CN210346006U - 一种自补偿分级制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自补偿分级制冷设备，涉及制冷设备与系统的技术领域，包括通过管道依次首尾连接的蒸发器、压缩机、冷凝器组件和膨胀阀，所述膨胀阀与所述蒸发器之间设有储液罐，所述储液罐中存储有低温低压液态冷媒，所述储液罐进液口处的管道上设有单向阀，所述储液罐出液口处的管道上设有流量控制阀。本实用新型具有可以自动补偿工况发生变化时导致的总制冷量下降从而稳定制冷的技术效果。

Description

一种自补偿分级制冷设备

技术领域

本实用新型涉及制冷设备与系统的技术领域，尤其是涉及一种自补偿分级制冷设备。

背景技术

目前所用的压缩机制冷系统中，其制冷原理为制冷压缩机将蒸发器内的低压、低温的气态冷媒(氨或氟里昂)吸入压缩机内，经过压缩机的压缩做功，使之成为压力和温度都较高的气体排入冷凝器。在冷凝器内，高压、高温的气态冷媒与冷却水或空气进行热交换，把热量传给冷却水(水冷方式)或空气(风冷方式)，结果气态冷媒凝结为液体，高压冷媒液体再经膨胀阀降压后进入蒸发器。在蒸发器内，低压冷媒液体汽化，而汽化时必须吸取周围介质如冷媒水或冷媒空气的热量，从而使冷媒水或冷媒空气降低了温度，这样制取了所需低温冷水或低温空气。蒸发器中汽化形成的低压、低温的气态冷媒又被制冷压缩机吸入压缩，这样周而复始，不断循环，连续制出冷低温水。

在压缩制冷系统中，通常包含制冷四大件：蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，因为各冷库制冷设备的制冷量在工况不同时是会变化的，有的增大，有的减小，所以在设计时都事先留有一定的余量，防止在某种运行工况下工作时，因某一部件的制冷量减少过多而使整个装置的制冷能力不能得到正常发挥。

由于设计时，压缩机及其蒸发器之间存在工况匹配的问题，那就是在开始工作时，环境温度及冷库温度均比较高，如果压缩机和蒸发器的工况匹配按照开始时设计的话，那么随着冷库温度下降，热负荷减小，膨胀阀受冷导致流进蒸发器的冷媒不断减少，蒸发器内的压力不断降低，蒸发器的蒸发温度不断下降，则冷媒流入压缩机也减少，则总的制冷量就会下降，最后产生总制冷量减少的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以自动补偿工况发生变化时导致的总制冷量下降从而稳定制冷的自补偿分级制冷设备。

本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：

一种自补偿分级制冷设备，包括通过管道依次首尾连接的蒸发器、压缩机、冷凝器组件和膨胀阀，所述膨胀阀与所述蒸发器之间设有储液罐，所述储液罐中存储有低温低压液态冷媒，所述储液罐进液口处的管道上设有单向阀，所述储液罐出液口处的管道上设有流量控制阀。

通过采用上述技术方案，从膨胀阀中流出的低温低压液态冷媒在进入蒸发器之前先进入储液罐中，这样即使冷库中温度降低，膨胀阀受冷导致从膨胀阀中流出的冷媒不断减少，储液罐中的低温低压液态冷媒也可以通过流量控制阀以某一恒定流量进入蒸发器中，从而维持蒸发器中的蒸发压力、蒸发温度不变，进而补偿制冷后期的总制冷量减少，保持总制冷量恒定，制冷效果更好且更稳定。

进一步设置为：所述储液罐与所述蒸发器之间设有雾化罐，所述雾化罐的进液口处设有雾化器，所述雾化器通过雾化管道与所述蒸发器的进液口连接。

通过采用上述技术方案，储液罐中的低温低压液态冷媒在进入蒸发器中后吸热汽化形成低温低压气态冷媒，此过程为液态冷媒汽化过程，储液罐中的低温低压液态冷媒在进入蒸发器之前先进行雾化处理，可以使液态冷媒转换成小雾滴进而加快汽化过程，提高蒸发器中的汽化反应速度，进而提高整个制冷设备的制冷效率。

进一步设置为：所述雾化罐底部连接有回流管，所述回流管与所述储液罐进液口处的管道连接。

通过采用上述技术方案，雾化罐中被雾化的低温低压冷媒小雾滴在团聚作用下会有部分重新凝结成液态冷媒，这些液态冷媒通过回流管重新输送至储液罐中，进而可以进行多次循环雾化回用，提高冷媒介质的利用率，改善制冷效果的同时降低制冷成本。

进一步设置为：所述冷凝器组件包括串联的第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器的进气端通过第一进气管与所述压缩机的出气端连接，所述第一冷凝器的出液口通过第一出液管与所述第二冷凝器的进气端连接，所述第二冷凝器的出液口通过第二出液管与所述膨胀阀的进液口连接。

通过采用上述技术方案，冷凝器组件由串联的第一冷凝器和第二冷凝器构成，蒸发器中的低温低压气态冷媒经压缩机加温加压后形成高温高压气态冷媒，再进入冷凝器组件中进行冷凝形成低温高压液态冷媒。第一冷凝器和第二冷凝器可以对高温高压气态冷媒进行更充分的冷凝，使冷媒介质的冷凝更彻底，降低进入蒸发器中的低温低压雾滴状冷媒温度，从而使蒸发器在换热时吸收外部环境更多的热量，增强制冷效果。

进一步设置为：所述第二冷凝器的进气口与所述压缩机的出气端之间还连接有第二进气管。

通过采用上述技术方案，第二冷凝器的进气口与压缩机的出气端通过第二进气管连接，当外部环境对制冷要求不高时，可以将从压缩机中出来的高温高压气态冷媒直接从第二冷凝器中经过，高温高压气态冷媒只进行一次冷凝，使进入蒸发器中的低温低压雾滴状冷媒温度相较于第一冷凝器和第二冷凝器同时工作时有所升高，从而减少蒸发器在换热时吸收外部环境的热量，适用于对制冷要求不高的环境。

进一步设置为：所述储液罐、所述雾化罐、所述回流管、所述第一进气管、所述第二进气管、所述第一出液管、所述第二出液管及所述管道外部均包覆有隔热保温层。

通过采用上述技术方案，储液罐、雾化罐、回流管、第一进气管、第二进气管、第一出液管、第二出液管和管道外部均包覆隔热保温层，可以减少冷媒介质在各个制冷大件之间循环时与外部环境之间的热量交换，使冷媒介质在各制冷大件中发生状态转变时的热量交换利用率更高，改善制冷效果。

进一步设置为：所述第一出液管上设有控制阀。

通过采用上述技术方案，第一出液管上设置控制阀，在第一冷凝器和第二冷凝器同时工作时，打开控制阀使冷媒介质可以由第一冷凝器流入第二冷凝器中实现两次冷凝；当只使用第二冷凝器进行一次冷凝时，关闭控制阀，使高温高压气态冷媒无法进入第一冷凝器中，提供冷媒介质的利用率。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

（1）在膨胀阀和蒸发器之间设置储液罐，从膨胀阀中流出的低温低压液态冷媒在进入蒸发器之前先进入储液罐中，即使冷库中温度降低，膨胀阀受冷导致从膨胀阀中流出的冷媒不断减少，储液罐中的低温低压液态冷媒也可以通过流量控制阀以某一恒定流量进入蒸发器中，从而维持蒸发器中的蒸发压力、蒸发温度不变，进而补偿制冷后期的总制冷量减少，保持总制冷量恒定，制冷效果更好且更稳定；

（2）在储液罐与蒸发器之间设置雾化罐，储液罐中的低温低压液态冷媒在进入蒸发器之前先进行雾化处理，可以使液态冷媒转换成小雾滴进而加快汽化过程，提高蒸发器中的汽化反应速度，进而提高整个制冷设备的制冷效率；

（3）冷凝器组件由串联的第一冷凝器和第二冷凝器构成，且第一冷凝器通过第一进气管与压缩机的出气端连接，第二冷凝器通过第二进气管与压缩机的出气端连接，则在对制冷要求不同的环境下，可以选择对从压缩机中出来的高温高压气态冷媒进行不同程度的冷凝，适用于对制冷要求不高的环境。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

附图标记：1、蒸发器；2、压缩机；3、冷凝器组件；4、膨胀阀；5、储液罐；6、单向阀；7、流量控制阀；8、雾化罐；9、雾化器；10、雾化管道；11、回流管；12、第一冷凝器；13、第二冷凝器；14、第一进气管；15、第一出液管；16、第二进气管；17、第二出液管；18、阀门;19、循环泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种自补偿分级制冷设备，包括通过管道依次首尾连接的蒸发器1、压缩机2、冷凝器组件3、膨胀阀4和储液罐5。储液罐5中存储有低温低压液态冷媒，储液罐5进液口处的管道上安装有单向阀6，储液罐5出液口处的管道上安装有流量控制阀7。从膨胀阀4中流出的低温低压液态冷媒在进入蒸发器1之前先进入储液罐5中，储液罐5中的低温低压液态冷媒再通过流量控制阀7以某一恒定流量进入蒸发器1中，从而维持蒸发器1中的蒸发压力、蒸发温度不变，进而补偿制冷后期的总制冷量减少，保持总制冷量恒定，制冷效果更好且更稳定。

储液罐5与蒸发器1之间设置有雾化罐8，雾化罐8的进液口通过管道与储液罐5的出液口连接，雾化罐8的出液口通过雾化管道10与蒸发器1的进液口连接。雾化罐8的进液口处安装有雾化器9，雾化罐8的底部连接有与单向阀6进液口前端的管道连接的回流管11，回流管11上安装有循环泵，雾化罐8内凝结的液态冷媒通过回流管11和循环泵19重新输送至储液罐5中，使冷媒介质在储液罐5和雾化罐8之间循环使用，提高冷媒介质的利用效率。储液罐5中的低温低压液态冷媒在进入蒸发器1之前先进行雾化处理，可以使液态冷媒转换成小雾滴进而加快汽化过程，提高蒸发器1中的汽化反应速度，进而提高整个制冷设备的制冷效率。

参照图1，冷凝器组件3包括串联的第一冷凝器12和第二冷凝器13，第一冷凝器12的进气端通过第一进气管14与压缩机2的出气端连接，第一冷凝器12的出液口通过第一出液管15与第二冷凝器13的进气端连接，第二冷凝器13的出液口通过第二出液管17与膨胀阀4的进液口连接。第二冷凝器13的进气端还连接有与压缩机2出气端处的第一进气管14连通的第二进气管16。第一进气管14、第一出液管15和第二进气管16上均安装有控制所在管路启闭的阀门18。

当外部环境对制冷要求较高即制冷温度更低时，经压缩机2加温加压后形成高温高压气态冷媒先后进入第一冷凝器12和第二冷凝器13中进行两次冷凝，形成低温高压液态冷媒。当外部环境对制冷要求不高时，从压缩机2中出来的高温高压气态冷媒可以直接从第二冷凝器13中经过，高温高压气态冷媒只进行一次冷凝。根据外部环境不同的制冷要求来改变高温高压气态冷媒的冷凝次数，从而适用于对制冷要求不高的环境。

为了减少制冷设备中的冷媒介质在循环过程中不必要的热量交换，储液罐5、雾化罐8、回流管11、第一进气管14、第二进气管16、第一出液管15、第二出液管17及其他管道外部均包覆有隔热保温层（图中未示出），隔热保温层为聚氨酯发泡保温材料。

本实施例的实施原理及有益效果为：在膨胀阀4和蒸发器1之间设置储液罐5，从膨胀阀4中流出的低温低压液态冷媒在进入蒸发器1之前先进入储液罐5中，即使冷库中温度降低，膨胀阀4受冷导致从膨胀阀4中流出的冷媒不断减少，储液罐5中的低温低压液态冷媒也可以通过流量控制阀7以某一恒定流量进入蒸发器1中，从而维持蒸发器中的蒸发压力、蒸发温度不变，进而补偿制冷后期的总制冷量减少，保持总制冷量恒定，制冷效果更好且更稳定。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自补偿分级制冷设备，包括通过管道依次首尾连接的蒸发器（1）、压缩机（2）、冷凝器组件（3）和膨胀阀（4），其特征在于：所述膨胀阀（4）与所述蒸发器（1）之间设有储液罐（5），所述储液罐（5）中存储有低温低压液态冷媒，所述储液罐（5）进液口处的管道上设有单向阀（6），所述储液罐（5）出液口处的管道上设有流量控制阀（7）。

2.根据权利要求1所述的自补偿分级制冷设备，其特征在于：所述储液罐（5）与所述蒸发器（1）之间设有雾化罐（8），所述雾化罐（8）的进液口处设有雾化器（9），所述雾化器（9）通过雾化管道（10）与所述蒸发器（1）的进液口连接。

3.根据权利要求2所述的自补偿分级制冷设备，其特征在于：所述雾化罐（8）底部连接有回流管（11），所述回流管（11）与所述储液罐（5）进液口处的管道连接。

4.根据权利要求3所述的自补偿分级制冷设备，其特征在于：所述冷凝器组件（3）包括串联的第一冷凝器（12）和第二冷凝器（13），所述第一冷凝器（12）的进气端通过第一进气管（14）与所述压缩机（2）的出气端连接，所述第一冷凝器（12）的出液口通过第一出液管（15）与所述第二冷凝器（13）的进气端连接，所述第二冷凝器（13）的出液口通过第二出液管（17）与所述膨胀阀（4）的进液口连接。

5.根据权利要求4所述的自补偿分级制冷设备，其特征在于：所述第二冷凝器（13）的进气端与所述压缩机（2）的出气端之间还连接有第二进气管（16）。

6.根据权利要求5所述的自补偿分级制冷设备，其特征在于：所述储液罐（5）、所述雾化罐（8）、所述回流管（11）、所述第一进气管（14）、所述第二进气管（16）、所述第一出液管（15）、所述第二出液管（17）及所述管道外部均包覆有隔热保温层。

7.根据权利要求4或6所述的自补偿分级制冷设备，其特征在于：所述第一出液管（15）上设有阀门（18）。

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