CN202869066U - 一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组 - Google Patents

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汤昱
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朱海勇
谭来仔
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Abstract

本实用新型公开了一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，包括两个制冷循环***，分别为高温级***和低温级***，高温级***包括高温级压缩机、油分离器、油冷却器、冷凝器、经济器以及冷凝蒸发器；低温级***包括低温级压缩机、膨胀罐、低温级油分离器、低温级油冷却器、回热器、预冷器、冷凝蒸发器以及低温级蒸发器，所有设备组成一个整体机组。本分明在常规机组的基础上进行了较大的改进与创新，增加了经济器、预冷器、回热器、吸气温度调节阀等装置，并配有完善的控制***，有效的提高了机组运行的稳定性，并且能效比有大幅度的提高，从而达到了为用户节能降耗、为国家节约能源的目标。

Description

一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组
技术领域
本实用新型涉及一种深冷机组，具体地说是双元复叠深冷机组。
背景技术
目前，如果要想保证机组能在高效率的情况下工作，常规双级压缩冷冻机组的运行的蒸发温度基本在-30℃到-60℃之间，而当蒸发温度达到-50 ℃到-60℃时，双级压缩机组的效率就很低了，而且成本较高，当蒸发温度要达到-60 ℃到-90℃的范围内时，双级压缩机组基本不适用了，因此，一般温度在-60 ℃到-90℃的范围内时多采用复叠机组、温度在-50℃到-60℃之间时，复叠机组和双级压缩机组都可以适用。而常规复叠机组在此工况的效率虽然比双级压缩机组要高，但是还是有些不尽人意，还有提升的空间，同时运行时随着工况的变化，中间温度变化幅度较大，不利于机组稳定运行。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种能够提高机组运行稳定性和整机效率的带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，包括两个制冷循环***，分别为高温级***和低温级***，高温级***包括高温级压缩机、与高温级压缩机相连的油分离器和油冷却器、与油分离器相连的冷凝器、与冷凝器相连的经济器以及与高温级压缩机及经济器均相连的冷凝蒸发器；低温级***包括低温级压缩机、与低温级压缩机分别相连的膨胀罐、低温级油分离器、低温级油冷却器以及回热器、与低温级油分离器相连的预冷器、与预冷器相连的冷凝蒸发器以及与回热器相连的低温级蒸发器，所有设备组成一个整体机组。
所述低温级压缩机输出端连接低温级油分离器的输入端，在低温级油分离器的输出端和冷凝蒸发器的输入端之间设置预冷器，所述的预冷器为壳管式、翅片式换热器或板式换热器，冷却方式为采用冷却水冷却、空气冷却或制冷剂冷却，将由低温级压缩机排气口排出的高温高压制冷剂气体的大部分显热吸收，从而当制冷剂气体继续进入冷凝蒸发器后，减小了传热温差，并且充分利用了其换热面积，提高了换热效率。
在冷凝蒸发器和低温级蒸发器之间设置回热器，所述的回热器为板式或壳管式换热器。回热器的采用可以进一步降低低温级膨胀阀前的制冷剂温度，提高制冷量，并且可以提高低温级压缩机的吸气温度，避免带液现象发生。
所述低温级***还包括吸气温度调节阀，吸气温度调节阀一端与低温级蒸发器连接，另一端与回热器和低温级压缩机吸气端连接，所述吸气温度调节阀为手动阀或电动阀。设置吸气温度调节阀，同时配合预冷器，根据工况的变化调节分别从低温级蒸发器和回热器进入压缩机吸气端的制冷剂气体流量的比例，从而维持低温级压缩机的吸气温度在-60℃到-30℃的合理范围内，进一步保证了低温级压缩机合理的排气温度，同时保证了中间温度的稳定性，使机组在相对平衡的条件下长期稳定运行。
所述高温级压缩机和低温级压缩机为半封闭螺杆压缩机、开启螺杆压缩机、活塞压缩机、全封涡旋压缩机或半封涡旋压缩机。
所述油分离器和低温级油分离器分别加装于高温级压缩机和低温级压缩机内部或外部，或者在高温级压缩机和低温级压缩机的内部、外部同时加装。
所述高温级压缩机通过补气口连接经济器，可以进一步降低膨胀阀前制冷剂温度，提高高温级制冷循环的效率。所述经济器分别连接冷凝器和冷凝蒸发器，所述的经济器为板式或壳管式换热器。
所述油冷却器和低温级油冷却器为板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器或翅片式换热器。
有益效果：本分明在常规机组的基础上进行了较大的改进与创新，增加了经济器、预冷器、回热器、吸气温度调节阀等装置，并配有完善的控制***，有效的提高了机组运行的稳定性，并且能效比有大幅度的提高，从而达到了为用户节能降耗、为国家节约能源的目标。 
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
如图1所示，一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，它包含两个独立而又相互制约的制冷循环***，分别为高温级制冷循环***和低温级制冷循环***，高温级***包括高温级压缩机1、油分离器2、油冷却器3、冷凝器4、第一截止阀5、第一过滤器6、第二截止阀7、喷液截止阀8、经济器截止阀9、第一膨胀阀10、经济器11、喷液膨胀阀12、冷凝蒸发器25和第二膨胀阀26；低温级***包括第二过滤器13、第三截止阀14、回热器15、吸气温度调节阀16、低温级膨胀阀17、低温级蒸发器18、低温级油冷却器19、低温级压缩机20、膨胀罐21、低温级油分离器22、电磁阀23、预冷器24、冷凝蒸发器25、第四截止阀27，所有设备组成一个整体机组。
高温级***中，高温级压缩机1的输出端连接油分离器2的输入端，油分离器2可加装于高温级压缩机1内部、外部或同时在高温级压缩机1的内部、外部同时加装。外置型的油分离器2可以为立式油分离器或卧式油分离器。油分离器2的一个输出端连接冷凝器4的输入端，油分离器2的另一个输出端连接高温级压缩机1的输入端。冷凝器4为水冷壳管式冷凝器或风冷翅片管式冷凝器。冷凝器4的输出端通过第一截止阀5、第一过滤器6连接第二截止阀7的输入端，第二截止阀7的输出端分为三路：一路通过喷液截止阀8、喷液膨胀阀12连接到高温级压缩机1的喷液端；另一路经过经济器截止阀9、经济器膨胀阀10和经济器11连接到高温级压缩机1的补气口；再一路与经济器11的输入端相连，经济器11的输出端通过第二膨胀阀26与冷凝蒸发器25输入端相连，冷凝蒸发器25输出端与高温级压缩机1输入端相连。油冷却器3一端连接高温级压缩机1的油槽，另一端连接冷凝器4的进、出水口。以上组成高温级循环***。
高温级***的制冷剂可采用R22、R404A或R507等工质。
低温级***中，低温级压缩机20的输出端连接低温级油分离器22的输入端，低温级油分离器22可加装于低温级压缩机20内部、外部或同时在低温级压缩机20的内部、外部同时加装。外置型的低温级油分离器22可以为立式油分离器或卧式油分离器。低温级油分离器22的一个输出端连接预冷器24的输入端，低温级油分离器22的另一个输出端连接低温级压缩机20的输入端。预冷器24可以为板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器或翅片式换热器，预冷器24输出端连接冷凝蒸发器25的输入端，冷凝蒸发器25的输出端通过第四截止阀27、过滤器13、第三截止阀14后连接到回热器15的一个输入端，回热器15的一个输出端通过低温级膨胀阀17连接到低温级蒸发器18的输入端，低温级蒸发器18的输出端分为两路：一路连接到回热器15的另一个输入端，回热器15的另一个输出端连接到低温级压缩机20的输入端；另一路连接到吸气温度调节阀16的输入端，吸气温度调节阀16的输出端与回热器15的另一个输出端和低温级压缩机20的输入端相连。低温级油冷却器19一端连接低温级压缩机20的油槽，另一端连接冷凝器4的进、出水口。膨胀罐21的一端与低温级压缩机20的输入端连接，膨胀罐21的另一端通过电磁阀23与低温级压缩机20的输出端连接。以上组成低温级循环***。
本实用新型可提供-45℃～-85℃之间（相当于蒸发温度为-50℃～-90℃之间）的低温载冷剂，在各个部件优化设计的基础上，配以完善的电气控制方案，保证了整个机组安全、稳定、高效运行。机组所有部件一般设置为整体结构，但是也可以根据要求设置为分体结构。

Claims (8)

1.一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，包括两个制冷循环***，分别为高温级***和低温级***，其特征在于：高温级***包括高温级压缩机（1）、与高温级压缩机（1）相连的油分离器（2）和油冷却器（3）、与油分离器（2）相连的冷凝器（4）、与冷凝器（4）相连的经济器（11）以及与高温级压缩机（1）及经济器（11）均相连的冷凝蒸发器（25）；低温级***包括低温级压缩机（20）、与低温级压缩机（20）分别相连的膨胀罐（21）、低温级油分离器（22）、低温级油冷却器（19）以及回热器（15）、与低温级油分离器（22）相连的预冷器（24）、与预冷器（24）相连的冷凝蒸发器（25）以及与回热器（15）相连的低温级蒸发器（18），所有设备组成一个整体机组。
2.根据权力要求1所述一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，其特征在于：所述低温级压缩机（20）输出端连接低温级油分离器（22）的输入端，在低温级油分离器（22）的输出端和冷凝蒸发器（25）的输入端之间设置预冷器（24），所述的预冷器（24）为壳管式、翅片式换热器或板式换热器，冷却方式为采用冷却水冷却、空气冷却或制冷剂冷却。
3.根据权力要求1所述一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，其特征在于：在冷凝蒸发器（25）和低温级蒸发器（18）之间设置回热器（15），所述的回热器（15）为板式或壳管式换热器。
4.根据权力要求1所述一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，其特征在于：所述低温级***还包括吸气温度调节阀（16），吸气温度调节阀（16）一端与低温级蒸发器（25）连接，另一端与回热器（15）和低温级压缩机（20）吸气端连接，所述吸气温度调节阀（16）为手动阀或电动阀。
5.根据权力要求1所述一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，其特征在于：所述高温级压缩机（1）和低温级压缩机（20）为半封闭螺杆压缩机、开启螺杆压缩机、活塞压缩机、全封涡旋压缩机或半封涡旋压缩机。
6.根据权力要求1所述一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，其特征在于：所述油分离器（2）和低温级油分离器（22）分别加装于高温级压缩机（1）和低温级压缩机（20）内部或外部，或者在高温级压缩机（1）和低温级压缩机（20）的内部、外部同时加装。
7.根据权力要求1所述一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，其特征在于：所述高温级压缩机（1）通过补气口连接经济器（11），所述经济器（11）分别连接冷凝器（4）和冷凝蒸发器（25），所述的经济器（11）为板式或壳管式换热器。
8.根据权力要求1所述一种带有预冷和温度调节的高效双元复叠深冷机组，其特征在于：所述油冷却器（3）和低温级油冷却器（19）为板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器或翅片式换热器。
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