CN110726263A - 宽温高精度制冷装置 - Google Patents

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刘益萍
谢润之
霍亚东
许奎奎
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Abstract

本发明公开了一种宽温高精度制冷装置，包括压缩机、配置有轴流风机的冷凝器、冷凝压力调节器、NRD阀、储液器、过滤器、膨胀阀、板式换热器、电磁阀、毛细管、气液分离器、电子膨胀阀，其中压缩机、冷凝器、冷凝压力调节器、储液器、过滤器、膨胀阀、板式换热器、气液分离器构成制冷循环回路；NRD阀连通冷凝压力调节器、储液器之间管路和压缩机、冷凝器之间管路；电磁阀一端连通至过滤器、膨胀阀之间管路，另一端通过毛细管与气液分离连接；电子膨胀阀连通膨胀阀、板式换热器之间管路和压缩机、冷凝器之间管路。本发明可实现对供液温度的精确控制及宽温制冷工作。

Description

宽温高精度制冷装置
技术领域
本发明涉及制冷系统领域，具体是一种宽温高精度制冷装置。
背景技术
特种行业配套的制冷装置要求在环境温度（－45℃-55℃）正常工作，负载对制冷装置的供液温度精度要求在±0.3℃，同时负载存在起停状态的变化。
特种行业配套的制冷装置在环境温度很低的情况下需要制冷，现有的供液机组在低温情况下大部分采用的是风冷凝水实现，此种制冷需要在冷凝器部分并联风冷散热器，此方式对于散热量大的系统要求的散热器大，风机风量大，管路接头多，重量增加，制冷成本高，系统寿命减少，可靠性降低等缺陷；另外分体式冷液机组采用风冷凝水制造更复杂，可靠性更低。
特种行业配套的制冷装置在环境温度很高的情况下，制冷运转或热气旁通时压缩机高温会出现保护，制冷工作不正常。
发明内容 本发明的目的是提供一种宽温高精度制冷装置，以解决现有技术制冷装置高低温制冷效果差、控温不精确的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
宽温高精度制冷装置，其特征在于：包括压缩机、配置有轴流风机的冷凝器、冷凝压力调节器、NRD阀、储液器、过滤器、膨胀阀、板式换热器、电磁阀、毛细管、气液分离器、电子膨胀阀，所述压缩机的制冷剂出口端通过管路与冷凝器的进口端连接，冷凝器的出口端通过管路与冷凝压力调节器的进口端连接，冷凝压力调节器的出口端通过管路与储液器内部连通，过滤器的进口端通过管路与储液器内部连通，过滤器的出口端通过管路与膨胀阀一端连接，膨胀阀另一端通过管路与板式换热器的制冷剂进口端连接，板式换热器的制冷剂出口端通过管路与气液分离器的进口端连接，气液分离器的气相出口端通过管路与压缩机的制冷器进口端连接，由此构成制冷循环回路，并由冷凝器配置的轴流风机将冷凝器的热负荷排向外部空间；
所述NRD阀一端通过管路旁路连通至冷凝压力调节器、储液器之间管路，NRD阀另一端通过管路旁路连通至压缩机、冷凝器之间管路；
所述电磁阀一端通过管路旁路连通至过滤器、膨胀阀之间管路，电磁阀另一端通过管路与毛细管一端连接，毛细管另一端通过管路与气液分离器的进口端连接；
电子膨胀阀一端通过管路旁路连通至膨胀阀、板式换热器之间管路，电子膨胀阀另一端通过管路旁路连通至压缩机、冷凝器之间管路。
所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：所述气液分离器和压缩机之间管路连通安装有低压保护器。
所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：所述电子膨胀阀采用PID控制。
所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：所述冷凝器采用空气强制对流对制冷剂降温冷却。
所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：通过板式换热器进行热交换后，对冷却液降温。
本发明在压缩机和板式换热器之间设置电子膨胀阀，作为热气旁通量的调节器件，将实际供液温度与设定温度的差值及其变化趋势作为判断依据，采用智能PID控制手段来实现对供液温度的精确控制；
本发明在冷凝器出口处加装冷凝压力调节器，冷凝压力调节器出口一路进入储液器，出口另一路通过NRD阀连通到压缩机、冷凝器之间的管路上，实现低温制冷；
本发明在过滤器出口分一支路通过电磁阀联合毛细管节流控制进入压缩机吸气回路，从而保证压缩机在高温运转或热气旁通时可能出现的高温保护。
本发明的有益效果在于：
1）实现对供液温度的精确控制
2）实现宽温制冷工作。
3）结构简单、使用方便，维修方便，可靠性高。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，宽温高精度制冷装置，包括压缩机1、配置有轴流风机14的冷凝器2、冷凝压力调节器3、NRD阀4、储液器5、过滤器6、膨胀阀7、板式换热器8、电磁阀9、毛细管10、气液分离器11、电子膨胀阀13，压缩机1的制冷剂出口端通过管路与冷凝器2的进口端连接，冷凝器2的出口端通过管路与冷凝压力调节器3的进口端连接，冷凝压力调节器3的出口端通过管路与储液器5内部连通，过滤器6的进口端通过管路与储液器5内部连通，过滤器6的出口端通过管路与膨胀阀7一端连接，膨胀阀7另一端通过管路与板式换热器8的制冷剂进口端连接，板式换热器8的制冷剂出口端通过管路与气液分离器11的进口端连接，气液分离器11的气相出口端通过管路与压缩机1的制冷器进口端连接，由此构成制冷循环回路，并由冷凝器2配置的轴流风机14将冷凝器的热负荷排向外部空间；
NRD阀4一端通过管路旁路连通至冷凝压力调节器3、储液器5之间管路，NRD阀4另一端通过管路旁路连通至压缩机1、冷凝器2之间管路；
电磁阀9一端通过管路旁路连通至过滤器6、膨胀阀7之间管路，电磁阀9另一端通过管路与毛细管10一端连接，毛细管10另一端通过管路与气液分离器11的进口端连接；
电子膨胀阀13一端通过管路旁路连通至膨胀阀7、板式换热器8之间管路，电子膨胀阀13另一端通过管路旁路连通至压缩机1、冷凝器2之间管路。
本发明中，气液分离器11和压缩机1之间管路连通安装有低压保护器。
本发明中，电子膨胀阀13采用PID控制。
本发明中，冷凝器2采用空气强制对流对制冷剂降温冷却。
本发明通过板式换热器8进行热交换后，对冷却液降温。
制冷系统工作流程：压缩机1→冷凝器2→冷凝压力调节器3→储液器5→过滤器6→膨胀阀7→板式换热器8→气液分离器11→压缩机1。高温的制冷剂通过冷凝器2与冷凝器2中流通的空气进行热交换后，通过轴流风机14排向周围的大气中完成对制冷剂的冷却降温，低温的制冷剂通过板式换热器8进行热交换，冷却液被降温。
本发明中，工作模式如下：
1）制冷工作时，除完成上述制冷系统工作流程外，在压缩机1排气管路和进入板式换热器8管路之间设置电子膨胀阀13，作为热气旁通量的调节器件，热气旁通是将压缩机1排出的部分高温高压气体不经过冷凝器2冷凝，而直接送入板式换热器8入口，与经过膨胀阀7节流后的低温低压制冷剂混合（相当于给板式换热器8一个除了实际负载之外的热负荷），用于提高蒸发温度和回气温度，用于实时调节来稳定供液温度。将实际供液温度与设定温度的差值及其变化趋势作为判断依据，当检测到供液温度高于设定温度时，电子膨胀阀13全部关闭，此时没有旁通量全部用于制冷；在检测到供液温度低于设定温度时，打开电子膨胀阀13使得一部分高温高压气体进入板式换热器8，从而提高板式换热器8内部温度，进而提高供液温度；以供液温度与设定温度的差值及该差值变化趋势作为判断依据，实时调节旁通电子膨胀阀13的开度，进而实时调节旁通量，最终实现供液温度的精确控制。
2）低温制冷时，除完成上述制冷系统工作流程外，另外冷凝压力调节器3分一路进入NRD阀4中，从NRD阀4出来的制冷剂与压缩机1出来的制冷剂混合后进入冷凝器2中，冷凝压力调节器3的开启量受外环境温度控制，当环境温度较低时，有较多的制冷剂进入NRD阀4中，维持制冷系统高低压差，实现制冷；
3） 高温制冷时，除完成上述制冷系统工作流程外，另外过滤器6出口分一支路依次通过电磁阀9、毛细管10节流控制进入气液分离器11，从毛细管10出来的制冷剂与从板式换热器8出来的制冷剂在气液分离器11进行混合后，再进入压缩机1中压缩，从而保证压缩机1在高温运转或热气旁通时出现的高温保护。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.宽温高精度制冷装置，其特征在于：包括压缩机、配置有轴流风机的冷凝器、冷凝压力调节器、NRD阀、储液器、过滤器、膨胀阀、板式换热器、电磁阀、毛细管、气液分离器、电子膨胀阀，所述压缩机的制冷剂出口端通过管路与冷凝器的进口端连接，冷凝器的出口端通过管路与冷凝压力调节器的进口端连接，冷凝压力调节器的出口端通过管路与储液器内部连通，过滤器的进口端通过管路与储液器内部连通，过滤器的出口端通过管路与膨胀阀一端连接，膨胀阀另一端通过管路与板式换热器的制冷剂进口端连接，板式换热器的制冷剂出口端通过管路与气液分离器的进口端连接，气液分离器的气相出口端通过管路与压缩机的制冷器进口端连接，由此构成制冷循环回路，并由冷凝器配置的轴流风机将冷凝器的热负荷排向外部空间；
所述NRD阀一端通过管路旁路连通至冷凝压力调节器、储液器之间管路，NRD阀另一端通过管路旁路连通至压缩机、冷凝器之间管路；
所述电磁阀一端通过管路旁路连通至过滤器、膨胀阀之间管路，电磁阀另一端通过管路与毛细管一端连接，毛细管另一端通过管路与气液分离器的进口端连接；
电子膨胀阀一端通过管路旁路连通至膨胀阀、板式换热器之间管路，电子膨胀阀另一端通过管路旁路连通至压缩机、冷凝器之间管路。
2.根据权利要求1所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：所述气液分离器和压缩机之间管路连通安装有低压保护器。
3.根据权利要求1所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：所述电子膨胀阀采用PID控制。
4.根据权利要求1所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：所述冷凝器采用空气强制对流对制冷剂降温冷却。
5.根据权利要求1所述的宽温高精度制冷装置，其特征在于：通过板式换热器进行热交换后，对冷却液降温。
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