℃。
2、用铜管做成的套管式换热器做工复杂，大大增加了工作量，同时对工人的焊接技术要求很高，稍有不慎就会有虚焊，对设备的正常运行有很大的隐患。
3、用铜管做成的套管式换热器由于受到铜管外径及弯管设备的限制(铜管外径太大不容易弯成圆形或椭圆形，这样设备的体积大小得不到保障)，该系统不能提供在-120℃～-150℃低温下太大的制冷量。
发明内容
本发明目的就是解决上述问题，提供一种单机自动复叠制冷系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种单机自动复叠制冷系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及复叠式制冷器，所述压缩机连接冷凝器，冷凝器连接复叠式制冷器，所述复叠式制冷器连接蒸发器，所述复叠式制冷器还连接压缩机，所述复叠式制冷器包括若干级板式换热器，所述相邻板式换热器之间连接有气液分离器，所述板式换热器包括第一进口、第一出口、第二进口以及第二出口，所述气液分离器包括制冷剂进口、液态制冷剂出口以及气态制冷剂出口，所述第一级板式换热器的第一进 口连接冷凝器，所述第一级板式换热器的第二出口连接压缩机，所述制冷剂进口连接上级板式换热器的第一出口，所述液态制冷剂出口连接下级板式换热器的第二进口，所述气态制冷剂出口连接下级板式换热器的第一进口，其中，最后一级板式换热器的第一出口连接蒸发器的进口，所述蒸发器的出口连接倒数第二级板式换热器的第二进口。
优选地，所述倒数第二级板式换热器的第一进口通过旁通电磁阀连接有膨胀容器口，所述膨胀容器口的另一端通过旁通毛细管连接第一级板式换热器的第二进口。
优选地，所述压缩机的排气口连接有油分离器，所述油分离器的制冷剂出口连接冷凝器，油分离器的回油管连接压缩机。
优选地，所述冷凝器包括串联设置的水冷冷凝器与风冷冷凝器，所述风冷冷凝器的出口通过干燥过滤器连接第一级板式换热器的第一进口。
优选地，所述液态制冷剂出口与下级板式换热器的第二进口通过制冷毛细管连接。
优选地，所述油分离器的制冷剂出口与蒸发器的进口之间设置有除霜电磁阀。
优选地，所述板式换热器包括六件。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
1、用板式换热器做用于制冷系统的复叠式制冷器温度可达到-120℃～-160℃。
2、用板式换热器做用于制冷系统的复叠式制冷器简单快捷，由于现在的板式换热器结构比较紧密，不会出现虚焊，很好地保障了设备的正常运行，从而大大提高了生产效率，以及节约了成本。
3、由于板式换热器不受规格影响，从而可以满足-120℃～-160℃低温下不同制冷量的需求。
附图说明
图1为本发明的一种单机自动复叠制冷系统的结构示意图。
图中：压缩机1，蒸发器2，复叠式制冷器3，板式换热器301，气液分离器302，旁通电磁阀4，膨胀容器口5，旁通毛细管6，油分离器7，回油管8，水冷冷凝器9，风冷冷凝器10，干燥过滤器11，制冷毛细管12，除霜电磁阀13，排气避震管14，回气避震管15。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种单机自动复叠制冷系统，包括压缩机1、冷凝器、蒸发器2以及复叠式制冷器3，所述压缩机1连接冷凝器，冷凝器连接复叠式制冷器3，所述复叠式制冷器3连接蒸发器2，所述复叠式制冷器3还连接压缩机1，所述复叠式制冷器3包括若干级板式换热器301，所述相邻板式换热器301之间连接有气液分离器302，所述板式换热器301包括第一进口、第一出口、第二进口以及第二出口，所述气液分离器302包括制冷剂进口、液态制冷剂出口以及气态制冷剂出口，所述第一级板式换热器的第一进口连接冷凝器，所述第一级板式换热器的第二出口连接压缩机1，所述制冷剂进口连接上级板式换热器的第一出口，所述液态制冷剂出口连接下级板式换热器的第二进口，所述气态制冷剂出口连接下级板式换热器的第一进口，其中，最后一级板式换热器的第一出口连接蒸发器2的进口，所述蒸发器2的出口连接倒数第二级板式换热器的第二进口。所述倒数第二级板式换热器的第一进口通过旁通电磁阀4连接有膨胀容器口5，所述膨胀容器口5的另一端通过旁通毛细管6连接第一级板式换热器的第二进口。所述压缩机1的排气口连接有油分离器7，所述油分离器7的制冷剂出口连接冷凝器，油分离器7的回油管8连接压缩机1。所述冷凝器包括并联设置的水冷冷凝器9与风冷冷凝器10，所述风冷冷凝器10的出口通过干燥过滤器11连接第一级板式换热器的第一进口。所述液态制冷剂出口与下级板式换热器的第二进口通过制冷毛细管12连接。所述油分离器7的制冷剂出口与蒸发器2的进口之间设置有除霜电磁阀13。所述板式换热器301包括六件。
实施例一
如图1所示，该实施例包括六件板式换热器依次标号为A1、A2、A3、A4、A5、A6；五件气液分离器依次标号为B1、B2、B3、B4、B4,五件制冷毛细管为M1、M2、M3、M4、M5，所述第一进口、第一出口、第二进口以及第二出口分别对应的标号为x1、x3、x2、x4(x为a、b、c、d、e、f)，所述压缩机1排气口用排气管与排气避震管14连接，排气避震管14与油分离器7进口连接，油分离器7制冷剂出口与水冷冷凝器9进口连接，油分离器7回油管与压缩机1回油口连接，水冷冷凝器9出口与风冷冷凝器10进口连接，风冷冷凝器10出口与干燥过滤器11进口连接，干燥过滤器11出口与a1连接，M6一端与制冷进气手阀连接、另一端与制冷电磁阀进口连接，制冷电磁阀出口与蒸发器进口连接，蒸发器2出口与制冷回气手阀进口连接，制冷回气手阀出口与e3连接,a4与回气避震管15连接，回气避震管15与压缩机1回气口连接；
e1与旁通电磁阀4进口连接，旁通电磁阀4出口与膨胀容器口5连接，旁通毛细管6一端与膨胀容器口5连接、另一端与a3连接；
除霜电磁阀13进口与油分离器7出口连接，除霜电磁阀13出口与蒸发器2进口连接。
B1上部口与b1连接、B1中部口与a2连接、B1下部口与M1一端连接、M1另一端与b3连接；
B2上部口与c1连接、B2中部口与b2连接、B2下部口与M2一端连接、M2另一端与c3连接；
B3上部口与d1连接、B3中部口与c2连接、B3下部口与M3一端连接、M3另一端与d3连接；
B4上部口与e1连接、B4中部口与d2连接、B4下部口与M4一端连接、M4另一端与e3连接；
B5上部口与f1连接、B5中部口与e2连接、B5下部口与M5一端连接、M1另一端与f3连接；
A3与b4连接、b3与c4连接、c3与d4连接、d3与e4连接、e3与f4连接；制冷进气手阀进口与f2连接，制冷进气手阀出口与M6一端连接。
由A1～A6、1～6级板式换热器，B1～B5、1～5级气液分离器、M1～M6、1～6 级制冷毛细管(节流装置)等组成了-120℃～-160℃单机自动复叠制冷系统的自动复叠制冷部分，板式换热器代替了以前用铜管做的套管式换热器。
该系统需要充灌-120℃～-160℃温区混合制冷剂方可达到-120℃～-160℃的低温，该混合制冷剂包括如下质量百分比的组分：A：二氯氟乙烷、五氟丙烷中的一种或两种的混合物，10％～30％；B：丙烷、1,1-二氟乙烷、R417A中的一种或几种的混合物，10％～30％；C：氟甲烷，10％～30％；D：氟化碳，15％～40％；E：氪气、甲烷中的一种或两种的混合物，1％～10％；以及F：氩气、氮气中的一种或两种的混合物，1％～15％。
实现过程如下：如图1所示，-120℃～-160℃温区混合制冷剂在-120℃～-160℃单机自动复叠制冷系统中，经压缩机1压缩从排气口排出成为高温高压的气态制冷剂，该制冷剂经水冷冷凝器9和风冷冷凝器10冷凝后，该制冷剂中的一类组分液化，经a1a2后进入B1底部、经M1后在b3b4中蒸发给b1b2制冷，二、三、四、五、六类组分由于是气态，所以从B1上部进入b1b2经一类组分在b3b4中蒸发将二类组分液化后进入B2；
进入B2中的组分由于二类组分是液体所以从B2底部经M2后在c3c4中蒸发给c1c2制冷，三、四、五、六类组分由于是气态，所以从B2上部进入c1c2，经冷凝后三、四、五、六类组分中的三类组分被液化进入B3底部经M3后在d3d4中蒸发给d1d2制冷，四、五、六类组分由于是气态，所以从B3上部经d1d2进入B4，其中四类组分被液化进入B4底部经M4后在e3e4中蒸发给e1e2制冷，五、六类组分由于是气态，所以从B4上部经e1e2进入B5，其中五类组分被液化在B5底部经M5后在f3f4中蒸发给f1f2制冷，六类组分由于是气态，所以从B5上部经f1f2被液化后经M6后在蒸发器中蒸发给蒸发器制冷。
一到六级冷凝温度：30℃，-26℃，-57℃，-87℃，-115℃，-138℃。
一到六级蒸发温度：-30℃，-59℃，-89℃，-123℃，-140℃，-162℃。(冷却水温度：30℃)
要得到-120℃～-160℃之间不同的温度，可以通过减少板式换热器、气液分离器、制冷毛细管、混合制冷剂的组分来实现。
例1：要达到-135℃的低温
如图1所示：在-120℃～-160℃单机自动复叠制冷系统中，去掉B5、A6、M6,充灌的-120℃～-160℃温区混合制冷剂的组分去掉六类组分，这样经M5后蒸发得到的温度就可达到-135℃～-139℃.
例2：要达到-125℃的低温
如图1所示：在-120℃～-160℃单机自动复叠制冷系统中，去掉A5、A6、B4、B5、M5、M6，充灌的-120℃～-160℃温区混合制冷剂的组分去掉E、F类组分，这样经M4后蒸发得到的温度就可达到-120℃～-128℃。

Claims (6)

1.一种单机自动复叠制冷系统，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及复叠式制冷器，所述压缩机连接冷凝器，冷凝器连接复叠式制冷器，所述复叠式制冷器连接蒸发器，所述复叠式制冷器还连接压缩机，所述复叠式制冷器包括若干级板式换热器，所述相邻板式换热器之间连接有气液分离器，所述板式换热器包括第一进口、第一出口、第二进口以及第二出口，所述气液分离器包括制冷剂进口、液态制冷剂出口以及气态制冷剂出口，所述第一级板式换热器的第一进口连接冷凝器，所述第一级板式换热器的第二出口连接压缩机，所述制冷剂进口连接上级板式换热器的第一出口，所述液态制冷剂出口连接下级板式换热器的第二进口，所述气态制冷剂出口连接下级板式换热器的第一进口，其中，最后一级板式换热器的第一出口连接蒸发器的进口，所述蒸发器的出口连接倒数第二级板式换热器的第二进口。
2.如权利要求1所述的单机自动复叠制冷系统，其特征在于，所述倒数第二级板式换热器的第一进口通过旁通电磁阀连接有膨胀容器口，所述膨胀容器口的另一端通过旁通毛细管连接第一级板式换热器的第二进口。
3.如权利要求1或2所述的单机自动复叠制冷系统，其特征在于，所述压缩机的排气口连接有油分离器，所述油分离器的制冷剂出口连接冷凝器，油分离器的回油管连接压缩机。
4.如权利要求3所述的单机自动复叠制冷系统，其特征在于，所述冷凝器包括并联设置的水冷冷凝器与风冷冷凝器，所述风冷冷凝器的出口通过干燥过滤器连接第一级板式换热器的第一进口。
5.如权利要求1所述的单机自动复叠制冷系统，其特征在于，所述液态制冷剂出口与下级板式换热器的第二进口通过制冷毛细管连接。
6.如权利要求5所述的单机自动复叠制冷系统，其特征在于，所述板式换热器包括六件。
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