CN221744350U - 具有节能效果的压缩制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有节能效果的压缩制冷系统，包括：低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、蒸发器、中冷器、第一膨胀阀、经济器、储液器、第二膨胀阀和第一输送管路，在冷凝器的下游设置第一膨胀阀和经济器，利用第一膨胀阀的节流功能使部分制冷剂变成制冷剂蒸气，经济器对高压级压缩机进行中间补气，发挥补气增焓的作用，减小高压级压缩机的出口蒸汽的温度和焓值，延长压缩机的寿命，增大高压级压缩机的流量，有效地减少了压缩机的功耗，提高了制冷性能系数，达到节能的目的。在中冷器中吸收了低压级出口蒸汽的热量生成的制冷剂蒸汽与低压级出口蒸汽混合后进入高压级压缩机，实现对高压级压缩机的进一步补气，进一步减少了压缩机的功耗。

Description

具有节能效果的压缩制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种具有节能效果的压缩制冷系统。

背景技术

用于大型低温冷库的双级压缩制冷系统中，低压级压缩机出口的制冷剂蒸汽经过中冷器冷却后直接进入高压级压缩机。若制冷剂蒸汽经过中冷器未被冷却到饱和蒸汽状态，则会导致高压级压缩机的入口处和出口处制冷剂蒸汽的温度较高，压缩机的寿命缩短，润滑油的效果及制冷效果变差。而且，制冷剂的温度升高导致制冷剂密度减小，导致压缩机的流量减小，同时制冷系统的能耗增大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种具有节能效果的压缩制冷系统。

本实用新型实施例的具有节能效果的压缩制冷系统，包括：低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、蒸发器、中冷器、第一膨胀阀、经济器、储液器、第二膨胀阀和第一输送管路；所述蒸发器、所述低压级压缩机、所述中冷器、所述高压级压缩机和所述冷凝器在制冷剂的流通方向上依次连接，所述第一膨胀阀连接在所述冷凝器的出口和所述经济器的入口之间，所述第一膨胀阀用于对冷凝后的制冷剂进行节流降压，使所述制冷剂以气液两相状态进入所述经济器中，所述经济器用于分离气态制冷剂和液态制冷剂，并将气态制冷剂输入所述高压级压缩机中，将液态制冷剂输入所述储液器，所述储液器与所述蒸发器连通；所述第一输送管路连通所述储液器的出口和所述中冷器，所述第二膨胀阀设在所述第一输送管路上用于对所述储液器输出的液态制冷剂节流降压，节流后的制冷剂在所述中冷器中吸收所述低压级出口蒸汽的热量变为制冷剂蒸汽；所述中冷器的与所述高压级压缩机之间通过混合蒸汽管路连通，所述制冷剂蒸汽与冷却后的低压级出口蒸汽在所述中冷器中混合后通过所述混合蒸汽管路进入所述高压级压缩机。

本实用新型实施例的压缩制冷系统在冷凝器的下游设置第一膨胀阀和经济器，利用第一膨胀阀的节流功能使部分制冷剂变成制冷剂蒸气，经济器对高压级压缩机进行中间补气，发挥补气增焓的作用，减小高压级压缩机的出口蒸汽的温度和焓值，延长压缩机的寿命，增大高压级压缩机的流量，同时由于部分蒸气没有经过从低压到高压的完整压缩过程，有效地减少了压缩机的功耗，提高了制冷性能系数，达到节能的目的。

此外，在中冷器中吸收了低压级出口蒸汽的热量生成的制冷剂蒸汽与低压级出口蒸汽混合后进入高压级压缩机，实现对高压级压缩机的进一步补气，进一步发挥补气增焓的作用，减小高压级压缩机的出口蒸汽的温度和焓值，同时进一步减少压缩机的功耗，提高制冷性能系数。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设在所述高压级压缩机的出口侧用于监测所述高压级压缩机的高压级出口蒸汽的温度，以控制所述第一膨胀阀的开度。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括第二输送管路，所述中冷器中设有换热管，所述第二输送管路连通所述储液器的出口与所述换热管的入口，所述换热管中的液态制冷剂放热成为过冷制冷剂。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括节流阀，所述节流阀连接在所述换热管的出口与所述蒸发器之间，用于对所述过冷制冷剂节流，节流后的制冷剂输入所述蒸发器进行制冷。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设在所述换热管的出口处，用于监测所述过冷制冷剂的温度T2，所述第二膨胀阀的开度根据T2调节大小，以控制所述过冷制冷剂的过冷度在预设范围内。

在一些实施例中，所述第二膨胀阀的开度根据T2调节大小，使所述过冷制冷剂的过冷度为3-5℃。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括油分离器，所述油分离器连接在所述高压级压缩机的出口和所述冷凝器之间，用于对所述高压级压缩机输出的高压级出口蒸汽进行油气分离。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括第一单向阀，所述第一单向阀设在所述油分离器与所述冷凝器之间，所述第一单向阀用于控制制冷剂蒸汽的单向流动。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括气液分离器，所述气液分离器连接在所述蒸发器的出口和所述低压级压缩机之间，用于对所述蒸发器输出的制冷剂蒸汽进行气液分离器。

在一些实施例中，压缩制冷系统包括第二单向阀，所述第二单向阀设在所述经济器的气体出口与所述高压级压缩机的入口之间，所述第二单向阀用于控制气态制冷剂向所述高压级压缩机的单向流动。

在一些实施例中，所述经济器中的热交换器为板式交换器。

附图说明

图1是本实用新型实施例的并联压缩机组供油系统的示意图。

附图标记：

压缩制冷系统100、

蒸发器1、节流阀11、

低压级压缩机2、

中冷器3、换热管31、混合蒸汽管路32、第二温度传感器33、

高压级压缩机4、第一温度传感器41、

冷凝器5、第一膨胀阀61、第二膨胀阀62、

经济器7、储液器8、第一输送管路81、第二输送管路82、

油分离器91、气液分离器92、第一单向阀101、第二单向阀102。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照图1描述本实用新型实施例的具有节能效果的压缩制冷系统100，压缩制冷系统100包括：蒸发器1、低压级压缩机2、中冷器3、高压级压缩机4、冷凝器5、第一膨胀阀61、经济器7、储液器8。

蒸发器1、低压级压缩机2、中冷器3、高压级压缩机4和冷凝器5在制冷剂的流通方向上依次连接。蒸发器1出口排出的制冷剂蒸汽进入低压级压缩机2被压缩，压缩后的低压级出口蒸汽从低压级压缩机2排出后进入中冷器3中进行冷却，冷却后的低压级出口蒸汽随后进入高压级压缩机4中被进一步压缩，压缩后的高压级出口蒸汽从高压级压缩机4排出后进入冷凝器5中进行冷凝。

冷凝器5出口与经济器7的入口相连，且第一膨胀阀61连接在冷凝器5的出口和经济器7的入口之间，第一膨胀阀61用于对从冷凝器5中排出的制冷剂进行节流降压，使制冷剂以气液两相状态进入经济器7中，由于速度降低，气态制冷剂和液态制冷剂在经济器7中发生分离，即经济器7用于分离气态制冷剂和液态制冷剂。经济器7将气态制冷剂输入高压级压缩机4中，并将液态制冷剂输入储液器8。

具体地，经济器7具有气体出口和液体出口。经济器7的气体出口与高压级压缩机4连通，将气态制冷剂输入高压级压缩机4中，并在高压级压缩机4中与冷却后的低压级出口蒸汽混合，进行再压缩。经济器7的液体出口与储液器8连通，将液态制冷剂输入储液器8中储存。

如图1所示，压缩制冷系统100包括第二膨胀阀62和第一输送管路81，第一输送管路81连通储液器8的出口和中冷器3，即第一输送管路81的一端连通储液器8的出口，另一端连通中冷器3，储液器8输出的液态制冷剂可以通过第一输送管路81输入中冷器3。第二膨胀阀62设在第一输送管路81上，用于对储液器8通过第一输送管路81输出的液态制冷剂进行节流降压，节流后的制冷剂进入中冷器3中。

在中冷器3中，上述节流后的制冷剂与由低压级压缩机2输入中冷器3中的低压级出口蒸汽换热，上述节流后的制冷剂吸收所述低压级出口蒸汽的热量变为制冷剂蒸汽，同时所述低压级出口蒸汽温度降低，实现冷却。

如图1所示，中冷器3的与高压级压缩机4之间通过混合蒸汽管路32连通，吸收所述低压级出口蒸汽的热量生成的制冷剂蒸汽与冷却后的低压级出口蒸汽在中冷器3中混合，而后混合蒸汽通过混合蒸汽管路32进入高压级压缩机4，在高压级压缩机4中压缩。

本实用新型实施例的压缩制冷系统在冷凝器的下游设置第一膨胀阀和经济器，利用第一膨胀阀的节流功能使部分制冷剂变成制冷剂蒸气，经济器作为补气增焓设备，对高压级压缩机进行补气，发挥补气增焓的作用，减小高压级压缩机的出口蒸汽的温度和焓值，延长压缩机的寿命，增大高压级压缩机的流量，同时由于部分蒸气没有经过从低压到高压的完整压缩过程，因此有效地减少了压缩机的功耗，提高了制冷性能系数，达到节能的目的。

此外，在中冷器中吸收了低压级出口蒸汽的热量生成的制冷剂蒸汽与低压级出口蒸汽混合后进入高压级压缩机，实现对高压级压缩机的进一步补气，进一步发挥补气增焓的作用，减小高压级压缩机的出口蒸汽的温度和焓值，同时进一步减少压缩机的功耗，提高制冷性能系数。

本实用新型实施例的压缩制冷系统尤其适用于制冷量较大的大型冷库，可以理解的是，压缩制冷系统中各部件需要根据运行工况和参数进行合理的选型，使压缩机功率满足整个压缩制冷系统的冷量要求。其中，高压级压缩机优选采用高压级补气增焓压缩机。

优选地，经济器7选择闪发器前节流系统形式，结构紧凑，管路简单，传热效率优于过冷器，适用于有二次过冷要求的大型制冷系统。

此外，闪发器前节流系统形式的经济器7中的热交换器优选采用板式换热器，板式换热器的体积较小，相同换热面积下板式换热器具有较高的相对空间利用率。

在一些实施例中，如图1所示，压缩制冷系统100包括第一温度传感器41，第一温度传感器41设在高压级压缩机4的出口侧用于监测高压级压缩机4排出的高压级出口蒸汽的温度T1，以控制第一膨胀阀61的开度，即第一膨胀阀61的开度根据T1调节大小。并且，T1越高，第一膨胀阀61的开度越大。也就是说，当高压级压缩机4的高压级出口蒸汽的温度T1偏高时，第一膨胀阀61的开度增大，从而增大通过经济器7进入高压级压缩机4的补气量，进而降低高压级压缩机4的高压级出口蒸汽的温度T1，使T1恢复到正常水平。

优选地，第一膨胀阀61为第一电子膨胀阀，可以通过控制系统控制第一电子膨胀阀的开度。

在一些实施例中，如图1所示，压缩制冷系统100还包括第二输送管路82，中冷器3中设有换热管31，第二输送管路82连通储液器8的出口与换热管31的入口，储液器8排出的液体制冷剂还可以通过第二输送管路82输入换热管31，在中冷器3中，换热管31中的液态制冷剂放热成为过冷制冷剂。

具体地，在图1所示的示例中，储液器8的出口与第一输送管路81和第二输送管路82中的每一者连通，第一输送管路81和第二输送管路82并联，其中，第一输送管路81与中冷器3直接连通，第二输送管路82与中冷器3内的换热管31的入口连通。储液器8排出的液态制冷剂中的一部分通过第一输送管路81上的第二膨胀阀62膨胀节流后进入中冷器3，储液器8排出的液态制冷剂中的另一部分通过第二输送管路82输入中冷器3内的换热管31中。

在中冷器3中，经过第一输送管路81输入的制冷剂与中冷器3中的低压级出口蒸汽混合并直接换热并吸热，同时与换热管31中的液态制冷剂间接换热并吸热，所述低压级出口蒸汽温度降低，第二输送管路82中的液态制冷剂温度降低成为过冷制冷剂，经过第一输送管路81输入中冷器3的制冷剂由于吸热变为制冷剂蒸汽，所述制冷剂蒸汽与所述低压级出口蒸汽混合通过混合蒸汽管路32进入高压级压缩机4，对高压级压缩机4补气，降低压缩机功耗。

如图1所示，压缩制冷系统100包括节流阀11，节流阀11连接在换热管31的出口与蒸发器1之间，用于对从换热管31输出的过冷制冷剂节流。从换热管31输出的过冷制冷剂经过节流阀11节流后输入蒸发器1进行制冷，充分利用了制冷剂中的冷量。储液器8可以保证根据蒸发器1热负荷的需要供给足够的制冷剂。

在一些实施例中，如图1所示，压缩制冷系统100包括第二温度传感器33，第二温度传感器33设在换热管31的出口处，用于监测换热管31排出的过冷制冷剂的温度T2，以控制第二膨胀阀62的开度，即第一膨胀阀61的开度根据T2调节大小，从而控制过冷制冷剂的过冷度在预设范围内。也就是说，通过调整第二膨胀阀62的开度，对从换热管31排出的过冷制冷剂的温度T2进行控制，使过冷制冷剂具有一定的过冷度，进而保证过冷制冷剂在蒸发器1中的制冷性能。

例如，第二温度传感器33监测的过冷制冷剂的温度T2较高，说明过冷制冷剂的过冷度不足，控制增大第二膨胀阀62的开度，增大沿第一输送管路81向中冷器3输入的液体制冷剂的量，以降低换热管31出口处的温度，保证过冷制冷剂的过冷度。

可选地，第二膨胀阀62的开度根据T2调节大小，使过冷制冷剂的过冷度为3-5℃。换言之，当检测到从换热管31排出的过冷制冷剂的过冷度超过或低于3-5℃的范围时，控制第二膨胀阀62的开度来调整过冷度。具体地，当检测到从换热管31排出的过冷制冷剂的过冷度超过5℃，说明过冷制冷剂的温度过低，控制第二膨胀阀62的开度减小，当检测到从换热管31排出的过冷制冷剂的过冷度低于3℃，说明过冷制冷剂的温度过高，控制第二膨胀阀62的开度增大。

优选地，第二膨胀阀62为第二电子膨胀阀，可以通过控制系统控制第二电子膨胀阀的开度。

在一些实施例中，如图1所示，压缩制冷系统100包括油分离器91和第一单向阀101，油分离器91连接在高压级压缩机4的出口和冷凝器5之间，用于对高压级压缩机4输出的高压级出口蒸汽进行油气分离。第一单向阀101设在油分离器91与冷凝器5之间，控制制冷剂蒸汽的单向流动。

可选地，冷凝器5选用水冷式冷凝器，可选用自然温度下的冷却水。

在一些实施例中，如图1所示，压缩制冷系统100包括气液分离器92，气液分离器92连接在蒸发器1的出口和低压级压缩机2之间，用于对蒸发器1输出的制冷剂蒸汽进行气液分离器，防止液态制冷剂进入低压级压缩机2形成湿压缩。

进一步地，如图1所示，经济器7的气体出口与高压级压缩机4的入口之间设有第二单向阀102，以控制气态制冷剂向高压级压缩机4的单向流动，防止液态制冷剂进入高压级压缩机4形成湿压缩。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括：低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、蒸发器、中冷器、第一膨胀阀、经济器、储液器、第二膨胀阀和第一输送管路；

所述蒸发器、所述低压级压缩机、所述中冷器、所述高压级压缩机和所述冷凝器在制冷剂的流通方向上依次连接，所述第一膨胀阀连接在所述冷凝器的出口和所述经济器的入口之间，所述第一膨胀阀用于对冷凝后的制冷剂进行节流降压，使所述制冷剂以气液两相状态进入所述经济器中，所述经济器用于分离气态制冷剂和液态制冷剂，并将气态制冷剂输入所述高压级压缩机中，将液态制冷剂输入所述储液器，所述储液器与所述蒸发器连通；

所述第一输送管路连通所述储液器的出口和所述中冷器，所述第二膨胀阀设在所述第一输送管路上用于对所述储液器输出的液态制冷剂节流降压，节流后的制冷剂在所述中冷器中吸收低压级出口蒸汽的热量变为制冷剂蒸汽；

所述中冷器的与所述高压级压缩机之间通过混合蒸汽管路连通，所述制冷剂蒸汽与冷却后的低压级出口蒸汽在所述中冷器中混合后通过所述混合蒸汽管路进入所述高压级压缩机。

2.根据权利要求1所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设在所述高压级压缩机的出口侧用于监测所述高压级压缩机的高压级出口蒸汽的温度，以控制所述第一膨胀阀的开度。

3.根据权利要求1所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括第二输送管路，所述中冷器中设有换热管，所述第二输送管路连通所述储液器的出口与所述换热管的入口，所述换热管中的液态制冷剂放热成为过冷制冷剂。

4.根据权利要求3所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括节流阀，所述节流阀连接在所述换热管的出口与所述蒸发器之间，用于对所述过冷制冷剂节流，节流后的制冷剂输入所述蒸发器进行制冷。

5.根据权利要求3所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设在所述换热管的出口处，用于监测所述过冷制冷剂的温度，以控制所述第二膨胀阀的开度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括油分离器，所述油分离器连接在所述高压级压缩机的出口和所述冷凝器之间，用于对所述高压级压缩机输出的高压级出口蒸汽进行油气分离。

7.根据权利要求6所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括第一单向阀，所述第一单向阀设在所述油分离器与所述冷凝器之间，所述第一单向阀用于控制制冷剂蒸汽的单向流动。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括气液分离器，所述气液分离器连接在所述蒸发器的出口和所述低压级压缩机之间，用于对所述蒸发器输出的制冷剂蒸汽进行气液分离器。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，包括第二单向阀，所述第二单向阀设在所述经济器的气体出口与所述高压级压缩机的入口之间，所述第二单向阀用于控制气态制冷剂向所述高压级压缩机的单向流动。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的具有节能效果的压缩制冷系统，其特征在于，所述经济器中的热交换器为板式交换器。