CN203478734U - 一种冷液机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冷液机，包括有制冷装置和溶液箱，制冷装置是由压缩机、冷凝器、换热储液器、电动截止阀、膨胀阀、板式换热器、吸气换热器依次连接构成的制冷回路，板式换热器的载冷剂出口与溶液箱的进液口连接，溶液箱的出液口通过溶液泵与热负载的换热进口连接，热负载的换热出口与板式换热器的载冷剂进口连接；换热储液器载冷剂盘管的进液口依次通过调节阀、溶液泵与溶液箱的出液口连接，换热储液器载冷剂盘管的出液口与吸气换热器载冷剂管的进液口连接，吸气换热器载冷剂管的出液口与溶液箱的进液口连接。本实用新型结构简单，使用方便，通过流量调节换热，保证冷液机组在高温、低温状态下的正常使用，且提高了冷液机组的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及热负载冷却装置领域，具体是一种冷液机。
背景技术
由于冷液机与空调相比，可以避免制冷剂的长距传输；减少制冷剂泄漏的可能性；冷量通过载冷剂方便传送，易实现多组传送；控温更精确等优点，近年来得到了迅猛发展。冷液机最早出现在二十世纪六、七十年代的美国，与国外相比，国内主要冷液机的研制生产仅有近二十年的历史，相关技术和产品性能仍相对比较滞后。所以与市场需求相比，仍有大量技术提升空间。特别在一些大功率雷达、激光、机柜、医疗和印刷设备所需二次载冷剂的冷液机，随着技术的发展和更新，其产品在可靠性、维修性、测试性、保障性、环境适应性和安全性等方面要求越来越高。如何提高目前国内冷液机在全天候条件下，特别气温波动大时或低温制冷启动时，产品的安全、高效和可靠运行，近年来开始得到关注。
冷液机的主要目的是为被冷却对象提供一定温度、流量和压力要求的循环载冷剂，即冷却液。这类工业或军用冷液机由于需要安装各类液泵、各类不同浓度的载冷剂，导致制冷时机组自身热负荷增加，传热变差，其能效降低，故相关标准很难界定。国内仅在《风冷式循环冷却液制冷机组》标准中，对工业专用机组提出制冷性能系数应不低于2.4要求。所以，这类特殊用途的工业或军用冷液机的能效一般关注较少。如何提高机组能效主要依赖生产厂家的设计。由于近年来的市场需求和竞争，迫使厂家越来越重视提高能效。例如，冷液机在自己标况下,一般会预留3℃左右的设计过冷度，但实际环境会造成偏离，当过冷度不足，甚至没有过冷度时，会严重影响机组制冷能力，通常有的会在冷凝器后加装经济器，利用与压缩机回气换热实现过冷，但这种过冷不易控制，不易实现宽温（如，－15℃-65℃）工作需求，特别气候突变时更不容易满足；同时当环境温度低，而载冷剂温度又到设定上限（如30℃），此时又要开启压缩机制冷，很可能引起压缩机异常或损坏，通常有的会在冷凝器后加装辅助电加热装置等措施，但这种措施很不经济。
实用新型内容
本实用新型要解决技术问题是提供一种冷液机，其结构简单，适用于宽温状态下热负载的冷却，且其使用寿命长。
本实用新型的技术方案为：
一种冷液机，包括有制冷装置和溶液箱，所述的制冷装置是由压缩机、冷凝器、储液器、电动截止阀、膨胀阀、板式换热器依次连接构成的制冷回路，所述的板式换热器的载冷剂出口与溶液箱的进液口连接，溶液箱的出液口通过溶液泵与热负载的换热进口连接，热负载的换热出口与板式换热器的载冷剂进口连接，所述的储液器选用换热储液器，所述的换热储液器包括有储液容器和设置于储液容器内部的载冷剂盘管；所述的板式换热器和压缩机之间设置有吸气换热器，吸气换热器包括有载冷剂管和与载冷剂管进行换热的制冷剂吸气管；所述的载冷剂盘管的进液口依次通过调节阀、所述的溶液泵与溶液箱的出液口连接，载冷剂盘管的出液口与吸气换热器载冷剂管的进液口连接，吸气换热器载冷剂管的出液口与溶液箱的进液口连接。
所述的载冷剂盘管的出液口与溶液箱的进液口连接，所述的载冷剂盘管的出液口与吸气换热器载冷剂管的进液口、溶液箱的进液口的连接处设置有三通阀，即三通阀的入口与载冷剂盘管的出液口连接，三通阀的两个出口分别与吸气换热器载冷剂管的进液口、溶液箱的进液口连接。
所述的制冷剂吸气管设置于载冷剂管内部，且其制冷剂吸气口和出气口分别伸出到载冷剂管外部。
所述的调节阀选用电控调节阀。
所述的三通阀选用电动三通阀。
所述的载冷剂管内交错的设置有载冷剂挡环。
本实用新型换热储液器的长度、管径和盘管形式等依据系统和换热要求而定，其承压能力依据制冷装置用压力容器等相关要求制造。
本实用新型换热储液器的载冷剂盘管中载冷剂的流量不影响热负载供液流量要求，一般为总供液量的0.01-5%之间，并通过电控调节阀进行流量大小的控制，使压缩机得到稳定的过冷。压缩机制冷循环、载冷剂供液循环时，通过这一特殊旁通系统，实现有效控制。如，旁通载冷剂通过换热储液器，得到接近冷凝过冷温度的液温，再通过吸气换热器，将压缩机回气温度升高，其升高值不应超过压缩机承受的过热要求，所以旁路载冷剂流量可依据这一要求加以控制。
本实用新型的吸气换热器类似于空调中的吸气管路热交换器，里层走汽态制冷剂，所不同的是外层走载冷剂，而非液态制冷剂，其外层的流通面积、流道和换热长度等依据压缩机承受的过热和系统换热要求而定。当然吸气换热器的型式不局限于此，也可采用板式换热器或内置于汽液分离器中的盘管换热。
本实用新型的优点：
（1）、本实用新型在高温环境下，载冷剂可对储液容器中液态制冷剂冷却，提高冷凝器的过冷量，保证冷液机组的制冷能力；
（2）、低温状态下，载冷剂可对储液容器中液态制冷剂加热，对制冷剂进行预热升温，保证压缩机的正常开启，提高了机组的使用寿命；
（3）、本实用新型的电控调节阀可调节载冷剂在载冷剂盘管中的流量，便于升温或降温温度的调节，使冷液机能在环境温度突变或大波动的情况下，始终有最大过冷度，从而发挥机组最大能效，同时有效控制压缩机过热带来的负面影响；
（4）、本实用新型的吸气换热器可结合换热储液器对制冷剂温度进行综合调节，高温状态下其升高值不应超过压缩机承受的过热要求，低温状态下温度调节保证压缩机的启动温度。
本实用新型结构简单，使用方便，通过流量调节换热，保证冷液机组在高温、低温状态下的正常使用，且提高了冷液机组的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型不带电动三通阀的结构示意图。
图2是本实用新型带电动三通阀的结构示意图。
图3是本实用新型换热储液器的结构示意图。
图4是本实用新型吸气换热器的结构示意图。
图中：1-压缩机，2-冷凝器，3-换热储液器，4-电动截止阀，5-膨胀阀，6-板式换热器，7-吸气换热器，8-溶液箱，9-溶液泵，10-热负载，11-电控调节阀，12-电动三通阀，31-储液容器，32-载冷剂盘管，71-载冷剂管, 72-制冷剂吸气管，73-载冷剂挡环。
具体实施方式
见图1，一种冷液机，包括有制冷装置和溶液箱8，制冷装置是由压缩机1、冷凝器2、换热储液器3、电动截止阀4、膨胀阀5、板式换热器6、吸气换热器7依次连接构成的制冷回路，板式换热器7的载冷剂出口与溶液箱8的进液口连接，溶液箱8的出液口通过溶液泵9与热负载10的换热进口连接，热负载10的换热出口与板式换热器7的载冷剂进口连接；其中，换热储液器3包括有储液容器31和设置于储液容器31内部的载冷剂盘管32（见图4），吸气换热器7包括有载冷剂管71、设置于载冷剂管71内部且其吸气口和出气口分别伸出到载冷剂管71外部的制冷剂吸气管72和交错设置于载冷剂管71内用于强化换热的载冷剂挡环73（见图3）；载冷剂盘管32的进液口依次通过电控调节阀11、溶液泵9与溶液箱8的出液口连接，载冷剂盘管32的出液口与载冷剂管71的进液口连接，载冷剂管71的出液口与溶液箱8的进液口连接。
见图2，载冷剂盘管32的出液口与溶液箱8的进液口可直接连接，载冷剂盘管32的出液口与吸气换热器载冷剂管71的进液口、溶液箱8的进液口的连接处设置有电动三通阀12，即电动三通阀12的入口与载冷剂盘管32的出液口连接，电动三通阀12的两个出口分别与吸气换热器载冷剂管71的进液口、溶液箱8的进液口连接，保证在低温工作时，电动三通阀12可将载冷剂直接切换至溶液箱，进行循环，直至载冷剂达到达到设温上限时（如30℃），开启压缩机制冷；当没有电动三通阀12时，部分载冷剂在吸气换热器7、溶液箱8和热负载10中进行循环，当载冷剂的冷量致使制冷剂凝结，可关闭电控调节阀11使全部载冷剂只在溶液箱8和热负载10中进行循环制冷。
在高温工作（如，50℃-65℃），打开电控调节阀11，并将电动三通阀12与吸气换热器7载冷剂进口连接的出口打开，制冷剂在压缩机1、冷凝器2和板式换热器6之间循环制冷，板式换热器6换热降温后的载冷剂进入溶液箱8中，然后大部分载冷剂用来对热负载进行降温，小部分载冷剂依次经溶液泵9、电控调节阀11进入换热储液器3的载冷剂盘管32内，对储液容器31内部的制冷剂进行冷却，使制冷剂的过冷量增大，进一步降温后的液体制冷剂在板式换热器6内吸热成为气态制冷剂，气态制冷剂进入吸气换热器7内，由于载冷剂与储液容器31内部的制冷剂换热后温度升高，升温的载冷剂进入吸气换热器7内与气态制冷剂换热对气态制冷剂进行适度加热，最后回传给压缩机；当压缩机1容易产生过热或过载，此时吸气换热器7很可能成为负面作用，可将电控调节阀11依据过热情况关闭。
在低温工作（如，－15℃-15℃）时，打开电控调节阀11，并将电动三通阀12与溶液箱8的进液口连接的出口打开，随着热负载10的投入，大部分载冷剂在溶液箱8和热负载10中进行循环制冷部分，小部分载冷剂在吸气换热器7、溶液箱8和热负载10中进行循环制冷，随之载冷剂温度升高，进入换热储液器3的载冷剂温度增高，载冷剂对换热储液器3的制冷剂进行预热升温；当载冷剂温度达到设温上限时（如30℃），再开启压缩机1制冷，保证压缩机1的正常开启，提高了机组的使用寿命；当载冷剂的冷量致使制冷剂凝结，可关闭电控调节阀11使全部载冷剂只在溶液箱8和热负载10中进行循环制冷。另外，开启压缩机1之前也可通过压缩机曲柄加热器预热，同时冷凝机进行风量调节等。
Claims (6)
1.一种冷液机，包括有制冷装置和溶液箱，所述的制冷装置是由压缩机、冷凝器、储液器、电动截止阀、膨胀阀、板式换热器依次连接构成的制冷回路，所述的板式换热器的载冷剂出口与溶液箱的进液口连接，溶液箱的出液口通过溶液泵与热负载的换热进口连接，热负载的换热出口与板式换热器的载冷剂进口连接，其特征在于：所述的储液器选用换热储液器，所述的换热储液器包括有储液容器和设置于储液容器内部的载冷剂盘管；所述的板式换热器和压缩机之间设置有吸气换热器，吸气换热器包括有载冷剂管和与载冷剂管进行换热的制冷剂吸气管；所述的载冷剂盘管的进液口依次通过调节阀、所述的溶液泵与溶液箱的出液口连接，载冷剂盘管的出液口与吸气换热器载冷剂管的进液口连接，吸气换热器载冷剂管的出液口与溶液箱的进液口连接。
2.根据权利要求1所述的一种冷液机，其特征在于：所述的载冷剂盘管的出液口与溶液箱的进液口连接，所述的载冷剂盘管的出液口与吸气换热器载冷剂管的进液口、溶液箱的进液口的连接处设置有三通阀，即三通阀的入口与载冷剂盘管的出液口连接，三通阀的两个出口分别与吸气换热器载冷剂管的进液口、溶液箱的进液口连接。
3.根据权利要求1所述的一种冷液机，其特征在于：所述的制冷剂吸气管设置于载冷剂管内部，且其制冷剂吸气口和出气口分别伸出到载冷剂管外部。
4.根据权利要求1所述的一种冷液机，其特征在于：所述的调节阀选用电控调节阀。
5.根据权利要求2所述的一种冷液机，其特征在于：所述的三通阀选用电动三通阀。
6.根据权利要求3所述的一种冷液机，其特征在于：所述的载冷剂管内交错的设置有载冷剂挡环。
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