CN212778060U - 热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统，包括蒸发式冷凝器、管壳式油冷却器和热虹吸贮液器，蒸发式冷凝器的液态工质出口与热虹吸贮液器顶部的进液口相连，热虹吸贮液器底部设置有两个出液口；其中一个出液口与管壳式油冷却器的液态工质输入端相连，管壳式油冷却器的气态工质输出端与热虹吸贮液器的工质回气口相连，热虹吸贮液器顶部的出气口与蒸发式冷凝器的气态工质进口相连；另一个出液口与干燥过滤器的输入端相连，干燥过滤器的输出端与自换热式经济器的主供液口相连，自换热式经济器的主出液口与蒸发器的工质进液口相连。其运行稳定可靠、冷凝效果良好、性价比合理，且节能环保、维护成本低廉、特别适应高寒和缺水地区。

Description

热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统

技术领域

本实用新型涉及热虹吸螺杆制冷机组，具体地指一种热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统。

背景技术

目前，螺杆制冷机组在其压缩机运行时，多采用以壳管式冷凝器为主的冷凝系统对制冷剂工质进行水冷却，这种水冷却式的冷凝系统存在如下弊端：其一，螺杆制冷机组需要相应配备水泵和高达十几米至几十米的冷却塔，以提供冷凝用冷却水，造价高昂，且占用大面积的生产场地。其二，螺杆制冷机组不适合于在缺水地区及低温地区运行，特别是在冬季运行时冷凝系统易形成冻结，故障率较高。其三，与壳管式冷凝器配套的油冷却器大多采用水油冷进行热交换，对于那些水质堪忧或者水源不足区域而言，在运行过程中容易结垢，增加维修维护成本。其四，如果让冷凝器中的液体工质直接进入螺杆制冷机组的蒸发器，容易将部分气体工质也带入蒸发器，影响蒸发换热，导致冷凝温度不能进一步降低。

为了解决上述问题，本领域技术人员一直在研究如何对螺杆制冷机组冷凝系统进行改进，但目前尚未取得满意的进展。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述已有技术存在的缺陷，提供一种运行稳定可靠、冷凝效果良好、性价比合理，且节能环保、维护成本低廉、能够适应高寒和缺水地区的热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统。

为实现上述目的，本实用新型所设计的热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统，包括螺杆制冷机组的蒸发式冷凝器，所述蒸发式冷凝器的气态工质进口通过进气管道与螺杆制冷机组的油气分离器的排气口相连；其特殊之处在于：

还包括水平卧置的管壳式油冷却器和热虹吸贮液器，所述管壳式油冷却器的安装位置低于热虹吸贮液器，所述热虹吸贮液器的安装位置低于蒸发式冷凝器；所述蒸发式冷凝器的液态工质出口通过出液管道与热虹吸贮液器顶部的进液口相连，所述热虹吸贮液器底部设置有两个出液口；

其中一个出液口通过第一管道与管壳式油冷却器的液态工质输入端相连，所述管壳式油冷却器的气态工质输出端通过第三管道与热虹吸贮液器一端的工质回气口相连，所述热虹吸贮液器顶部的出气口通过第五管道与蒸发式冷凝器的气态工质进口相连；

另一个出液口通过第二管道与干燥过滤器的输入端相连，所述干燥过滤器的输出端通过第四管道与自换热式经济器的主供液口相连，所述自换热式经济器的主出液口与螺杆制冷机组的蒸发器的工质进液口相连。

本实用新型的工作原理如下：来自压缩机的高温气态工质经油气分离器分离后，由进气管道进入蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器盘管内的高温气态工质与盘管外的喷淋水和空气进行热交换，冷凝降温后变成液态工质，通过出液管道从热虹吸贮液器顶部进入。在热虹吸贮液器底部液态工质分两路输出，第一路液态工质通过第一管道流入管壳式油冷却器的管程，与来自壳程的高温润滑油进行热交换，液态工质吸收高温润滑油的热量而蒸发，并在蒸发过程中密度逐渐减小，由此在管程前后因工质密度不同产生压差，从而在管程中获得使工质稳定流动的热虹吸效应；液体工质逐渐转化成气态工质后，通过第三管道回流至热虹吸贮液器，然后通过第五管道回气至蒸发式冷凝器进行冷凝，如此不断循环往复。第二路液态工质通过第二管道流入干燥过滤器，干燥过滤后的液态工质再通过第四管道进入自换热式经济器，通过自我换热降温后，输送至螺杆制冷机组的蒸发器，从而可以有效提高制冷系统的容量和效率。

作为优选方案，所述第一管道伸入到热虹吸贮液器筒体内部的高度低于第二管道伸入到热虹吸贮液器筒体内部的高度。这样，能够确保热虹吸贮液器优先供液至管壳式油冷却器中进行循环，从而保证螺杆制冷机组能够始终开机运行稳定。

进一步地，所述热虹吸贮液器底部平面与管壳式油冷却器的液态工质输入端的高度差为0.8～1.0m。这样，可以确保制冷剂工质在管壳式油冷却器中流动时具有可靠的热虹吸效果，进而提高其在管壳式油冷却器中的换热效率。

本实用新型具有如下几方面的优点：第一，所设计的冷凝系统避免采用水作为载冷剂，故不存在换热管束结垢影响油冷换热的问题，无需配置水泵、冷却塔等设备，具有结构紧凑、空间体积小、占地面积少、投资成本低等特点。第二，采用油冷却制冷剂工质，不受水质波动影响，可以更好地控制油温，在不影响功耗的情况下，避免油冷过程中换热管结垢，使用维护方便，从而可确保冷凝系统运行稳定可靠，特别适合缺水或水质较差地区。第三，液态制冷剂工质不重复进入蒸发式冷凝器，其主要在热虹吸贮液器和管壳式油冷却器中实现相变，可有效简化冷凝器工作流程，提高冷凝器工作效率，从而确保冷凝系统始终处于性能稳定状态。第四，设计一部分液态制冷剂工质在自换热式经济器中进行自我冷却，可以更好地利用制冷剂的蒸发吸热，不仅能显著降低进入蒸发器的冷凝液体温度，而且运行压力低，节水节电明显，能有效降低主机能耗，从而提高制冷效果。综上所述，本实用新型的热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统在制冷、空调、化工、食品、医药等行业具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统的连接结构示意图。

图中：气态工质输送管道用双实线表示，液态工质输送管道用单虚线表示。各部件标号如下：第三管道1，管壳式油冷却器2，热虹吸贮液器3，第二管道4，干燥过滤器5，第五管道6，出液管道7，第四管道8，第一管道9，蒸发式冷凝器10，进气管道11，自换热式经济器12(其中：旁路管道A，截止阀B，电磁阀C，膨胀阀D)。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应该理解为对本实用新型的限制。

如图1所示的热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统，主要由蒸发式冷凝器10、管壳式油冷却器2、热虹吸贮液器3、干燥过滤器5、自换热式经济器12、以及相应的管道阀门等部件组成。在整体结构布置上，管壳式油冷却器2和热虹吸贮液器3都呈水平卧置安装，管壳式油冷却器2的安装位置低于热虹吸贮液器3，热虹吸贮液器3的安装位置低于蒸发式冷凝器10。

蒸发式冷凝器10的气态工质进口通过进气管道11与螺杆制冷机组的油气分离器的排气口相连，蒸发式冷凝器10的液态工质出口通过出液管道7与热虹吸贮液器3顶部的进液口相连，热虹吸贮液器3底部设置有两个出液口。

其中一个出液口通过第一管道9与管壳式油冷却器2筒体一端的液态工质输入端相连，管壳式油冷却器2筒体另一端的气态工质输出端通过第三管道1与热虹吸贮液器3一端的工质回气口相连，热虹吸贮液器3顶部的出气口通过第五管道6与蒸发式冷凝器10的气态工质进口相连。

另一个出液口通过第二管道4与干燥过滤器5的输入端相连，干燥过滤器5的输出端通过第四管道8与自换热式经济器12的主供液口相连，自换热式经济器12的主出液口与螺杆制冷机组的蒸发器的工质进液口相连。自换热式经济器12的主出液口出设置有旁路管道A，旁路管道A上依次设置有截止阀B、电磁阀C和膨胀阀D，旁路管道A另一端与自换热式经济器12的节流供液口相连，自换热式经济器12的节流回气口与螺杆制冷机组的压缩机补气口相连。

本实施例中，具体安装时控制热虹吸贮液器3底部平面与管壳式油冷却器2的液态工质输入端的高度差H＝0.8～1.0m。并且，第一管道9伸入到热虹吸贮液器3筒体内部的高度低于第二管道4伸入到热虹吸贮液器3筒体内部的高度，以确保优先向管壳式油冷却器2供液。

上述热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统运行时，来自压缩机的高温气态工质经油气分离器分离后，由进气管道11进入蒸发式冷凝器10，蒸发式冷凝器10盘管内的高温气态工质与盘管外的喷淋水和空气进行热交换，冷凝降温后变成液态工质，通过出液管道7从热虹吸贮液器3顶部进入。在热虹吸贮液器3底部液态工质分两路输出，第一路液态工质通过第一管道9流入管壳式油冷却器2的管程，与来自壳程的高温润滑油进行热交换，液态工质吸收高温润滑油的热量而蒸发，并在蒸发过程中密度逐渐减小，由此在管程前后因工质密度不同产生压差，从而在管程中获得使工质稳定流动的热虹吸效应；液体工质逐渐转化成气态工质后，通过第三管道1回流至热虹吸贮液器3，然后通过第五管道6回气至蒸发式冷凝器10进行冷凝，如此不断循环往复。

第二路液态工质通过第二管道4流入干燥过滤器5，干燥过滤后的液态工质再通过第四管道8输送，从自换热式经济器12的主供液口进入，通过自我换热降温后，从自换热式经济器12的主出液口流出，并输送至螺杆制冷机组的蒸发器。其中，自我换热降温的过程如下：从自换热式经济器12的主出液口分流一支液态工质进入旁路管道A，通过膨胀阀D节流后，从自换热式经济器12的节流供液口进入，吸收从上述主供液口进入的液态工质热量而蒸发，再从自换热式经济器12的节流回气口流出，并输送至螺杆制冷机组的压缩机补气口，从而可有效提高制冷系统的容量和效率。

Claims (3)

1.一种热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统，包括螺杆制冷机组的蒸发式冷凝器(10)，所述蒸发式冷凝器(10)的气态工质进口通过进气管道(11)与螺杆制冷机组的油气分离器的排气口相连；其特征在于：

还包括水平卧置的管壳式油冷却器(2)和热虹吸贮液器(3)，所述管壳式油冷却器(2)的安装位置低于热虹吸贮液器(3)，所述热虹吸贮液器(3)的安装位置低于蒸发式冷凝器(10)；所述蒸发式冷凝器(10)的液态工质出口通过出液管道(7)与热虹吸贮液器(3)顶部的进液口相连，所述热虹吸贮液器(3)底部设置有两个出液口；

其中一个出液口通过第一管道(9)与管壳式油冷却器(2)的液态工质输入端相连，所述管壳式油冷却器(2)的气态工质输出端通过第三管道(1)与热虹吸贮液器(3)一端的工质回气口相连，所述热虹吸贮液器(3)顶部的出气口通过第五管道(6)与蒸发式冷凝器(10)的气态工质进口相连；

另一个出液口通过第二管道(4)与干燥过滤器(5)的输入端相连，所述干燥过滤器(5)的输出端通过第四管道(8)与自换热式经济器(12)的主供液口相连，所述自换热式经济器(12)的主出液口与螺杆制冷机组的蒸发器的工质进液口相连。

2.根据权利要求1所述的热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统，其特征在于：所述第一管道(9)伸入到热虹吸贮液器(3)筒体内部的高度低于第二管道(4)伸入到热虹吸贮液器(3)筒体内部的高度。

3.根据权利要求1或2或所述的热虹吸螺杆制冷机组高效冷凝系统，其特征在于：所述热虹吸贮液器(3)底部平面与管壳式油冷却器(2)的液态工质输入端的高度差H＝0.8～1.0m。

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