CN212619436U - 一种试验箱用低温制冷*** - Google Patents

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胡醇
胡德霖
陈斌
李�杰
王林
黄涛
梁立峰
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Abstract

本实用新型提供一种试验箱用低温制冷***,所述的低温制冷***包括N台压缩机,所述的N台压缩机的出气管均连通至一出气汇管,所述的N台压缩机的回气管均连通至一回气汇管,所述的N台压缩机的出气管上均设置有止逆阀,所述的回气汇管上设置有直通开关阀,所述的出气汇管上设置有分流三通开关阀,所述的分流三通开关阀的角阀侧连管连接至所述的回气汇管,所述的直通开关阀和所述的分流三通开关阀均设置在其中相邻的两个压缩机之间。本实用新型的试验箱用低温制冷***,由常规的单台压缩机***设计成由2至5台并联的方式,避免了单机组情况下高温工况时制冷量过大,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。

Description

一种试验箱用低温制冷***
技术领域
本实用新型涉及特种制冷技术领域,特别是涉及一种试验箱用低温制冷***。
背景技术
一般,随用冷空间温度的大范围变化,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,需冷量越小,对特定制冷机组,其制冷能力却越大;尤其是许多要求空间最低温度到-35度或更低的降温实验场合,往往还存在着大质量的负载实验物品,降温过程有时间限制要求,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,这其中变频机组就具有显著优势,但目前,在许多工业及特种制冷场合,变频制冷***使用还不普遍,更多使用定频制冷,因此适合此类场合的制冷***,就需要综合考虑,若设计不合适,比如只按照最大冷量需求选用单个压缩机,就会造成维持阶段机组降载能力弱,控制温度难度大,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。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种试验箱用低温制冷***。
为了解决上述技术问题,一种试验箱用低温制冷***,所述的低温制冷***包括N台压缩机,所述的N台压缩机的出气管均连通至一出气汇管,所述的N台压缩机的回气管均连通至一回气汇管,所述的N台压缩机的出气管上均设置有止逆阀,所述的回气汇管上设置有直通开关阀,所述的出气汇管上设置有分流三通开关阀,所述的分流三通开关阀的角阀侧连管连接至所述的回气汇管,所述的直通开关阀和所述的分流三通开关阀均设置在其中相邻的两个压缩机之间。
优选地,所述的N为2~5,所述的直通开关阀、分流三通开关阀为关联电动动作,在直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态;在直通开关阀按需处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,N台所述的压缩机被分为由M台压缩机组成的低温级制冷压缩机组件,及由N-M台压缩机组成的高温级制冷压缩机组件,制冷***的制冷工质先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀后,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩,所述的M≥(N-M)。
优选地,所述的低温制冷***还包括经济器,所述的压缩机的回油管均连通至油分回油汇管,所述的压缩机的喷液冷却管均连通至所述的经济器的过冷侧管路的进液管上,所述的喷液冷却管上安装有电磁阀,所述的经济器的蒸发侧回气管接至回气汇管。
优选地,所述的低温制冷***还包括油分离器、风冷冷凝器组件、高压贮液器、气液分离器,所述的油分离器出口管连入风冷冷凝器组件的进口,所述的风冷冷凝器组件的出管接入所述的高压贮液器,所述的高压贮液器分为两管路,分别连入经济器的管口,所述的经济器的过冷侧管口连通至蒸发器组件,所述的蒸发器组件用于为用冷环境提供冷量。
优选地,所述的风冷冷凝器组件的进出口还接有冷凝压力控制组件。
优选地,循环工质经过所述的蒸发器组件吸收热量后过热流回所述的气液分离器,过热气体经气分回气管进入回气汇管,被压缩机抽回。
优选地,所述的低温制冷***包括三台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第二压缩机和第三压缩机之间的回气汇管上,所述的分流三通开关阀设于第二压缩机和第三压缩机之间的出气汇管上,所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第三压缩机之间的回气汇管上,所述的气分回气管连通至所述的第二压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机处于并联状态;当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的所述的第一压缩机和第二压缩机形成低温级制冷压缩机组件,所述的第三压缩机形成高温级制冷压缩机组件,所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
优选地,所述的低温制冷***包括四台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第二压缩机和第三压缩机之间的回气汇管上,所述的分流三通开关阀设于第二压缩机和第三压缩机之间的出气汇管上,所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第三压缩机之间的回气汇管上,所述的气分回气管连通至所述的第二压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机处于并联状态;当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的第一压缩机和第二压缩机形成低温级制冷压缩机组件,并联的第三压缩机和第四压缩机形成高温级制冷压缩机组件,所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
优选地,所述的低温制冷***包括四台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第三压缩机和第四压缩机之间的回气汇管上,所述的分流三通开关阀设于第三压缩机和第四压缩机之间的出气汇管上,所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第四压缩机之间的回气汇管上,所述的气分回气管连通至所述的第三压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机处于并联状态;当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机形成低温级制冷压缩机组件,所述的第四压缩机形成高温级制冷压缩机组件,所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
本实用新型的试验箱用低温制冷***,由常规的单台压缩机***设计成由2至5台并联的方式,避免了单机组情况下高温工况时制冷量过大,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;又解决了整体***在低温工况下常规设计***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。本实用新型尤其适合用于箱体内温度范围为从常温到-35度以下、即可以通过双级制冷加以实现的场合。该制冷***能达到更低的库温,比单级机更大的压比。
附图说明
图1是本实用新型采用三台压缩机的一种试验箱用低温制冷***的结构示意图;
图2a是本实用新型采用四台压缩机的一种试验箱用低温制冷***的第一种实施例的结构示意图;
图2b是本实用新型采用四台压缩机的一种试验箱用低温制冷***的第二种实施例的结构示意图。
其中:1:压缩机,2:回气管,3:回气汇管,4:出气汇管,5:分流三通开关阀,6:直通开关阀,7:气分回气管,8:油分进气管,9:油分离器,10:气液分离器,11:风冷冷凝器组件,12:冷凝压力控制组件,13:高压贮液器,14a、14b、14c、14d、14e:电磁阀,15a、15b:温控型膨胀阀,16:经济器,17:用冷环境,18:蒸发器组件,19:喷液冷却管,20:油分回油汇管,21:出气管,22:止逆阀,23:回油管。
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。
如图1所示,本申请的一种试验箱用低温制冷***,所述的低温制冷***包括二台到五台不等的压缩机1、分流三通开关阀5、直通开关阀6、油分离器9、气液分离器10、风冷冷凝器组件11、冷凝压力控制组件12、高压贮液器13、电磁阀14a、14b、14c、14d、15e、温控型膨胀阀15a、15b、经济器16、止逆阀22、蒸发器组件18、喷液冷却管19等部件。
各压缩机1的出气管21管路上皆装有止逆阀22,出气管21皆汇集到出气汇管4;各压缩机的回气管2皆从回气汇管3连出;各压缩机的回油管23上皆装有电磁阀14e,回油管23皆自油分回油汇管20接出;各压缩机的喷液冷却管19上皆装有电磁阀14b,喷液冷却管19皆自经济器16的过冷侧管路的进液管上接出。
回气汇管3上装有直通开关阀6,回气汇管3通过气分回气管7与气液分离器10连接;出气汇管4上装有分流三通开关阀5,分流三通开关阀5的角阀侧连接到回气汇管3;经济器的蒸发侧回气管接至回气汇管3。
油分离器9出口管连入风冷冷凝器组件11进口,风冷冷凝器组件11进出口两侧按部件规定接法接有冷凝压力控制组件12,最终出管接入高压贮液器13,高压贮液器13出口接电磁阀14a后分为两管路,分别连入经济器16的两侧管口,其中的蒸发侧管路上装有电磁阀14C和温控型膨胀阀15a,其经过经济器16被蒸发气化,出口接入压缩机1回气侧;经济器16的过冷侧进口侧管路上分别接三管路各经电磁阀14b构成压缩机喷液冷却管19接回各自压缩机喷液口,经济器16的过冷侧进口侧总管进经济器16,循环工质在其中被过冷后依次经电磁阀14d和温控型膨胀阀15b,进蒸发器组件18,蒸发器组件18用于为用冷环境17按需提供冷量。循环工质在蒸发器组件18吸收热量后过热流回气液分离器10,其过热气体经气分回气管7进入回气汇管3,被压缩机1抽回。
在由三台压缩机构成的试验箱用低温制冷***中,装于回气汇管3上的直通开关阀6及装于出气汇管4上的分流三通开关阀5的安装位置、相关连接管的连接位置的规定是:直通开关阀6和分流三通开关阀5将原本并联状态的三台压缩机隔开,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5的角阀侧连接的是这***立状态的压缩机回气管;经济器的蒸发侧回气管连接的也是这***立状态的压缩机回气管;油分进气管8与出气汇管4的连接位置位于那***立状态压缩机的出气侧;气分回气管7与出气汇管3的连接位置位于仍并联的那两台压缩机的回气侧。
本实用新型试验箱用低温制冷***,所述的直通开关阀6、分流三通开关阀5为关联电动动作,在直通开关阀6按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀5同时处于直通状态;在直通开关阀6按需处于关闭状态时,分流三通开关阀5同时处于角通状态。
本实用新型试验箱用低温制冷***可由两台、三台、四台、五台压缩机组成。若为偶数2nn=1,2台机组,当回气汇管3和出气汇管4分别被直通开关阀6、分流三通开关阀5所分隔后,原有2台皆处于并联状态的压缩机改变成:当两阀皆不为直通状态时,被分割的两侧压缩机各为1台;原有4台皆处于并联状态的压缩机可改变成:当两阀皆不为直通状态时,被分割的两侧压缩机台数相等,亦可改变成:1台压缩机位于高温级侧并联,3台机组位于低温级侧并联。对于奇数2n+1n=1,2台机组,当回气汇管3和出气汇管4分别被直通开关阀6、分流三通开关阀5所分隔后,原有2n+1台皆处于并联状态的压缩机改变成:n台压缩机位于高温级侧并联,n+1台机组位于低温级侧并联。
图1清楚说明了三台压缩机所组成的本实用新型***的结构***原理。所述的低温制冷***包括三台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第二压缩机和第三压缩机之间的回气汇管上,所述的分流三通开关阀设于第二压缩机和第三压缩机之间的出气汇管上,所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第三压缩机之间的回气汇管上,所述的气分回气管连通至所述的第二压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机处于并联状态;当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的所述的第一压缩机和第二压缩机形成低温级制冷压缩机组件,所述的第三压缩机形成高温级制冷压缩机组件,所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
图2a为采用四台压缩机时通过阀5、6的分隔作用,形成在双级运行时3台压缩机并联构成低温级、剩下1台压缩机构成高温级的结构示意图,具体为,所述的低温制冷***包括四台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第三压缩机和第四压缩机之间的回气汇管上,所述的分流三通开关阀设于第三压缩机和第四压缩机之间的出气汇管上,所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第四压缩机之间的回气汇管上,所述的气分回气管连通至所述的第三压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机处于并联状态;当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机形成低温级制冷压缩机组件,所述的第四压缩机形成高温级制冷压缩机组件,所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
图2b为采用四台压缩机时通过阀5、6的分隔作用,形成在双级运行时2台压缩机并联构成低温级、另2台压缩机并联构成高温级的结构示意图。具体为,所述的低温制冷***包括四台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第二压缩机和第三压缩机之间的回气汇管上,所述的分流三通开关阀设于第二压缩机和第三压缩机之间的出气汇管上,所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第三压缩机之间的回气汇管上,所述的气分回气管连通至所述的第二压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机处于并联状态;当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的第一压缩机和第二压缩机形成低温级制冷压缩机组件,并联的第三压缩机和第四压缩机形成高温级制冷压缩机组件,所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
虽然理论上本***可以使用超过2至5台范围的压缩机来构成***,但实际上,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用低温制冷***中,处于并联状态下的数台压缩机,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***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压缩机或增载;在双级运行时,提升机组能力的原理相同于单级状态。
本实用新型并未提及电气控制***,只反映与本实用新型有关的***部件和连管,电控***在制冷***中不可缺少,特此说明。
本实用新型只示出了组成本实用新型原理***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***维修和提高可靠性所需增加的部件,比如说,图中未示出相关部件工质干燥过滤器、油过滤器、视液镜、截止阀门,甚至喷液CIC组件,等,实际***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是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 (9)

1.一种试验箱用低温制冷***,其特征在于,所述的低温制冷***包括N台压缩机,所述的N台压缩机的出气管均连通至一出气汇管,所述的N台压缩机的回气管均连通至一回气汇管,所述的N台压缩机的出气管上均设置有止逆阀,所述的回气汇管上设置有直通开关阀,所述的出气汇管上设置有分流三通开关阀,所述的分流三通开关阀的角阀侧连管连接至所述的回气汇管,所述的直通开关阀和所述的分流三通开关阀均设置在其中相邻的两个压缩机之间。
2.如权利要求1所述的低温制冷***,其特征在于,所述的N为2~5,所述的直通开关阀、分流三通开关阀为关联电动动作,在直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态;在直通开关阀按需处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,N台所述的压缩机被分为由M台压缩机组成的低温级制冷压缩机组件,及由N-M台压缩机组成的高温级制冷压缩机组件,制冷***的制冷工质先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀后,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩,所述的M≥(N-M)。
3.如权利要求1所述的低温制冷***,其特征在于,所述的低温制冷***还包括经济器,所述的压缩机的回油管均连通至油分回油汇管,所述的压缩机的喷液冷却管均连通至所述的经济器的过冷侧管路的进液管上,所述的喷液冷却管上安装有电磁阀,所述的经济器的蒸发侧回气管接至回气汇管。
4.如权利要求3所述的低温制冷***,其特征在于,所述的低温制冷***还包括油分离器、风冷冷凝器组件、高压贮液器、气液分离器,所述的油分离器出口管连入风冷冷凝器组件的进口,所述的风冷冷凝器组件的出管接入所述的高压贮液器,所述的高压贮液器分为两管路,分别连入经济器的管口,所述的经济器的过冷侧管口连通至蒸发器组件,所述的蒸发器组件用于为用冷环境提供冷量。
5.如权利要求4所述的低温制冷***,其特征在于,所述的风冷冷凝器组件的进出口还接有冷凝压力控制组件。
6.如权利要求4所述的低温制冷***,其特征在于,循环工质经过所述的蒸发器组件吸收热量后过热流回所述的气液分离器,过热气体经气分回气管进入回气汇管,被压缩机抽回。
7.如权利要求6所述的低温制冷***,其特征在于,所述的低温制冷***包括三台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第二压缩机和第三压缩机之间的回气汇管上,
所述的分流三通开关阀设于第二压缩机和第三压缩机之间的出气汇管上,
所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第三压缩机之间的回气汇管上,
所述的气分回气管连通至所述的第二压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,
当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机处于并联状态;
当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的所述的第一压缩机和第二压缩机形成低温级制冷压缩机组件,所述的第三压缩机形成高温级制冷压缩机组件,
所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
8.如权利要求6所述的低温制冷***,其特征在于,
所述的低温制冷***包括四台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第二压缩机和第三压缩机之间的回气汇管上,
所述的分流三通开关阀设于第二压缩机和第三压缩机之间的出气汇管上,
所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第三压缩机之间的回气汇管上,
所述的气分回气管连通至所述的第二压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,
当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机处于并联状态;
当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的第一压缩机和第二压缩机形成低温级制冷压缩机组件,并联的第三压缩机和第四压缩机形成高温级制冷压缩机组件,
所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
9.如权利要求6所述的低温制冷***,其特征在于,
所述的低温制冷***包括四台压缩机,依次为第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机,所述的直通开关阀设于所述的第三压缩机和第四压缩机之间的回气汇管上,
所述的分流三通开关阀设于第三压缩机和第四压缩机之间的出气汇管上,
所述的分流三通开关阀的角阀连通至所述的直通开关阀与所述的第四压缩机之间的回气汇管上,
所述的气分回气管连通至所述的第三压缩机与所述的直通开关阀之间的回气汇管上,
当直通开关阀按需处于直通开启状态时,分流三通开关阀同时处于直通状态,所述的第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机处于并联状态;
当直通开关阀处于关闭状态时,分流三通开关阀同时处于角通状态,并联的第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机形成低温级制冷压缩机组件,所述的第四压缩机形成高温级制冷压缩机组件,
所述的气分回气管中的气体先经过低温级制冷压缩机组件压缩后,通过所述的分流三通开关阀的角阀,进入高温级制冷压缩机组件进行二次压缩。
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