CN214009608U - 一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统，包括复叠制冷的高温级机组、低温级机组、载冷机组，以及均与其连通的冷却水循环集成；所述高温级机组和低温级机组之间设置有冷凝蒸发器，所述载冷机组和高温级机组之间设置有中温级蒸发器，所述载冷机组和低温级机组之间设置有D蒸发器；在前M₁台和后M₂台所述D压缩机之间的D吸气汇管和D吸气汇管上分别设置直通开关阀一和分流三通开关阀一，所述分流三通开关阀一的角阀侧连通于D吸气汇管；N台所述G压缩机的吸气端均连通于G吸气汇管，排气端均连通于G排气汇管，所述分流三通开关阀二的角阀侧连通于G吸气汇管。其减小了压比，提高了运行效率和安全性，有利于获得更低温度。

Description

一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统

技术领域

本实用新型涉及特种制冷技术领域，具体涉及一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统。

背景技术

用冷空间制冷时，随温度的大范围变化，其需冷负荷与制冷机组的制冷能力之间存在矛盾，温度越高时空间需冷量越小，而对特定制冷机组其制冷能力却越大；尤其是许多大体积低温实验空间往往还存在着大质量的负载实验物品及庞大质量的蓄冷(热)材料，降温过程有时间限制或速率要求，故降温阶段需要相对更大的制冷量输出，而维持温度阶段，蓄冷负荷基本降低为零，制冷负荷需求就会变得很小。所有这些制冷场合，就要求制冷机组具备很好的卸载能力，这主要是通过多机并联或变频机组加以实现，在目前变频机组在特种制冷应用领域还不普遍应用现状下，如若压缩机数量选用过少，就会造成维持阶段机组的减载能力弱，温控精度难以实现，采用加热平衡方式控温则耗能显著，这在大温差降温环境需求下弊端更甚。

对于普冷中的大温差降温制冷，无论是单级制冷还是复叠制冷，随着箱温越低，压缩机运行时压缩比越大，压缩机效率都会下降，尤其是在单机压比超过6以上时，这在实际制冷系统运行中经常发生。因此制冷系统需要增加压缩级数更有利，如将制冷系统配置为双级压缩加复叠，或三级复叠，但这类固定的多级制冷配置方式又会影响箱温变化整个过程中其它温度段降温时的制冷效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统，通过合理的结构设计减小了压比，提高了运行效率和安全性，有利于获得更低温度；降温过程中不仅充分利用了自然冷量，且始终保证制冷机组高的蒸发温度，随时维持机组制冷的高效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统，包括复叠制冷的高温级机组、低温级机组、载冷机组，以及均与其连通的冷却水循环集成；所述高温级机组和低温级机组之间设置有冷凝蒸发器，所述载冷机组和高温级机组之间设置有中温级蒸发器，所述载冷机组和低温级机组之间设置有D蒸发器；所述低温级机组包括M台并联的D压缩机，M台所述D压缩机的吸气端均连通于D吸气汇管，排气端均连通于D吸气汇管，在前M₁台和后M₂台所述D压缩机之间的D吸气汇管和D吸气汇管上分别设置直通开关阀一和分流三通开关阀一，其中M＝M₁+M₂，且M₁≤ M₂，所述分流三通开关阀一的角阀侧连通于D吸气汇管；所述高温级机组包括N台并联的G压缩机，N台所述G压缩机的吸气端均连通于G吸气汇管，排气端均连通于G排气汇管，在前N₁台和后N₂台所述G压缩机之间的G吸气汇管和G排气汇管上分别设置直通开关阀二和分流三通开关阀二，其中N＝N₁+N₂，且N₁≤N₂，所述分流三通开关阀二的角阀侧连通于G吸气汇管。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述G压缩机上设置有G回油管和G喷液管，所述G回油管上装有电磁阀，各G回油管皆自G回油汇管接出，且连通至G油分离器，所述G油分离器连通G油冷却器，连接所述G油冷却器的回油管路上配有油恒温阀；所述G压缩机的G喷液管上皆装有喷液管路电磁阀，各所述G喷液管皆连自G经济器的过冷侧管路的进液管。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述G吸气汇管与G 气液分离器连接；所述G经济器的蒸发侧回气管接至G吸气汇管。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述G油分离器的出口管连入G冷凝器的进口，所述G冷凝器的出口经过电磁阀后分为两管路，且分别连入G经济器的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中的蒸发侧管路上装有电磁阀和温控式膨胀阀，所述G经济器的出口接入G吸气汇管；所述G经济器的过冷侧进口管路上分别接三管路，三所述管路各经喷液管路电磁阀所在的G喷液管接回各台G压缩机的G喷液口。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述G压缩机的数量为2至5台。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述D压缩机上设置有D回油管和D喷液管，所述D回油管上装有电磁阀，各D回油管皆自D回油汇管接出，且连通至D油分离器，所述D油分离器连通D油冷却器，连接所述D油冷却器的回油管路上配有油恒温阀；所述D压缩机的D喷液管上皆装有喷液管路电磁阀，各所述D喷液管皆连自D经济器的过冷侧管路的进液管。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述吸气汇管与D 蒸发器连接；所述D经济器的蒸发侧回气管接至D吸气汇管。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述D油分离器的工质出口管连入D预冷器的工质进口，所述D预冷器的工质出口连入冷凝蒸发器的冷凝侧进口，所述冷凝蒸发器冷凝侧出口经电磁阀后分为两管路，分别连入D经济器的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中蒸发侧的管路上装有电磁阀和温控式膨胀阀，所述D经济器的出口经D经济器回气管接入D吸气汇管；所述D经济器的过冷侧进口管路上分别接三管路，三管路各经喷液管路电磁阀所在的D喷液管接回各台D压缩机的喷液口。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述D压缩机的数量为2至5台。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述载冷机组包括载冷溶液箱、溶液泵、D蒸发器、中温级蒸发器、高温级换热器、末端换热器集成、调温控制阀门、电动开关阀门、电磁阀、止回阀和止回阀，所述溶液泵具有并联的L组，各所述溶液泵的出口皆安装止回阀，进口皆取液于载冷溶液箱，所述溶液泵的出口最终汇聚到一根总管，从总管分别连管到D蒸发器、中温级蒸发器和高温级换热器，各管路通过电动开关阀门进行通断控制，所述D蒸发器、中温级蒸发器和高温级换热器的溶液出液管路经止回阀汇聚到供液总管，并送至末端换热器集成的进口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，通过优化的设计，在降温阶段的高温阶段，各D压缩机可以按并联方式工作，开始较高箱温时只需开启其中的一台即能满足冷量要求，随箱温降低，逐渐增加开启的台数直至并联各机组全开，这样非常有利于减小制冷系统部件大小配置、实现高效率运行及节能；而在随着试验箱温降低到某一温度以下，通过分流三通开关阀一和直通开关阀一的组合动作，使得原本并联工作的D压缩机的状态变为：其中一部分D压缩机仍为并联状态，并成为双级机组的低温级，另外一部分并联的D压缩机切换成双级机组的高温级，两部分的D压缩机组成串联状态，使得高温级机组整体按双级机运行，以避免在机组运行的大压比。在降温阶段的高温阶段，各G压缩机可以按并联方式工作，开始较高箱温时只需开启其中的一台即能满足冷量要求，随箱温降低，逐渐增加开启的台数直至并联各机组全开，这样非常有利于减小制冷系统部件大小配置、实现高效率运行及节能；而在随着试验箱温降低到某一温度以下，通过分流三通开关阀二和直通开关阀二的组合动作，使得原本并联工作的G压缩机的状态变为：其中一部分G压缩机仍为并联状态，并成为双级机组的低温级，另外一部分并联的G压缩机切换成双级机组的高温级，两部分的G压缩机组成串联状态，使得高温级机组整体按双级机运行，以避免在机组运行的大压比。而在箱温继续降温时，各机组就以整体复叠方式运行，以避免单高温级工质制冷运行时的比容过大带来的压缩机配置过大能力发挥不出来的弊端；即使是复叠方式运行，本系统仍然可以实现高温级机组的单级和双级切换，尽量防止各级压缩机组的大压比运行。进而避免了单机组配置时在高温工况制冷量过大，配置庞大带来的机组体型、造价大、配电大的弊端，又保证了机组的高效率；同时解决了整体系统在大跨度低温工况下常规设计系统各级机组的运行压比大、效率低，运行不安全的弊端，保证了机组的安全运行。且通过减小压比，使得制冷运行时压缩机余隙损失减小，压缩机运行效率提高；又利于获得更低温度；降温过程中不仅充分利用了自然冷量，且始终保证制冷机组高的蒸发温度，随时维持机组制冷的高效率。该系统适合用于箱体内温度范围为从常温到-60度以下的复叠制冷场合、且尤其适合温度需求多变的场合。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例中新型试验箱用大跨度低温制冷系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例中新型试验箱用大跨度低温制冷系统中的复叠制冷机组低温级机组的结构示意图；

图3为本实用新型优选实施例中新型试验箱用大跨度低温制冷系统中的复叠制冷机组高温级机组的结构示意图；

图4为本实用新型优选实施例中新型试验箱用大跨度低温制冷系统中的载冷机组的结构示意图。

图中标号说明：

1：低温级机组，2：高温级机组，3：载冷机组，4：冷却水循环集成，11：冷却水出水总管，12：冷却水进水总管，13：D油冷却器， 14：D预冷器，15：D蒸发器，21：G油冷却器，22：G冷凝器，23：中温级蒸发器，24：冷凝蒸发器，31：高温级换热器。

101：低压膨胀罐，102：D压缩机，103：D泄压阀，104：D泄压管，105：D吸气汇管，106：直通开关阀一，107：分流三通开关阀一，108：D吸气管，109：D排气总管，110：冷却水低温级机组供水进水管，111：冷却水低温级机组供水回水管，112：D油分离器， 113：D油分回油管，115：D油冷冷却水进出管，116：D预冷器冷却水进出管，118：电磁阀a，119：喷液管路电磁阀一，121：节流阀， 122：电磁阀b，123：温控式膨胀阀一，124：D蒸发器回气管，125： D经济器，126：D经济器回气管，127：D压缩机喷液管，128：D 回油汇管，129：D排气汇管，130：D排气管，131：止回阀，132：电磁阀c，133：D回油管，134：低压膨胀罐回油管，135：膨胀罐主管，136：回油阀门。

201：G压缩机，202：G吸气管，203：G吸气汇管，204：G喷液管，205：G经济器回气管，206：直通开关阀二，207：分流三通开关阀二，208：G气分回气总管，209：G气液分离器，210：冷却水高温级机组供水进水管，211：冷却水高温级机组供水回水管，212： G排气总管，213：G回气总管，214：G油分离器，216：G油分回油管，217：G油冷冷却水进出管，218：G冷凝器冷却水进出管， 220：电磁阀aa，221：喷液管路电磁阀二，222：电磁阀bb，223：温控式膨胀阀二，224：G经济器，225：G经济器再冷供液管路，226：电磁阀cc，227：节流阀aa，229：电磁阀dd，230：节流阀bb，232： G回油汇管，233：G排气汇管，234：G排气管，235：止回阀aa， 236:电磁阀ee，237：G回油管。

301：载冷溶液箱，302：溶液泵，304：止回阀aaa，307：高温级换热器冷却水进出管，308：供液总管，309：末端换热器集成，310：末端换热器溶液循环管,311：调温控制阀门，312：电磁阀aaa，313：末端回液总管，314：末端溶液回流管，315：电动开关阀门，316：止回阀bbb。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例

本实用新型公开一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统，参照图 1～4所示，包括复叠制冷的高温级机组2、低温级机组1、载冷机组3，以及均与其连通的冷却水循环集成4。高温级机组2和低温级机组1 之间设置有冷凝蒸发器24。载冷机组3和高温级机组2之间设置有中温级蒸发器23。载冷机组3和低温级机组1之间设置有D蒸发器 15。低温级机组1包括M台并联的D压缩机102。M台D压缩机102 的吸气端均连通于D吸气汇管105，排气端均连通于D吸气汇管129。在前M₁台和后M₂台D压缩机102之间的D吸气汇管105和D吸气汇管129上分别设置直通开关阀一106和分流三通开关阀一107。分流三通开关阀一107的角阀侧连通于D吸气汇管105，其中 M＝M₁+M₂，且M₁≤M₂。高温级机组2包括N台并联的G压缩机201。 N台G压缩机201的吸气端均连通于G吸气汇管203，排气端均连通于G排气汇管233。在前N₁台和后N₂台G压缩机201之间的G 吸气汇管203和G排气汇管233上分别设置直通开关阀二206和分流三通开关阀二207，其中N＝N₁+N₂，且N₁≤N₂。分流三通开关阀二207的角阀侧连通于G吸气汇管203。以上优化的设计，高温级机组2与低温级机组1主要通过冷凝蒸发器24发生联系，复叠制冷运行时低温级机组1的冷凝热与高温级机组2所产生的制冷量通过冷凝蒸发器24相交换；载冷机组3与高温级机组2主要通过中温级蒸发器23发生联系，根据需要载冷机组3的循环载冷剂可以被中温级蒸发器23所冷却降温；载冷机组3与低温级机组1主要通过D蒸发器15发生联系，根据需要载冷机组3的循环载冷剂可以送至D蒸发器 15被其冷却降温；冷却水循环集成4则能够为高温级机组2、低温级机组1和载冷机组3提供冷却水。低温级机组1中的M台D压缩机102通过D吸气汇管105上的直通开关阀一106和D吸气汇管129 上的分流三通开关阀一107，可以按需实现D压缩机102的全并联连接或总体串联连接，稍高箱温时全并联连接、按单级运行，稍低箱温时总体串联连接、按双级方式运行。其具体实现过程为，在降温阶段的高温阶段，各D压缩机102可以按并联方式工作，开始较高箱温时只需开启其中的一台即能满足冷量要求，随箱温降低，逐渐增加开启的台数直至并联各机组全开，这样非常有利于减小制冷系统部件大小配置、实现高效率运行及节能；而在随着试验箱温降低到某一温度以下，通过分流三通开关阀一107和直通开关阀一106的组合动作，使得原本并联工作的D压缩机102的状态变为：其中一部分D压缩机102仍为并联状态，并成为双级机组的低温级，另外一部分并联的 D压缩机102切换成双级机组的高温级，两部分的D压缩机102组成串联状态，使得高温级机组2整体按双级机运行，以避免在机组运行的大压比。高温级机组2中的N台G压缩机201通过G吸气汇管 203上的直通开关阀二206和G排气汇管233上的分流三通开关阀二 207，可以按需实现G压缩机201的全并联连接或总体串联连接，稍高箱温时全并联连接、按单级运行，稍低箱温时总体串联连接、按双级方式运行。其具体实现过程为，在降温阶段的高温阶段，各G压缩机201可以按并联方式工作，开始较高箱温时只需开启其中的一台即能满足冷量要求，随箱温降低，逐渐增加开启的台数直至并联各机组全开，这样非常有利于减小制冷系统部件大小配置、实现高效率运行及节能；而在随着试验箱温降低到某一温度以下，通过分流三通开关阀二207和直通开关阀二206的组合动作，使得原本并联工作的G 压缩机201的状态变为：其中一部分G压缩机201仍为并联状态，并成为双级机组的低温级，另外一部分并联的G压缩机201切换成双级机组的高温级，两部分的G压缩机201组成串联状态，使得高温级机组2整体按双级机运行，以避免在机组运行的大压比。而在箱温继续降温时，各机组就以整体复叠方式运行，以避免单高温级工质制冷运行时的比容过大带来的压缩机配置过大能力发挥不出来的弊端；即使是复叠方式运行，本系统仍然可以实现低温级机组1和高温级机组2的单级和双级切换，尽量防止各级压缩机组的大压比运行。进而避免了单机组配置时在高温工况制冷量过大，配置庞大带来的机组体型、造价大、配电大的弊端，又保证了机组的高效率；同时解决了整体系统在大跨度低温工况下常规设计系统各级机组的运行压比大、效率低，运行不安全的弊端，保证了机组的安全运行。且通过减小压比，使得制冷运行时压缩机余隙损失减小，压缩机运行效率提高；又利于获得更低温度；降温过程中不仅充分利用了自然冷量，且始终保证制冷机组高的蒸发温度，随时维持机组制冷的高效率。该系统适合用于箱体内温度范围为从常温到-60度以下的复叠制冷场合、且尤其适合温度需求多变的场合。

上述D压缩机102的数量为二台到五台。优选为三台。

具体而言，上述低温级机组1还包括D油分离器112、D油冷却器13、D预冷器14、D经济器125、冷凝蒸发器24、D蒸发器15、低压膨胀罐101、温控式膨胀阀一123、D泄压阀103、多只电磁阀 118、119、122、132、节流阀121、止回阀131和连管。

上述各D压缩机102的排气端均设置有D排气管130。D排气管130上皆装有止回阀131。各D排气管130皆汇集到D排气汇管 129；各D压缩机130的吸气端均设置有D吸气管108。各D吸气管 108皆自D吸气汇管105汇聚后连出；各D压缩机102的D回油管133上皆装有电磁阀c132，各D回油管133皆自D回油汇管128接出，D回油汇管128起源自D油分离器112出口的D油分回油管113，并经D油冷却器13对润滑油进行冷却，连接D油冷却器13的回油管路上配有油恒温阀；各D压缩机102的D喷液管127上皆装有喷液管路电磁阀一119，D喷液管127皆连自D经济器125的过冷侧管路的进液管。

上述D吸气汇管105上装有直通开关阀一106，D吸气汇管105 经D蒸发器回气管124与D蒸发器15连接；D排气汇管129上装有分流三通开关阀一107，分流三通开关阀一107的角阀侧连接到D吸气汇管105；D经济器125的蒸发侧回气管经D经济器回气管126亦接至D吸气汇管105。

上述D油分离器112工质出口管连入D预冷器14工质进口，D 预冷器14工质出口连入冷凝蒸发器24冷凝侧进口，冷凝蒸发器24 冷凝侧出口经电磁阀a118后分为两管路，分别连入D经济器125的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中的蒸发侧管路上装有电磁阀b122和温控式膨胀阀一123，其经过D经济器125被蒸发气化，出口经D 经济器回气管126接入D吸气汇管105；其中的过冷侧进口管路上分别接三管路各经喷液管路电磁阀119所在的D喷液管127接回各台D 压缩机102的喷液接口，D经济器125的过冷侧进口总管进D经济器125，循环工质在其中被过冷后经节流阀121，进D蒸发器15，对载冷机组3的循环载冷剂进行降温，此时循环工质在D蒸发器15吸收热量后过热经D蒸发器回气管124流回D吸气汇管105，最终被D 压缩机102抽回。

上述低压膨胀罐101通过三条管路与低温级机组1的其它部分发生联系：通过膨胀罐主管135与D吸气汇管105相连；通过D泄压管104与D排气总管109相连，通断受该管路上的D泄压阀103热力控制；通过低压膨胀罐回油管134与D回油汇管128相连，通断受回油阀门136控制。

本复叠制冷机组中的由三台D压缩机构成的低温级机组1中，装于D吸气汇管105上的直通开关阀一106及装于D排气汇管129 上的分流三通开关阀一107的安装位置、相关连接管的连接位置的规定是：直通开关阀一106和分流三通开关阀一107将原本并联状态的三台D压缩机102隔开，呈现出只有两台继续处于并联状态，另外一台处于独立状态；分流三通开关阀一107的角阀侧连接的是这台独立状态的D压缩机102的D吸气汇管105，D经济器125的蒸发侧回气管连接的也是这台独立状态的D压缩机102的D吸气汇管105，而D蒸发器15蒸发侧工质过热后流回D吸气汇管105的位置位于两台继续并联状态侧；D排气总管109与D排气汇管129的连接位置位于那台独立状态的D压缩机102的排气侧。

上述低温级机组1中的直通开关阀一106和分流三通开关阀一 107为关联电动动作的电动阀。其工作模式为：在直通开关阀一106 按需处于直通开启状态时，分流三通开关阀一107同时处于直通状态，此时M台D压缩机102并联；在直通开关阀一106按需处于关闭状态时，分流三通开关阀一107同时处于角通状态，此时，M台并联D压缩机102构成的高温级机组切换成双级压缩机组，其中M₂台并联D压缩机102构成该双级机组的低压级机组，M₁台并联D压缩机102构成该双级机组的高压级机组。

上述G压缩机201的数量为二台到五台。优选为三台。

具体而言，上述高温级机组2还包括G油分离器214、G油冷却器21、G气液分离器209、G经济器224、G冷凝器22、电磁阀aa220、 bb222、cc226、dd229、ee236、温控式膨胀阀二223、节流阀aa227、 bb230、止回阀aa235、冷凝蒸发器24、中温级蒸发器23和连管。

上述各G压缩机201的排气端均设置有G排气管234。G排气管233上皆装有止回阀aa235。各G排气管234皆汇集到G排气汇管 233；各G压缩机201的吸气端均设置有G吸气管202。各G吸气管 202皆自G吸气汇管203汇聚后连出。各G压缩机201的G回油管 237上皆装有电磁阀ee236，各G回油管237皆自G回油汇管232接出，G回油汇管232起源自G油分离器214出口的G油分回油管216，并经G油冷却器21对润滑油进行冷却，连接G油冷却器21的回油管路上配有油恒温阀；各G压缩机201的G喷液管204上皆装有喷液管路电磁阀二221，G喷液管204皆连自G经济器224的过冷侧管路的进液管。

上述G吸气汇管203上装有直通开关阀二206，G吸气汇管203 经G气分回气总管208与G气液分离器209连接；G排气汇管232 上装有分流三通开关阀二207，分流三通开关阀二207的角阀侧连接到G吸气汇管203；G经济器224的蒸发侧回气管接至G吸气汇管 203。

上述G油分离器214出口管连入G冷凝器22进口，G冷凝器 22出口经电磁阀aa220后分为两管路，分别连入G经济器224的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中的蒸发侧管路上装有电磁阀bb222和温控式膨胀阀二223，其经过G经济器224被蒸发气化，出口经G经济器回气管205接入G吸气汇管203；G经济器224的过冷侧进口管路上分别接三管路，三管路各经喷液管路电磁阀二221所在的G喷液管204接回各台G压缩机201的喷液接口。循环工质从G经济器224的过冷侧进口总管进G经济器224。循环工质在其中被过冷后经 G经济器再冷供液管路225可以分别依次经电磁阀cc226和节流阀 aa227。受电磁阀cc226的通断控制，或者进冷凝蒸发器24，为低温级机组1按需提供冷量，此时循环工质在冷凝蒸发器24吸收热量后过热经G回气总管213流回G气液分离器209；或者进中温级蒸发器23，对载冷机组3的循环载冷剂进行降温，此时循环工质在中温级蒸发器23吸收热量后过热经G回气总管213流回G气液分离器 209；最终过热气体皆经G气分回气总管208进入G吸气汇管203，被G压缩机201抽回。

本新型试验箱用大跨度低温制冷系统一些优选的实施例中，以三台G压缩机201为例，在构成的高温级机组2中，装于G吸气汇管 203上的直通开关阀二206及装于G排气汇管233上的分流三通开关阀二207的安装位置、相关连接管的连接位置的规定是：直通开关阀二206和分流三通开关阀二207将原本并联状态的三台G压缩机201 隔开，呈现出只有两台继续处于并联状态，另外一台处于独立状态；分流三通开关阀二207的角阀侧连接的是这台独立状态的G压缩机 201的G吸气汇管203；G经济器224的蒸发侧回气管连接的也是这台独立状态的G压缩机201的G吸气汇管203；G排气总管212与G 排气汇管233的连接位置位于那台独立状态的G压缩机201的排气侧；G气分回气总管208与G吸气汇管203的连接位置位于仍并联的那两台G压缩机201的吸气侧。在不止三台G压缩机201时，并联状态的G压缩机201可以不止两台，独立状态的G压缩机201可以不止一台。

上述高温级机组2中的直通开关阀二206和分流三通开关阀二 207为关联电动动作的电动阀。其工作模式为：在直通开关阀二206 按需处于直通开启状态时，分流三通开关阀二207同时处于直通状态，N台G压缩机201并联；在直通开关阀二206按需处于关闭状态时，分流三通开关阀二207同时处于角通状态，此时，N台并联的G 压缩机201构成的高温级机组切换成双级压缩机组，其中N₂台并联G 压缩机201构成该双级机组的低压级机组，N₁台并联G压缩机201 构成该双级机组的高压级机组。

上述载冷机组3包括载冷溶液箱301、溶液泵302、D蒸发器15、中温级蒸发器23、高温级换热器31、末端换热器集成309、调温控制阀门311、电动开关阀门315、电磁阀aaa312、止回阀aaa304、止回阀bbb316及连管。其中：

上述溶液泵302具有并联的L组。优选的，L为1至3组，每组可以具有多台溶液泵302，可分别并联使用或设置备用，制冷运行时分别承担不同温度层次下的供液循环任务。各台溶液泵302出口皆安装止回阀bbb316，进口皆取液于载冷溶液箱301。溶液泵302出口最终汇聚到一根总管，从总管分别连管到D蒸发器15、中温级蒸发器 23和高温级换热器31，各管路通过电动开关阀门315进行通断控制。各换热器的溶液出液管路经止回阀aaa304汇聚到供液总管308，送至末端换热器集成309进口，经末端换热器溶液循环管310，溶液进入末端换热器集成309中换热后再经末端回液总管313流回载冷溶液箱 301。为对末端换热器集成309实施换热量控制，在末端换热器集成 309溶液进出口管间安装调温控制阀门311。为了方便末端换热器集成309中盛装的溶液在必要时直接流回载冷溶液箱301，在末端换热器集成309溶液进口管路安装有流回载冷溶液箱301的末端溶液回流管314，该管路的通断受电磁阀aaa312控制。

上述冷却水循环集成4包括冷却塔、循环水泵、连接管路、冷却水进水总管12、冷却水出水总管11、冷却水高温级机组供水进水管 210、冷却水高温级机组供水回水管211、G油冷冷却水进出管217、 G冷凝器冷却水进出管218、冷却水低温级机组供水进水管110、冷却水低温级机组供水回水管111、D油冷冷却水进出管115、D预冷器冷却水进出管116、高温级换热器冷却水进出管307；冷却水经冷却水循环集成4被冷却并驱动，通过冷却水供回管路分别送至G油冷却器13、G冷凝器22、D油冷却器13、D预冷器14、高温级换热器31，在各换热器按需被放热后重新流回冷却水循环集成4进行冷却，以此循环。具体而言，载冷机组3与冷却水循环集成4可以通过高温级换热器31发生联系，根据需要载冷机组3的高温载冷剂可以被处于相对低温状态下的冷却水所冷却；高温级机组2运行时，冷却水循环集成4分别为高温级机组2的G油冷却器21和G冷凝器22 提供冷却水；低温级机组1运行时，冷却水循环集成4分别为低温级机组1的D油冷却器13和D预冷器14提供冷却水。

虽然理论上本系统以3台高温级压缩机G压缩机201和2台低温级压缩机D压缩机102说明本实用新型实施例的工作原理，但实际上高温级可以使用2至5台的压缩机来构成机组、低温级亦可采用 1台至3台构成低温级机组，不过实际上，压缩机过多，不仅带来机组成本过高，且在实际运行中，会由于卸载范围过大带来回油不畅等隐患，因此更多台数没有工程意义。

本实用新型的试验箱低温制冷系统中，处于并联状态下的数台G 压缩机207，无论运行在单级状态，抑或工作在双级工作状态，可以按需开启一台或数台。如在单级运行时，通常在最高温工况只需开启 1台，随着系统蒸发温度下降对制冷量的需求变化，逐渐增开所并联的另外G压缩机207或增载；在双级运行时，提升机组能力的原理相同于单级状态。

总之，本实用新型实施例可依次利用冷却水、单级压缩制冷机组、二级压缩制冷机组、复叠机组、结合二级压缩的复叠机组分别为载冷剂提供冷量。

本实用新型实施例的载冷剂循环也可以将外循环载冷剂在末端换热器集成309和载冷剂箱之间的循环与内循环载冷剂在机组换热器和载冷剂箱之间的循环分开进行，这仍属本载冷剂循环保护范围。

本实用新型实施例中载冷机组的各组溶液泵302对三种高、中、低温换热器的供液方式采用为方便一一对应分别设置的方式，且使用中各泵可以互为备用。实际流程亦可按一一对应方式设置，或仅设置单组泵为三种换热器同时供液，这些变化并不违反本实用新型基本精神。

本实用新型只示出了组成本实用新型实施例所必须的部件和管路，而忽略了部分部件和管路，包括通常为方便系统维修和提高可靠性所需增加的部件，如制冷管路相关干燥过滤器、油过滤器、视液镜、截止阀门，甚至喷液CIC组件，水路、载冷剂管路常用的维护阀门，还有例如本实用新型实施例的低温级机组1中没示出低温级气液分离器，一般地推荐，螺杆机回气吸口可以不用气分，活塞机回气吸口建议使用气分；实际系统所进行的部件和管路增加并不违反本实用新型的基本精神。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：包括复叠制冷的高温级机组、低温级机组、载冷机组，以及均与其连通的冷却水循环集成；所述高温级机组和低温级机组之间设置有冷凝蒸发器，所述载冷机组和高温级机组之间设置有中温级蒸发器，所述载冷机组和低温级机组之间设置有D蒸发器；所述低温级机组包括M台并联的D压缩机，M台所述D压缩机的吸气端均连通于D吸气汇管，排气端均连通于D吸气汇管，在前M₁台和后M₂台所述D压缩机之间的D吸气汇管和D吸气汇管上分别设置直通开关阀一和分流三通开关阀一，其中M＝M₁+M₂，且M₁≤M₂，所述分流三通开关阀一的角阀侧连通于D吸气汇管；所述高温级机组包括N台并联的G压缩机，N台所述G压缩机的吸气端均连通于G吸气汇管，排气端均连通于G排气汇管，在前N₁台和后N₂台所述G压缩机之间的G吸气汇管和G排气汇管上分别设置直通开关阀二和分流三通开关阀二，其中N＝N₁+N₂，且N₁≤N₂，所述分流三通开关阀二的角阀侧连通于G吸气汇管。

2.如权利要求1所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G压缩机上设置有G回油管和G喷液管，所述G回油管上装有电磁阀，各G回油管皆自G回油汇管接出，且连通至G油分离器，所述G油分离器连通G油冷却器，连接所述G油冷却器的回油管路上配有油恒温阀；所述G压缩机的G喷液管上皆装有喷液管路电磁阀，各所述G喷液管皆连自G经济器的过冷侧管路的进液管。

3.如权利要求2所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G吸气汇管与G气液分离器连接；所述G经济器的蒸发侧回气管接至G吸气汇管。

4.如权利要求2所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G油分离器的出口管连入G冷凝器的进口，所述G冷凝器的出口经过电磁阀后分为两管路，且分别连入G经济器的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中的蒸发侧管路上装有电磁阀和温控式膨胀阀，所述G经济器的出口接入G吸气汇管；所述G经济器的过冷侧进口管路上分别接三管路，三所述管路各经喷液管路电磁阀所在的G喷液管接回各台G压缩机的G喷液口。

5.如权利要求1-4任意一项所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G压缩机的数量为2至5台。

6.如权利要求1所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述D压缩机上设置有D回油管和D喷液管，所述D回油管上装有电磁阀，各D回油管皆自D回油汇管接出，且连通至D油分离器，所述D油分离器连通D油冷却器，连接所述D油冷却器的回油管路上配有油恒温阀；所述D压缩机的D喷液管上皆装有喷液管路电磁阀，各所述D喷液管皆连自D经济器的过冷侧管路的进液管。

7.如权利要求6所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述吸气汇管与D蒸发器连接；所述D经济器的蒸发侧回气管接至D吸气汇管。

8.如权利要求6所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述D油分离器的工质出口管连入D预冷器的工质进口，所述D预冷器的工质出口连入冷凝蒸发器的冷凝侧进口，所述冷凝蒸发器冷凝侧出口经电磁阀后分为两管路，分别连入D经济器的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中蒸发侧的管路上装有电磁阀和温控式膨胀阀，所述D经济器的出口经D经济器回气管接入D吸气汇管；所述D经济器的过冷侧进口管路上分别接三管路，三管路各经喷液管路电磁阀所在的D喷液管接回各台D压缩机的喷液口。

9.如权利要求7所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述D压缩机的数量为2至5台。

10.如权利要求1所述的新型试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述载冷机组包括载冷溶液箱、溶液泵、D蒸发器、中温级蒸发器、高温级换热器、末端换热器集成、调温控制阀门、电动开关阀门、电磁阀、止回阀和止回阀，所述溶液泵具有并联的L组，各所述溶液泵的出口皆安装止回阀，进口皆取液于载冷溶液箱，所述溶液泵的出口最终汇聚到一根总管，从总管分别连管到D蒸发器、中温级蒸发器和高温级换热器，各管路通过电动开关阀门进行通断控制，所述D蒸发器、中温级蒸发器和高温级换热器的溶液出液管路经止回阀汇聚到供液总管，并送至末端换热器集成的进口。

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