CN215113322U - 一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷设备技术领域，提供了一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，包括：承重平台；换热器；高温级制冷循环系统，高温级制冷循环系统安装在承重平台上，高温级制冷循环系统包括第一螺杆式压缩机、冷凝器和第一膨胀阀；以及低温级制冷循环系统，低温级制冷循环系统安装在承重平台上，低温级制冷循环系统包括贮液器、第二膨胀阀、第一蒸发器、第三膨胀阀、第二蒸发器、第二螺杆式压缩机和油分离器。本实用新型提供的一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，可以在不同蒸发温度的制冷场合应用，并且能耗较小。

Description

一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组。

背景技术

复叠式制冷机组是速冻隧道、低温速冻冷库和低温制冷工程领域的冷源的主机单元。广泛应用于食品、医药、化工等快速冷却领域。通常，复叠式制冷机组采用同一蒸发温度，即同一复叠式制冷机组的不同蒸发器的蒸发温度是相同的。虽然该技术较为成熟并已经得到广泛的推广和应用，但仍然存在如下不足和缺陷：1.使用场合受到限制，即同一套机组无法在不同蒸发温度的制冷场合应用。2.能耗较大，由于空气与制冷剂之间不能实现梯级冷却，因此空气与制冷剂之间的传热温差大就会导致系统的不可逆损失增大，进而导致机组的能耗较大。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，使其可以在不同蒸发温度的制冷场合应用，并且能耗较小。

为了实现上述目的，本实用新型通过如下的技术方案来实现：一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，包括：

承重平台；

换热器，所述换热器安装在所述承重平台上，所述换热器具有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，所述第一入口与所述第一出口连通，所述第二入口与所述第二出口连通；

高温级制冷循环系统，所述高温级制冷循环系统安装在所述承重平台上，所述高温级制冷循环系统包括第一螺杆式压缩机、冷凝器和第一膨胀阀，所述第一螺杆式压缩机的制冷剂入口与所述第一出口连接，所述第一螺杆式压缩机的制冷剂出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述第一膨胀阀的入口连接，所述第一膨胀阀的出口与所述第一入口连接；以及

低温级制冷循环系统，所述低温级制冷循环系统安装在所述承重平台上，所述低温级制冷循环系统包括贮液器、第二膨胀阀、第一蒸发器、第三膨胀阀、第二蒸发器、第二螺杆式压缩机和油分离器，所述贮液器的入口与所述第二出口连通，所述第二膨胀阀的入口与所述贮液器的出口连接，所述第二膨胀阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接，所述第一蒸发器的出口与所述第二螺杆式压缩机的制冷剂入口连接，所述第三膨胀阀的入口与所述贮液器的出口连接，所述第三膨胀阀的出口与所述第二蒸发器的入口连接，所述第二蒸发器的出口与所述第二螺杆式压缩机的制冷剂入口连接，所述第二螺杆式压缩机的制冷剂出口与所述油分离器的入口连接，所述油分离器的气分出口与所述第二入口连接。

进一步地，所述油分离器的油分出口与所述第二螺杆式压缩机的进油口之间通过回油管道连接。

进一步地，所述第一膨胀阀为电子膨胀阀，所述第二膨胀阀和所述第三膨胀阀为热力膨胀阀。

进一步地，所述冷凝器为管壳式冷凝器。

进一步地，所述高温级制冷循环系统和所述低温级制冷循环系统内的连接管道上均安装有控制阀和过滤器。

进一步地，所述换热器为板式换热器。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型提供的一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，第一蒸发器和第二蒸发器在同一机组内实现了不同的蒸发温度，从而减少了本机组在使用场合方面受到的限制，能够在不同蒸发温度的制冷场合应用，为扩大机组的应用范围提供了工程经验和参考价值。

2.本实用新型提供的一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，通过第一蒸发器和第二蒸发器的并联，降低了空气与制冷剂的传热温差，减少了不可逆损失，因此可对空气进行梯度冷却，能耗较小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为高温级制冷循环系统的结构示意图；

图3为低温级制冷循环系统的结构示意图。

附图标记：10-换热器、11-第一入口、12-第一出口、13-第二入口、14- 第二出口、20-高温级制冷循环系统、21-第一螺杆式压缩机、22-冷凝器、23- 第一膨胀阀、30-低温级制冷循环系统、31-贮液器、32-第二膨胀阀、33-第一蒸发器、34-第三膨胀阀、35-第二蒸发器、36-第二螺杆式压缩机、37-油分离器、371-气分出口、372-油分出口、38-回油管道、40-控制阀、50-过滤器。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅适用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-3所示，本实用新型提供一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，包括承重平台(附图未示出)、换热器10、高温级制冷循环系统20和低温级制冷循环系统30。

换热器10安装在承重平台上，换热器10具有第一入口11、第一出口12、第二入口13和第二出口14。第一入口11与第一出口12连通，第二入口13 与第二出口14连通。

高温级制冷循环系统20安装在承重平台上，高温级制冷循环系统20内使用的制冷剂为高温级制冷剂(为了方便描述，后续称为第一制冷剂)。高温级制冷循环系统20包括第一螺杆式压缩机21、冷凝器22和第一膨胀阀23。第一螺杆式压缩机21的制冷剂入口与第一出口12连接，第一螺杆式压缩机 21的制冷剂出口与冷凝器22的入口连接。冷凝器22的出口与第一膨胀阀23 的入口连接，第一膨胀阀23的出口与第一入口11连接。

低温级制冷循环系统30安装在承重平台上，低温级制冷循环系统30内使用的制冷剂为低温级制冷剂(为了方便描述，后续称为第二制冷剂)。低温级制冷循环系统30包括贮液器31、第二膨胀阀32、第一蒸发器33、第三膨胀阀34、第二蒸发器35、第二螺杆式压缩机36和油分离器37。贮液器31 的入口与第二出口14连通。第二膨胀阀32为高温膨胀阀，第二膨胀阀32的入口与贮液器31的出口连接，第二膨胀阀32的出口与第一蒸发器33的入口连接。第一蒸发器33的出口与第二螺杆式压缩机36的制冷剂入口连接。第三膨胀阀34为低温膨胀阀，第三膨胀阀34的入口与贮液器31的出口连接，第三膨胀阀34的出口与第二蒸发器35的入口连接。第二蒸发器35的出口与第二螺杆式压缩机36的制冷剂入口连接，第二螺杆式压缩机36的制冷剂出口与油分离器37的入口连接。油分离器37的气分出口371与第二入口13连接。

高温级制冷循环系统20的具体工作流程为：中温低压的第一制冷剂蒸气进入第一螺杆式压缩机21，在第一螺杆式压缩机21内被压缩成高温高压的第一制冷剂蒸气。高温高压的第一制冷剂蒸气从第一螺杆式压缩机21的出口排出、并进入冷凝器22内，在冷凝器22内释放热量后被冷凝为第一制冷剂液体。第一制冷剂液体从冷凝器22的出口排出、并进入第一膨胀阀23，在第一膨胀阀23内节流膨胀为中温低压的第一制冷剂气液混合物。中温低压的第一制冷剂气液混合物从第一入口11进入换热器10内，在换热器10内吸收从第二入口13流入、第二出口14排出的第二制冷剂的热量后蒸发为中温低压的第一制冷剂蒸气，中温低压的第一制冷剂蒸气从第一出口12排出、并再次进入第一螺杆式压缩机21内，开始下一轮的高温级制冷循环。

低温级制冷循环系统30的具体工作流程为：低温低压的第二制冷剂蒸气进入第二螺杆式压缩机36，在第二螺杆式压缩机36内被压缩成中温高压的第二制冷剂蒸气，中温高压的第二制冷剂蒸气从第二螺杆式压缩机36的出口排出、并进入油分离器37内进行油气分离，油气分离会将中温高压的第二制冷剂蒸气内携带的少量润滑油分离出来。分离出润滑油后的中温高压的第二制冷剂蒸气从油分离器37的气分出口371排出、并从第二入口13进入换热器 10，在换热器10内与第一制冷剂气液混合物进行热交换后被冷凝为第二制冷剂液体。第二制冷剂液体从第二出口14排出、并进入贮液器31内贮存，接着再从贮液器31的出口排出、并在此分为两路。其中，第一路的第二制冷剂液体进入第二膨胀阀32，在第二膨胀阀32内节流膨胀后进入第一蒸发器33，在第一蒸发器33内吸收外界空气热量后蒸发为第二制冷剂蒸气；第二路的第二制冷剂液体进入第三膨胀阀34，在第三膨胀阀34内节流膨胀后进入第二蒸发器35，在第二蒸发器35内吸收外界空气热量后也蒸发为第二制冷剂蒸气(由于第二膨胀阀32为高温膨胀阀，第三膨胀阀34为低温膨胀阀，因此第一路和第二路中的第二制冷剂蒸气的温度不同，存在温度差)。第一路中的第二制冷剂蒸气和第二路中的第二制冷剂蒸气混合后，再次进入第二螺杆式压缩机36内，开始下一轮的低温制冷循环。

本机组分为低温级制冷循环和高温级制冷循环两个制冷循环。两个制冷循环通过换热器10复叠在一起，同时运行，高温级制冷循环系统20能够对低温级制冷循环系统30进行冷却。换热器10的作用是把低温级制冷循环系统30和高温级制冷循环系统20联合在一起，即中温低压的第一制冷剂气液混合物从换热器10内的中温高压的第二制冷剂蒸气中吸取热量而蒸发，同时中温高压的第二制冷剂蒸气也变为第二制冷剂液体，换热器10中实现了用高温级制冷循环冷凝第二制冷剂的目的。二者的协同作用完成整个制冷循环。

本机组一方面通过第一蒸发器33和第二蒸发器35在同一机组内实现了不同的蒸发温度，从而减少了本机组在使用场合方面受到的限制，能够在不同蒸发温度的制冷场合应用，为扩大机组的应用范围提供了工程经验和参考价值；另一方面通过第一蒸发器33和第二蒸发器35的并联，降低了空气与制冷剂的传热温差，减少了不可逆损失，因此可对空气进行梯度冷却，能耗较小，最后达到节约能源和提升机组性能的目的。

在一个实施例中，油分离器37的油分出口372与第二螺杆式压缩机36 的进油口之间通过回油管道38连接。油气分离后得到的润滑油通过回油管道 38回到第二螺杆式压缩机36内，从而保障第二螺杆式压缩机36的供油安全，降低第二螺杆式压缩机36在使用过程中由于缺油而造成损坏，从而达到保护设备、节能和提高效率的目的。

在一个实施例中，第一膨胀阀23为电子膨胀阀，第二膨胀阀32和第三膨胀阀34为热力膨胀阀。

在一个实施例中，冷凝器22为管壳式冷凝器。

在一个实施例中，高温级制冷循环系统20和低温级制冷循环系统30内的连接管道上均安装有控制阀40和过滤器50。其中控制阀40用于控制连接管道内的制冷剂的流通，过滤器50用于过滤制冷剂内的杂质。

在一个实施例中，换热器10为板式换热器。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种具有双蒸发温度的复叠式制冷机组，其特征在于：包括：

承重平台；

换热器，所述换热器安装在所述承重平台上，所述换热器具有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，所述第一入口与所述第一出口连通，所述第二入口与所述第二出口连通；

高温级制冷循环系统，所述高温级制冷循环系统安装在所述承重平台上，所述高温级制冷循环系统包括第一螺杆式压缩机、冷凝器和第一膨胀阀，所述第一螺杆式压缩机的制冷剂入口与所述第一出口连接，所述第一螺杆式压缩机的制冷剂出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述第一膨胀阀的入口连接，所述第一膨胀阀的出口与所述第一入口连接；以及

低温级制冷循环系统，所述低温级制冷循环系统安装在所述承重平台上，所述低温级制冷循环系统包括贮液器、第二膨胀阀、第一蒸发器、第三膨胀阀、第二蒸发器、第二螺杆式压缩机和油分离器，所述贮液器的入口与所述第二出口连通，所述第二膨胀阀的入口与所述贮液器的出口连接，所述第二膨胀阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接，所述第一蒸发器的出口与所述第二螺杆式压缩机的制冷剂入口连接，所述第三膨胀阀的入口与所述贮液器的出口连接，所述第三膨胀阀的出口与所述第二蒸发器的入口连接，所述第二蒸发器的出口与所述第二螺杆式压缩机的制冷剂入口连接，所述第二螺杆式压缩机的制冷剂出口与所述油分离器的入口连接，所述油分离器的气分出口与所述第二入口连接。

2.根据权利要求1所述的一种复叠式制冷机组，其特征在于：所述油分离器的油分出口与所述第二螺杆式压缩机的进油口之间通过回油管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种复叠式制冷机组，其特征在于：所述第一膨胀阀为电子膨胀阀，所述第二膨胀阀和所述第三膨胀阀为热力膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的一种复叠式制冷机组，其特征在于：所述冷凝器为管壳式冷凝器。

5.根据权利要求1所述的一种复叠式制冷机组，其特征在于：所述高温级制冷循环系统和所述低温级制冷循环系统内的连接管道上均安装有控制阀和过滤器。

6.根据权利要求1所述的一种复叠式制冷机组，其特征在于：所述换热器为板式换热器。

Images