CN208091005U - 可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，旨在提供一种调节灵活方便，效率高的系统。制冷压缩机组包括多台压缩机，压缩机的排气端并联连接后分为第一排气接口和第二排气接口，压缩机的吸气端并联连接后分为第一吸气接口和第二吸气接口。第一排气接口与冷凝蒸发器的第一进口连接，冷凝蒸发器的第一出口与四通换向阀的第一接口连接，四通换向阀的第四接口通过第一节流阀和蒸发器与第一吸气接口连接；第二排气接口通过冷凝器与四通换向阀的第三接口连接，四通换向阀的第二接口通过第二节流阀与冷凝蒸发器的第二进口连接，冷凝蒸发器的第二出口与第二吸气接口连接。该系统调节方便，结构简单，效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统。
背景技术
为了降低用户的设备投资，在相同的制冷需求情况下，冬季与夏季往往采用同一系统通过控制系统的运行来满足不同季节的制冷需求。
在冬季，由于室外温度较低，制冷系统工作的热源间温差较小，通过单级压缩循环即可满足较低温度的制冷需要。一般采用多机头并联单级压缩制冷循环，通过控制制冷压缩机组中压缩机投入运行的个数来实现流量调节。但是，由于此种调节方式为有级调节，主要存在下述问题：当需要增加的制冷量小于一台压缩机的制冷量时，如果增加一台压缩机的运行，会造成机组制冷能量过大，导致吸气压力过低停机；当需要减少的制冷量小于一台压缩机的制冷量时，如果减少一台压缩机的运行，制冷压缩机组的制冷能量又不能满足制冷要求，如此出现压缩机的反复启停，降低了系统的稳定性，影响机组的使用寿命。
在夏季，室外环境温度较高，制冷系统工作的热源间温差较大，单级压缩制冷循环由于受到压缩机吸排气压缩比的限制，不适用于压缩比大于12的低温制冷系统。此时，可以采用复叠式制冷循环。对于复叠式制冷循环系统，高温级循环与低温级循环采用不同的制冷工质，由于低温工质在常温下处于超临界状态，通常在低温级制冷循环中设膨胀容器，系统结构复杂，而且很难实现变工质流量控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够实现单级压缩循环与复叠式循环的转换，同时，便于进行能力的调节，系统简单，效率高的制冷系统。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
一种可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，包括制冷压缩机组、四通换向阀、冷凝蒸发器、第一节流阀、第二节流阀、冷凝器和蒸发器；所述制冷压缩机组包括多台压缩机，每台所述压缩机的排气端并联连接后分为第一排气接口和第二排气接口，每台所述压缩机的吸气端并联连接后分为第一吸气接口和第二吸气接口，相邻两台所述压缩机的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀；所述制冷压缩机组的第一排气接口与所述冷凝蒸发器的第一进口连接，所述冷凝蒸发器的第一出口与所述四通换向阀的第一接口连接，所述四通换向阀的第四接口通过所述第一节流阀和蒸发器与所述制冷压缩机组的第一吸气接口连接；所述制冷压缩机组的第二排气接口通过所述冷凝器与所述四通换向阀的第三接口连接，所述四通换向阀的第二接口通过所述第二节流阀与所述冷凝蒸发器的第二进口连接，所述冷凝蒸发器的第二出口与所述制冷压缩机组的第二吸气接口连接。
作为单级压缩制冷系统时，所述四通换向阀的第一接口与第二接口连接，第三接口与第四接口连接，部分工质自制冷压缩机组的第二排气接口进入所述冷凝器中冷凝，冷凝后的工质经所述四通换向阀、第一节流阀、蒸发器、制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组完成制冷循环；同时，压缩后的另一部分工质经制冷压缩机组的第一排气接口进入所述冷凝器蒸发器，经所述四通换向阀、第二节流阀、所述冷凝蒸发器、制冷压缩机组的第一吸气口回到所述制冷压缩机组，通过所述第二节流阀的开度调节实现无级的能量调节。
作为复叠式制冷系统时，所述四通换向阀的第一接口与第四接口连接，第三接口与第二接口连接；所述制冷压缩机组中的多台压缩机一部分作为高温级压缩机，另一部分作为低温级压缩机；部分工质经压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口进入所述冷凝蒸发器中，冷凝后的工质经所述四通换向阀、第一节流阀、蒸发器、所述制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组完成低温级循环；部分工质压缩后经所述制冷压缩机组的第二排气接口进入所述冷凝器中冷凝，冷凝后的工质经所述第二节流阀、四通换向阀、冷凝蒸发器、所述制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组完成高温级循环；通过控制所述制冷压缩机组中压缩机启停及对应同一压缩机吸气端和排气端的一组调节阀的启闭实现高低温级变流量调节。
所述压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。
所述冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
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或溶液载冷式。
所述第一节流阀和第二节流阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的制冷系统既能够在冬季作为单级压缩并联制冷系统运行，也可以在夏季作为复叠制冷系统运行。在作为单级压缩并联制冷系统运行时，组成制冷压缩机组的各个压缩机都可通过启停控制实现能量的有级调节，并且，可以通过第二节流阀的开度调节实现能量的无级调节，保障了系统运行的稳定性及可靠性，提高了系统的使用寿命。作为复叠制冷系统运行时，制冷压缩机组中的每台压缩机都可以通过对应相应压缩机的一组调节阀组的开启与关闭改变高温级制冷压缩机与低温级制冷压缩机的投入运行台数，即制冷压缩机组中间部分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，系统灵活性强。
2、本实用新型的制冷系统在作为复叠式制冷系统时，采用单制冷工质，不用设置膨胀容器等装置，系统结构简单。
3、冬季工作时，机组转换成单级压缩并联系统运行，通过旁通调节(即第二节流阀)可以实现能量的无级调节，又可以通过压缩机的启停实现能量的有级调节，能量无级调节加有级调节使系统运行效率更高，夏季工作时，机组转换成复叠机组运行，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。
附图说明
图1所示为本实用新型可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统的原理图；
图2所示为制冷压缩机组的原理图；
图3所示为四通换向阀的接口示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统的示意图如图1-图3所示，包括制冷压缩机组1、四通换向阀2、冷凝蒸发器3、第一节流阀4-1、第二节流阀4-2、冷凝器5和蒸发器6。本实施例中的所述制冷压缩机组1包括多台压缩机7，每台所述压缩机7的排气端并联连接后分为第一排气接口1-2和第二排气接口1-3，每台所述压缩机7的吸气端并联连接后分为第一吸气接口1-1和第二吸气接口1-4，相邻两台压缩机的吸气端之间及相邻两台压缩机的排气端之间分别串联有调节阀8。每台所述压缩机7对应的吸气端和排气端的调节阀8同时打开或同时关闭。所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2与所述冷凝蒸发器3的第一进口连接，所述冷凝蒸发器3的第一出口与所述四通换向阀2的第一接口2-1连接，所述四通换向阀2的第四接口2-4通过所述第一节流阀4-1和蒸发器6与所述制冷压缩机组的第一吸气接口1-1连接。所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3通过所述冷凝器5与所述四通换向阀的第三接口2-3连接，所述四通换向阀的第二接口2-2通过所述第二节流阀4-2与所述冷凝蒸发器3的第二进口连接，所述冷凝蒸发器3的第二出口与所述制冷压缩机组的第二吸气接口1-4连接。
当本实用新型的制冷系统作为单级压缩制冷系统时，所述四通换向阀的第一接口2-1与第二接口2-2连接，第三接口2-3与第四接口2-4连接，所述制冷压缩机组中的所有调节阀8打开，第二节流阀4-2作为旁通降压阀。部分工质自制冷压缩机组的第二排气接口1-3进入所述冷凝器5中冷凝，冷凝后的工质经所述四通换向阀进入第一节流阀4-1，经第一节流阀4-1节流后进入蒸发器6蒸发，产生制冷现象，再经过制冷压缩机组的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组1完成制冷循环，制冷压缩机组1通过不同压缩机7的启停实现能量的有级调节。同时，另一部分工质经压缩后通过制冷压缩机组的第一排气接口1-2进入所述冷凝器蒸发器3中，经所述四通换向阀2进入第二节流阀4-2，经第二节流阀4-2降压后进入所述冷凝蒸发器，再经制冷压缩机组的第一吸气口1-1回到所述制冷压缩机组1，通过所述第二节流阀的开度调节实现无级的能量调节。
当本实用新型的制冷系统作为复叠式制冷系统时，所述四通换向阀的第一接口2-1与第四接口2-4连接，第三接口2-3与第二接口2-2连接。所述制冷压缩机组1中的各台压缩机7通过不同调节阀8的打开与关闭实现高低温级系统变流量调节，为了便于进行级间能量调节，制冷压缩机组中间部分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。每台所述压缩机排气端及吸气端对应的所述调节阀同时打开或关闭。本实施例中，制冷压缩机组1右侧压缩机7作为高温级系统压缩机，制冷压缩机组1左侧压缩机7作为低温级系统压缩机。运行时，部分工质经压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2进入所述冷凝蒸发器3中冷凝，向高温级工质散热，冷凝后的工质经所述四通换向阀2进入所述第一节流阀4-1，经第一节流阀4-1节流后进入所述蒸发器6中蒸发，产生制冷现象，再经所述制冷压缩机组的第一吸气接口1-1回到所述制冷压缩机组完成低温级循环。部分工质压缩后经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3进入所述冷凝器5中冷凝，冷凝后的工质经四通换向阀进入所述第二节流阀4-2，经第二节流阀4-2节流后进入冷凝蒸发器3中，吸收低温级工质的冷凝热，再经制冷压缩机组1的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组完成高温级循环。通过控制所述制冷压缩机组中压缩机启停及对应同一压缩机吸气端和排气端的一组调节阀的启闭实现高低温级变流量调节。
其中，所述压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。
所述冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
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或溶液载冷式。
所述第一节流阀和第二节流阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
本实用新型的制冷系统中，制冷压缩机组中可以通过四通换向阀的动作在变流量单级压缩并联制冷系统与变流量复叠制冷系统之间切换。在变流量单级压缩并联制冷系统中，通过控制制冷压缩机组中压缩机的启停台数实现能量的有级调节，通过控制第二节流阀开度实现能量的无级调节。在复叠式制冷系统中，通过控制制冷压缩机组中调节阀的打开与关闭，可以实现高低温级系统的流量变化，级间匹配。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，其特征在于，包括制冷压缩机组、四通换向阀、冷凝蒸发器、第一节流阀、第二节流阀、冷凝器和蒸发器；所述制冷压缩机组包括多台压缩机，每台所述压缩机的排气端并联连接后分为第一排气接口和第二排气接口，每台所述压缩机的吸气端并联连接后分为第一吸气接口和第二吸气接口，相邻两台所述压缩机的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀；所述制冷压缩机组的第一排气接口与所述冷凝蒸发器的第一进口连接，所述冷凝蒸发器的第一出口与所述四通换向阀的第一接口连接，所述四通换向阀的第四接口通过所述第一节流阀和蒸发器与所述制冷压缩机组的第一吸气接口连接；所述制冷压缩机组的第二排气接口通过所述冷凝器与所述四通换向阀的第三接口连接，所述四通换向阀的第二接口通过所述第二节流阀与所述冷凝蒸发器的第二进口连接，所述冷凝蒸发器的第二出口与所述制冷压缩机组的第二吸气接口连接。
2.根据权利要求1所述的可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，其特征在于，作为单级压缩制冷系统时，所述四通换向阀的第一接口与第二接口连接，第三接口与第四接口连接，部分工质自制冷压缩机组的第二排气接口进入所述冷凝器中冷凝，冷凝后的工质经所述四通换向阀、第一节流阀、蒸发器、制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组完成制冷循环；同时，压缩后的另一部分工质经制冷压缩机组的第一排气接口进入所述冷凝器蒸发器，经所述四通换向阀、第二节流阀、所述冷凝蒸发器、制冷压缩机组的第一吸气口回到所述制冷压缩机组，通过所述第二节流阀的开度调节实现无级的能量调节。
3.根据权利要求1所述的可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，其特征在于，作为复叠式制冷系统时，所述四通换向阀的第一接口与第四接口连接，第三接口与第二接口连接；所述制冷压缩机组中的多台压缩机一部分作为高温级压缩机，另一部分作为低温级压缩机；部分工质经压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口进入所述冷凝蒸发器中，冷凝后的工质经所述四通换向阀、第一节流阀、蒸发器、所述制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组完成低温级循环；部分工质压缩后经所述制冷压缩机组的第二排气接口进入所述冷凝器中冷凝，冷凝后的工质经所述第二节流阀、四通换向阀、冷凝蒸发器、所述制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组完成高温级循环；通过控制所述制冷压缩机组中压缩机启停及对应同一压缩机吸气端和排气端的一组调节阀的启闭实现高低温级变流量调节。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，其特征在于，所述压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，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。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，其特征在于，冷凝蒸发器为板式换热器或套管式换热器。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，其特征在于，所述蒸发器为风冷式或溶液载冷式。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的可实现变流量单级压缩循环与复叠式循环的制冷系统，其特征在于，所述第一节流阀和第二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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