CN107525294A - 混合工质制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及低温制冷技术领域，提供一种混合工质制冷系统，其包括通过管道连接的压缩机单元、冷却分凝分离单元、换热器单元、蒸发器单元、第一节流阀及第二节流阀。所述混合工质制冷系统，利用冷却分凝分离单元代替压缩机后冷凝器和分凝分离器，兼顾冷却和高沸点工质及润滑油分离的效果，使制冷系统更加紧凑、高效，提高了系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及低温制冷技术领域，尤其涉及一种混合工质制冷系统。
背景技术
混合工质节流制冷技术最早提出于20世纪30年代，至今已经逐渐发展为80K至230K这一广泛温区的主要制冷方式。混合工质节流制冷技术能够实现的冷量需求范围广，从微型、小型到大中型制冷需求均可以利用该技术以高效实现，例如对冷量在数百毫瓦至数瓦的红外及电子器件进行冷却，冷量在数十瓦至数百瓦的低温医疗与低温储存，以及冷量需求更大的气体液化分离领域等。
一般情况，深冷混合工质节流制冷剂采用多元非共沸工质作为制冷剂，制冷工质挟带的润滑油进入低温端，容易造成低温端换热器和节流元件的堵塞，造成制冷剂系统性能下降和故障等等。因此，需要采用复杂的润滑油过滤分离处理装置。例如，常规的分离装置是在制冷剂循环流程中根据不同温度和工质种类设置一到数个汽液分离器，用于分离高压混合工质中已经成为液相的高沸点组分及润滑油。中国专利CN1122797C提供的技术方案采用全新的分离方式，在混合工质制冷系统后，增加分凝分离装置：利用高压流体内部传热传质返利方式，利用低压返流提供分离驱动力，实现高压流体的冷凝回流将高压流体中较高沸点的组分在较高温区分离出来。但是，这种技术方案增加的分凝分离装置使得制冷系统难以更紧凑、高效，高沸点工质析出较多，增加了工质充注量，成本提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种更加紧凑高效、可靠性更高的混合工质制冷系统，用于解决现有技术中存在的问题。
一种混合工质制冷系统，其包括：压缩机单元、冷却分凝分离单元、换热器单元、蒸发器单元、第一节流阀及第二节流阀；
所述压缩机单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元的高压进口，冷却介质由所述冷却分凝分离单元的入口进入、带走热量并由出口流出，所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述换热器单元的高压制冷剂进口，所述换热器单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述第一节流阀的高压制冷剂进口，所述第一节流阀的低压制冷剂出口通过管道连接所述蒸发器单元的低压制冷剂入口，所述蒸发器单元的低压制冷剂出口通过管道连接所述换热器单元的低压制冷剂入口，所述换热器单元的低压制冷剂出口通过管道连接所述压缩机单元的低压制冷剂入口；
所述冷却分凝分离单元的高压高沸点组分出口通过管道连接所述第二节流阀的高压高沸点组分入口，所述第二节流阀的低压高沸点组分出口通过管道连接并入所述换热器单元的低压制冷剂出口至所述压缩机单元的低压制冷剂入口的管路中。
本发明一较佳实施方式中，还包括设置于所述压缩机单元和所述冷却分凝分离单元之间的预冷器单元，所述压缩机单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述预冷器单元的高压制冷剂进口，所述预冷器单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂入口，所述冷却分凝分离单元的出口通过管道连接所述预冷器单元的冷却介质进口，冷却介质由所述预冷器单元的出口流出。
本发明一较佳实施方式中，所述换热器单元包括第一换热器和第二换热器；
所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述第一换热器的高压制冷剂进口，所述第一换热器的高压制冷剂出口通过管道连接所述第二换热器的高压制冷剂进口，所述第二换热器的低压制冷剂出口通过管道连接所述第一换热器的低压制冷剂进口，所述第一换热器的低压制冷剂出口通过管道连接所述压缩机单元的低压制冷剂进口；
所述冷却分凝分离单元的高压高沸点组分出口通过管道连接所述第一换热器的高压制冷剂进口，所述第一换热器的高压高沸点制冷剂出口通过管道连接所述第二节流阀的高压制冷剂进口，所述第二节流阀的低压高沸点组分通过管道连接并入所述第二换热器的低压制冷剂出口至所述第一换热器的低压制冷剂进口的管路中。
本发明一较佳实施方式中，还包括设置于所述压缩机单元和所述冷却分凝分离单元之间的预冷器单元，所述压缩机单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述预冷器单元的高压制冷剂进口，所述预冷器单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂入口，所述冷却分凝分离单元的出口通过管道连接所述预冷器单元的冷却介质进口，冷却介质由所述预冷器单元的出口流出。
本发明一较佳实施方式中，所述冷却介质为水、防冻液或气体。
本发明一较佳实施方式中，所述冷却分凝分离单元为浮头式或U型管式。
相较于现有技术，本发明提出的混合工质制冷系统，利用冷却分凝分离单元代替压缩机后冷凝器和分凝分离器，兼顾冷却和高沸点工质及润滑油分离的效果，使制冷系统更加紧凑、高效，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的混合工质制冷系统的示意图；
图2是本发明实施例2提供的混合工质制冷系统的示意图；
图3是本发明实施例3提供的混合工质制冷系统的示意图；
图4是本发明实施例4提供的混合工质制冷系统的示意图；
图5是本发明提供的混合工质制冷系统中的U型管式冷却分凝分离器的示意图；
图6是本发明提供的混合工质制冷系统中的浮头式冷却分凝分离器示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一种混合工质制冷系统，其包括：压缩机单元CU、冷却分凝分离单元SEP、换热器单元HX、蒸发器单元EVA、第一节流阀JT1及第二节流阀JT2；所述压缩机单元CU的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元SEP的高压进口，冷却介质由所述冷却分凝分离单元SEP的入口11进入、带走热量并由出口22流出，所述冷却分凝分离单元SEP的高压制冷剂出口通过管道连接所述换热器单元HX的高压制冷剂进口，所述换热器单元HX的高压制冷剂出口通过管道连接所述第一节流阀JT1的高压制冷剂进口，所述第一节流阀JT1的低压制冷剂出口通过管道连接所述蒸发器单元EVA的低压制冷剂入口，所述蒸发器单元EVA的低压制冷剂出口通过管道连接所述换热器单元HX的低压制冷剂入口，所述换热器单元HX的低压制冷剂出口通过管道连接所述压缩机单元CU的低压制冷剂入口；所述冷却分凝分离单元SEP的高压高沸点组分出口通过管道连接所述第二节流阀JT2的高压高沸点组分入口，所述第二节流阀JT2的低压高沸点组分出口通过管道连接并入所述换热器单元HX的低压制冷剂出口至所述压缩机单元CU的低压制冷剂入口的管路中。
本实施例中，所述冷却介质为水，即所述冷却分凝分离单元SEP采用水冷方式进行冷却，当然，并不局限于此，所述冷却介质也可以为防冻液或气体(如空气)。
本实施例中，混合工质制冷系统为用户换热器(即蒸发器单元EVA)提供-140℃～-176℃的冷量。
优选地，混合工质采用氮气、甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷按任意比例混合形成的混合物。
混合工质在所述压缩机单元CU中压缩至2.0MPa，经过所述冷却分凝分离单元SEP后冷却至20℃，然后分成两股流体：其中液相(高沸点工质)经过所述第二节流阀JT2后进入所述压缩机单元CU的低压进口；气相(高压制冷剂)从所述换热器单元HX的高压制冷剂进口进入，并在所述换热器单元HX中被冷却至-170℃，然后经过所述第一节流阀JT1节流至0.3MPa，再经过所述蒸发器单元EVA后，从所述换热器单元HX的低压制冷剂入口进入所述换热器单元HX的低温通道，为高温通道的流体提供冷量，最后在所述换热器单元HX的低温通道出口处与从所述第二节流阀JT2流出的液相(高沸点工质)混合，一同进入所述压缩机单元CU的低压制冷剂入口。
本实施例中，所述冷却分凝分离单元SEP为水冷式分凝分离器，当然，并不局限于此，也可以采用其他冷却介质的分凝分离器。
本实施例中，混合工质制冷系统采用一个压缩机单元CU实现循环，以冷却分凝分离器(即所述冷却分凝分离单元SEP)代替压缩机后冷凝器和分凝分离器，使得系统流程更加简单、结构更加紧凑、可靠性更高，可为用户提供不同温区的冷量。
请参阅图2，本发明第二实施例中，混合工质制冷系统还包括设置于所述压缩机单元CU和所述冷却分凝分离单元SEP之间的预冷器单元PC，所述压缩机单元CU的高压制冷剂出口通过管道连接所述预冷器单元PC的高压制冷剂进口，所述预冷器单元PC的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元SEP的高压制冷剂入口，所述冷却分凝分离单元SEP的出口22通过管道连接所述预冷器单元PC的冷却介质进口，冷却介质由所述预冷器单元PC的出口33流出。
本实施例中，所述混合工质制冷系统为用户换热器(即蒸发器单元EVA)提供-80℃～-140℃的冷量。
本实施例提供的混合工质制冷系统与前述第一实施例提供的混合工质制冷系统的不同之处在于，增加了一个预冷器单元PC。
优选地，混合工质采用甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷按任意比例混合形成的混合物。
混合工质在所述压缩机单元CU中压缩至2.0MPa，首先经过所述压缩机单元CU冷却到30℃，然后经过所述冷却分凝分离单元SEP后冷却至20℃。由此，混合工质可以以较低的温度进入所述冷却分凝分离单元SEP，进而可以有效地提高分凝分离的效果，同时避免所述冷却分凝分离单元SEP的高压进口处因较大的换热温差而引起较大的热应力变化，可有效地避免所述冷却分凝分离单元SEP的损坏。
本实施例提供的混合工质制冷系统与前述第一实施例提供的混合工质制冷系统的其它部分相同，此处不再赘述。
请参阅图3，本发明提供的第三实施例3中，所述换热器单元HX包括第一换热器HX1和第二换热器HX2；所述冷却分凝分离单元SEP的高压制冷剂出口通过管道连接所述第一换热器HX1的高压制冷剂进口，所述第一换热器HX1的高压制冷剂出口通过管道连接所述第二换热器HX2的高压制冷剂进口，所述第二换热器HX2的低压制冷剂出口通过管道连接所述第一换热器HX1的低压制冷剂进口，所述第一换热器HX1的低压制冷剂出口通过管道连接所述压缩机单元CU的低压制冷剂进口；所述冷却分凝分离单元SEP的高压高沸点组分出口通过管道连接所述第一换热器HX1的高压制冷剂进口，所述第一换热器HX1的高压高沸点制冷剂出口通过管道连接所述第二节流阀JT2的高压制冷剂进口，所述第二节流阀JT2的低压高沸点组分通过管道连接并入所述第二换热器HX2的低压制冷剂出口至所述第一换热器HX1的低压制冷剂进口的管路中。
本实施例中，所述混合工质制冷系统为用户换热器(即蒸发器单元EVA)提供-80℃～-140℃的冷量。
优选地，混合工质采用甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷按任意比例混合形成的混合物。
混合工质在所述压缩机单元CU中压缩至2.0MPa，经过所述冷却分凝分离单元SEP后冷却至20℃，然后分成两股流体：其中液相(高沸点工质)从所述第一换热器HX1的高压制冷剂进口进入，被所述第一换热器HX1冷却到-10～-20℃后，通过所述第二节流阀JT2节流后，与从所述第二换热器HX2的低压制冷剂出口流出的低压低温制冷回流汇合后，从所述第一换热器HX1的低压制冷剂进口进入所述第一换热器HX1；气相(高压制冷剂)从所述第一换热器HX1的高压制冷剂进口进入，并在所述第一换热器单元HX1中被冷却至-10～-20℃，然后从所述第二换热器HX2的高压制冷剂进口进入，再在所述第二换热器单元HX2被冷却到-80℃～-140℃，其后经过所述第一节流阀JT1节流至0.3MPa，再经过所述蒸发器单元EVA后，从所述第二换热器单元HX2的低压制冷剂入口进入所述第二换热器单元HX2的低温通道，为高温通道的流体提供冷量。
本实施例提供的混合工质制冷系统与前述混合工质制冷系统的其它部分相同，此处不再赘述。
请参阅图4，本发明第四实施例中，混合工质制冷系统还包括设置于所述压缩机单元CU和所述冷却分凝分离单元SEP之间的预冷器单元PC，所述压缩机单元CU的高压制冷剂出口通过管道连接所述预冷器单元PC的高压制冷剂进口，所述预冷器单元PC的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元SEP的高压制冷剂入口，所述冷却分凝分离单元SEP的出口22通过管道连接所述预冷器单元PC的冷却介质进口，冷却介质由所述预冷器单元PC的出口33流出。
本实施例中，所述混合工质制冷系统为用户换热器(即蒸发器单元EVA)提供-80℃～-140℃的冷量。
本实施例提供的混合工质制冷系统与前述第三实施例提供的混合工质制冷系统的不同之处在于，增加了一个预冷器单元PC。
优选地，混合工质采用甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷按任意比例混合形成的混合物。
混合工质在所述压缩机单元CU中压缩至2.0MPa，首先经过所述压缩机单元CU冷却到30℃，然后经过所述冷却分凝分离单元SEP后冷却至20℃。由此，混合工质可以以较低的温度进入所述冷却分凝分离单元SEP，进而可以有效地提高分凝分离的效果，同时避免所述冷却分凝分离单元SEP的高压进口处因较大的换热温差而引起较大的热应力变化，可有效地避免所述冷却分凝分离单元SEP的损坏。
本实施例提供的混合工质制冷系统与前述混合工质制冷系统的其它部分相同，此处不再赘述。
请参阅图5，本发明提供的混合工质制冷系统中，所述冷却分凝分离单元SEP采用U型管式水冷分凝分离装置。
本实施例中，U型管式水冷分凝分离装置的内部管侧部分没有固定在上部壳侧法兰上，而是经过U型弯曲后重新向下延伸至下部壳侧法兰，并加以固定，上部有一非固定法兰起限定作用，管侧部分可以在一定范围内相对于壳侧自由的上下移动。
工作时，冷却水从1口进，经过管侧换热后从2口出；高压制冷剂从3口进，经过壳侧换热后，高压高沸点组分被冷凝，从4口出，高压低沸点组分保持气态从5口出。
本实施例中，所述冷却分凝分离单元SEP采用U型管式结构，可以减小进口处因较大的换热温差引起的热应力变化，有效避免所述冷却分凝分离单元SEP的损坏。
请参阅图6，本发明提供的混合工质制冷系统中，所述冷却分凝分离单元SEP采用浮头式水冷分凝分离装置。
本实施例中，浮头式水冷分凝分离装置的内部管侧部分没有固定在上部壳侧法兰上，而是单独设计一法兰固定管侧管道上部，管侧部分可以在一定范围内相对于壳侧自由的上下移动。
工作时，冷却水从1口进，经过管侧换热后从2口出；高压制冷剂从3口进，进过壳侧换热后，高压高沸点组分被冷凝，从4口出，高压低沸点组分保持气态从5口出。
本实施例中，所述冷却分凝分离单元SEP采用采用浮头式结构，可以减小进口处较大的换热温差引起的热应力变化，有效避免所述冷却分凝分离单元SEP的损坏。
和现有技术相比，本发明提出的混合工质制冷系统，利用冷却分凝分离单元SEP代替压缩机后冷凝器和分凝分离器，兼顾冷却和高沸点工质及润滑油分离的效果，使制冷系统更加紧凑、高效，提高了系统的可靠性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种混合工质制冷系统，其特征在于，包括：压缩机单元、冷却分凝分离单元、换热器单元、蒸发器单元、第一节流阀及第二节流阀；
所述压缩机单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元的高压进口，冷却介质由所述冷却分凝分离单元的入口(11)进入、带走热量并由出口(22)流出，所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述换热器单元的高压制冷剂进口，所述换热器单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述第一节流阀的高压制冷剂进口，所述第一节流阀的低压制冷剂出口通过管道连接所述蒸发器单元的低压制冷剂入口，所述蒸发器单元的低压制冷剂出口通过管道连接所述换热器单元的低压制冷剂入口，所述换热器单元的低压制冷剂出口通过管道连接所述压缩机单元的低压制冷剂入口；
所述冷却分凝分离单元的高压高沸点组分出口通过管道连接所述第二节流阀的高压高沸点组分入口，所述第二节流阀的低压高沸点组分出口通过管道连接并入所述换热器单元的低压制冷剂出口至所述压缩机单元的低压制冷剂入口的管路中。
2.如权利要求1所述的混合工质制冷系统，其特征在于，还包括设置于所述压缩机单元和所述冷却分凝分离单元之间的预冷器单元，所述压缩机单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述预冷器单元的高压制冷剂进口，所述预冷器单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂入口，所述冷却分凝分离单元的出口(22)通过管道连接所述预冷器单元的冷却介质进口，冷却介质由所述预冷器单元的出口(33)流出。
3.如权利要求1所述的混合工质制冷系统，其特征在于，所述换热器单元包括第一换热器和第二换热器；
所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述第一换热器的高压制冷剂进口，所述第一换热器的高压制冷剂出口通过管道连接所述第二换热器的高压制冷剂进口，所述第二换热器的低压制冷剂出口通过管道连接所述第一换热器的低压制冷剂进口，所述第一换热器的低压制冷剂出口通过管道连接所述压缩机单元的低压制冷剂进口；
所述冷却分凝分离单元的高压高沸点组分出口通过管道连接所述第一换热器的高压制冷剂进口，所述第一换热器的高压高沸点制冷剂出口通过管道连接所述第二节流阀的高压制冷剂进口，所述第二节流阀的低压高沸点组分通过管道连接并入所述第二换热器的低压制冷剂出口至所述第一换热器的低压制冷剂进口的管路中。
4.如权利要求3所述的混合工质制冷系统，其特征在于，还包括设置于所述压缩机单元和所述冷却分凝分离单元之间的预冷器单元，所述压缩机单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述预冷器单元的高压制冷剂进口，所述预冷器单元的高压制冷剂出口通过管道连接所述冷却分凝分离单元的高压制冷剂入口，所述冷却分凝分离单元的出口(22)通过管道连接所述预冷器单元的冷却介质进口，冷却介质由所述预冷器单元的出口(33)流出。
5.如权利要求1～5所述的混合工质制冷系统，其特征在于，所述冷却介质为水、防冻液或气体。
6.如权利要求1～5任一项所述的混合工质制冷系统，其特征在于，所述冷却分凝分离单元为浮头式或U型管式。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN102494467A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-13 | 中科赛凌（北京）科技有限公司 | 带二级分凝分离回热式混合工质节流制冷的冷冻贮存箱 |
| CN102494426A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 中科赛凌（北京）科技有限公司 | 带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱 |
| CN102506534A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-06-20 | 中国科学院理化技术研究所 | 带一级分凝分离回热混合工质节流制冷的低温冷冻贮存箱 |
| CN103822389A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-05-28 | 中国科学院理化技术研究所 | 带分凝分离的多元混合工质回热式节流制冷循环系统 |
| CN103836852A (zh) * | 2012-11-20 | 2014-06-04 | 天津汉姆镀膜科技有限公司 | 一种分凝分离器 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102506534A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-06-20 | 中国科学院理化技术研究所 | 带一级分凝分离回热混合工质节流制冷的低温冷冻贮存箱 |
| CN102494426A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 中科赛凌（北京）科技有限公司 | 带回热式多元混合工质节流制冷的温度试验箱 |
| CN102494467A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-13 | 中科赛凌（北京）科技有限公司 | 带二级分凝分离回热式混合工质节流制冷的冷冻贮存箱 |
| CN103836852A (zh) * | 2012-11-20 | 2014-06-04 | 天津汉姆镀膜科技有限公司 | 一种分凝分离器 |
| CN103822389A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-05-28 | 中国科学院理化技术研究所 | 带分凝分离的多元混合工质回热式节流制冷循环系统 |
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