CN217464934U - 制冷***以及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了制冷***以及制冷设备，制冷***包括：制冷循环回路，其通过压缩机组、冷凝器以及蒸发器组连接形成，压缩机组包含串联设置的第一压缩机和第二压缩机，第一压缩机排出的冷媒送至第二压缩机的吸气口；回热融霜回路，其通过压缩机组、蒸发器组、辅助换热器以及回热器连接形成，冷凝器流出的冷媒经过回热器的第一换热管路送到蒸发器组制冷，蒸发器组融霜流出的冷媒经过辅助换热器及回热器的第二换热管路送回第一压缩机的吸气口，辅助换热器用于给第一压缩机排出的冷媒降温。本实用新型将融霜后发生相变的液态冷媒导入辅助换热器和回热器，消除液击隐患的同时降低压缩机组的排气温度，减少压缩机做功，提高制冷效率。

Description

制冷***以及制冷设备

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，尤其涉及制冷***以及制冷设备。

背景技术

在大型工业冷库制冷***中，结霜是一种非常普遍的现象。一般认为，当空气流过蒸发器表面，且蒸发器表面温度低于0℃，就会有表面结霜现象的产生。由于形成的霜层导热率低，降低了蒸发器的换热性能，不仅增加了能耗也会一定程度导致吸气带液。通常行业内采用热氟融霜作为低温冷库的融霜方式，热氟融霜需要有充足的热源—气态高压高温冷媒，压缩机组工作时产生的高温气体经过分流导入蒸发器组中处于融霜工况的蒸发器中，利用高温气体的热量融化蒸发器表面的霜层。

这种融霜方式在融霜速率上有较大的优势，高温气体在给蒸发器融霜的同时会吸收霜层的冷量冷凝成液体，现有技术对融霜产生的液态冷媒处理方案是将液态冷媒引入回热器，通过液态冷媒通过回热器吸收冷凝器流出冷媒的热量，再送到压缩机组的吸气口，但是由于冷凝器流出的冷媒温度不高、换热不完全等因素，液态冷媒吸热后并不能完全转换为气态冷媒，仍然液击隐患。

因此，如何克服现有热氟融霜方案的不足是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有热氟融霜技术存在液击隐患的缺陷，本实用新型提出制冷***以及制冷设备，该制冷***将融霜后发生相变的液态冷媒导入辅助换热器和回热器，液态冷媒与第一压缩机排出的气态冷媒通过辅助换热器进行热交换，消除液击隐患的同时降低第二压缩机的排气温度，减少了同等压比下压缩机做功，提高制冷效率。

本实用新型采用的技术方案是，设计制冷***，包括：

制冷循环回路，其通过压缩机组、冷凝器以及蒸发器组连接形成，压缩机组包含串联设置的第一压缩机和第二压缩机，第一压缩机排出的冷媒送至第二压缩机的吸气口；

回热融霜回路，其通过压缩机组、蒸发器组、辅助换热器以及回热器连接形成，冷凝器流出的冷媒经过回热器的第一换热管路送到蒸发器组制冷，蒸发器组融霜流出的冷媒经过辅助换热器及回热器的第二换热管路送回第一压缩机的吸气口，辅助换热器用于给第一压缩机排出的冷媒降温。

进一步的，回热器的第一换热管路出口侧设有旁通支路，旁通支路用于将第一换热管路流出的部分冷媒送回冷凝器的进口，旁通支路安装有调节其流量的旁通阀。

进一步的，蒸发器组由至少两个并联设置的蒸发器构成；

回热器的第一换热管路通过供液集管连接蒸发器组的制冷进口端，蒸发器组的制冷出口端通过融霜集管连接第二压缩机的排气口；

回热器的第二换热管路通过回液集管连接蒸发器组的制冷进口端，蒸发器组的制冷出口端通过回气集管连接第一压缩机的吸气口；

供液集管、回液集管、融霜集管以及回气集管均设有与各个蒸发器一一对应连接的分液口，每个分液口安装有独立工作的阀件。

进一步的，当蒸发器处于制冷工况时，供液集管和回气集管上与蒸发器对应的阀件打开，融霜集管和回液集管上与蒸发器对应的阀件关闭；

当蒸发器处于融霜工况时，供液集管和回气集管上与蒸发器对应的阀件关闭，融霜集管和回液集管上与蒸发器对应的阀件打开。

进一步的，每个所述蒸发器的制冷进口端均通过两个并联的支路与所述供液集管和所述回液集管连接，一支路安装有节流阀和切换阀，另一支路安装有单向阀，切换阀仅在蒸发器处于制冷工况时被打开，单向阀仅允许冷媒流出蒸发器的制冷进口端。

进一步的，回热器的第二换热管路进口侧安装有回热控制阀，回热控制阀在蒸发器组的所有蒸发器均处于制冷工况时保持关闭，回热控制阀在有蒸发器处于融霜工况时保持开启。

本实用新型还提出了制冷设备，包括：上述制冷***和控制所述制冷***运行状态的控制器。

在一些实施例中，制冷设备为冷库。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、在回热融霜回路中增加辅助换热器，融霜后发生相变的液态冷媒依次流经辅助换热器和回热器，液态冷媒与第一压缩机排出的气态冷媒通过辅助换热器进行热交换，消除液击隐患的同时降低第二压缩机的排气温度、增加供液过冷度，减少了同等压比下压缩机做功，降低制冷***能耗；

2、在回热器的第一换热管出口侧和冷凝器进口之间设置旁通支路，在制冷***的热负荷不大时打开旁通支路的旁通阀，将第一换热管路流出的部分冷媒送回冷凝器的进口，利用多余的冷量去降低冷凝器的负荷，提高制冷效率。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型中制冷***的连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利，并不用于限定本专利。

如图1所示，本实用新型提出制冷***适用于制冷设备，尤其是冷库等。制冷***包括：压缩机组、冷凝器5、蒸发器组6、回热器11以及辅助换热器12等，压缩机组、冷凝器5以及蒸发器组6连接形成制冷循环回路，压缩机组、蒸发器组6、辅助换热器12以及回热器11连接形成回热融霜回路。

压缩机组包含串联设置的第一压缩机1和第二压缩机2，第一压缩机1为低压压缩机，第二压缩机1为高压压缩机，第一压缩机1排出的冷媒送至第二压缩机2的吸气口，第一压缩机1的排气口连接有第一油分离器3，第二压缩机2的排气口连接有第二油分离器4，第一压缩机1排气口排出的冷媒经过第一油分离器3分离送入第二压缩机2的吸气口，第二压缩机2排气口排出的冷媒经过第二油分离器4分离送入冷凝器5。

回热器11和辅助换热器12均具有两套换热管路，回热器11的第一换热管路接在冷凝器的出口与蒸发器组6的制冷进口端之间，回热器11的第一换热管路属于制冷循环回路的一部分，回热器11的第二换热管路接在辅助换热器12的第二换热管路出口与第一压缩机1的吸气口之间，回热器11的第二换热管路属于回热融霜回路的一部分。辅助换热器12的第一换热管路接在第一压缩机1的排气口与第二压缩机2的吸气口之间，更准确的说是接在第一油分离器3的出气口和第二压缩机2的吸气口之间，辅助换热器12的第一换热管路属于制冷循环回路的一部分，辅助换热器12的第二换热管路接在蒸发器组的制冷进口端与回热器11的第二换热管路进口之间，辅助换热器12的第二换热管路属于回热融霜回路的一部分。

冷凝器5流出的冷媒经过回热器11的第一换热管路送到蒸发器组6中处于制冷工况的蒸发器制冷，蒸发器组6中处于融霜工况的蒸发器融霜后流出的冷媒依次经过辅助换热器12的第二换热管路、回热器11的第二换热管路送回第一压缩机1的吸气口。也就是说，融霜后发生相变的液态冷媒与第一压缩机1排出的气态冷媒通过辅助换热器12进行热交换，完成第一次吸热，辅助换热器12流出的冷媒与冷凝器5流出的冷媒通过回热器11进行热交换，完成第二次吸热。这种设计具有以下好处，第一是融霜产生的液态冷媒经过辅助换热器12和回热器11实现两次吸热，实现液态冷媒气化进入压缩机组的吸气口，确保***正常运行并避免液击现象；第二是第一压缩机1排出的气态冷媒通过辅助换热器12降温，降低压缩机组的排气温度及冷凝器5的热负荷，进而减少了在同等压比下压缩机组做功，降低***能耗、提升制冷效率；第三是第二换热管路的冷媒吸收第一换热管路的冷媒的热量，提高第一换热管路流出冷媒的过冷度，优化制冷效果；第四是降低了压缩机组的润滑油温度，有利于压缩机组回油。

在一些实施例中，回热器11的第一换热管路出口侧设有旁通支路，旁通支路用于将第一换热管路流出的部分冷媒送回冷凝器5的进口，旁通支路安装有调节其流量的旁通阀13，在制冷***的热负荷不大时打开旁通支路的旁通阀13，将第一换热管路流出的部分冷媒送回冷凝器5的进口，利用多余的冷量去降低冷凝器5的负荷，提高制冷效率。例如，通过制冷蒸发器的开度判断制冷***的热负荷情况，当超过半数制冷蒸发器的节流阀开度小于设定开度时，说明当前制冷***的热负荷不大，回热器的第一换热管路提供的冷量存在富余，此时开启旁通阀，将回热器的第一换热管路流出的部分冷媒送回冷凝器的进口，该部分冷媒与第二压缩机排出的高温冷媒混合降温，以降低冷凝器负荷。

在一些实施例中，蒸发器组6由至少两个并联设置的蒸发器构成，蒸发器可以安装在不同的房间中，且每个蒸发器可独立切换接入制冷循环回路或回热融霜回路，蒸发器组6的两端分别是制冷进口端和制冷出口端，由于蒸发器在回热融霜回路或者制冷循环回路的冷媒流向相反，因此蒸发器组6的制冷进口端实际上是融霜出口端、制冷出口端实际上是融霜进口端。

以下详细说明制冷***的连接结构，回热器11的第一换热管路通过供液集管7连接蒸发器组6的制冷进口端，蒸发器组6的制冷出口端通过融霜集管9连接第二压缩机2的排气口，回热器11的第二换热管路通过回液集管8连接蒸发器组6的制冷进口端，蒸发器组6的制冷出口端通过回气集管10连接第一压缩机1的吸气口。每个集管上与蒸发器组6连接的端部设有若干个与蒸发器数量相同的分液口，分液口与各个蒸发器一一对应连接，每个分液口安装有独立工作的阀件。当蒸发器处于制冷工况时，供液集管7和回气集管10上与蒸发器对应的阀件打开，融霜集管9和回液集管8上与蒸发器对应的阀件关闭；当蒸发器处于融霜工况时，供液集管7和回气集管10上与蒸发器对应的阀件关闭，融霜集管9和回液集管8上与蒸发器对应的阀件打开。

具体来说，供液集管7的各个分液口安装有供液电磁阀，回液集管8的各个分液口安装有回液电磁阀，融霜集管9的各个分液口安装有融霜电磁阀，回气集管10的各个分液口安装有回气电磁阀，通过阀件和分液口实现各个蒸发器的独立控制，并且保证冷媒能够均衡分配。

在一些实施例中，每个蒸发器的制冷进口端均通过两个并联的支路与供液集管7和回液集管8连接，一支路安装有节流阀和切换阀，另一支路安装有单向阀，切换阀仅在蒸发器处于制冷工况时被打开，单向阀仅允许冷媒流出蒸发器的制冷进口端。回热器11的第二换热管路进口安装有回热控制阀14，回热控制阀14在蒸发器组6的所有蒸发器均处于制冷工况时保持关闭。

如图1所示，以蒸发器组由四个蒸发器6-1~6-4构成为例，该四个蒸发器的供液电磁阀从左至右分别是7-1~7-4、回液电磁阀从左至右分别是8-1~8-4、融霜电磁阀从左至右分别是9-1~9-4、回气电磁阀从右至左分别是10-1~10-4，制冷***的工作流程如下。

所有蒸发器均处于制冷模式，供液电磁阀7-1~7-4打开，回液电磁阀8-1~8-4关闭，融霜电磁阀9-1~9-4关闭，回气电磁阀10-1~10-4打开，回热控制阀和旁通阀均关闭。冷媒流向为：第二压缩机2排出的高温高压气态冷媒→第二油分离器4→冷凝器5→回热器11→供液电磁阀→节流阀→蒸发器→回气电磁阀→第一压缩机1的吸气口→第一油分离器3→第二压缩机2的吸气口。

部分蒸发器进入融霜工况、另一部分蒸发器处于制冷模式，以蒸发器5-1融霜且蒸发5-2、5-3、5-4制冷为例：融霜电磁阀9-1打开，融霜电磁阀9-2、9-3、9-4关闭；供液电磁阀7-1关闭，供液电磁阀7-2、7-3、7-4打开；回液电磁阀8-1打开，回液电磁阀8-2、8-3、8-4关闭，回热控制阀14打开，旁通阀13在制冷***的热负荷不大时打开。制冷模式的冷媒流向为：第二压缩机2排出的高温高压气态冷媒→第二油分离器4→冷凝器5→回热器11→供液电磁阀→节流阀→蒸发器→回气电磁阀→第一压缩机1的吸气口→第一油分离器3→第二压缩机2的吸气口；融霜工况的冷媒流向为：第二压缩机2排出的高温高压气态冷媒→第二油分离器4→融霜电磁阀→蒸发器→单向阀→回液电磁阀→回热控制阀→辅助换热器12→回热器11→第一压缩机1的吸气口→第一油分离器3→第二压缩机2的吸气口。

本实用新型还提出了制冷设备，包括：上述制冷***和控制制冷***运行状态的控制器，制冷设备可以是冷库等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.制冷***，其特征在于，包括：

制冷循环回路，其通过压缩机组、冷凝器以及蒸发器组连接形成，所述压缩机组包含串联设置的第一压缩机和第二压缩机，所述第一压缩机排出的冷媒送至所述第二压缩机的吸气口；

回热融霜回路，其通过所述压缩机组、所述蒸发器组、辅助换热器以及回热器连接形成，所述冷凝器流出的冷媒经过所述回热器的第一换热管路送到所述蒸发器组制冷，所述蒸发器组融霜流出的冷媒依次经过所述辅助换热器及所述回热器的第二换热管路送回所述第一压缩机的吸气口，所述辅助换热器用于给所述第一压缩机排出的冷媒降温。

2.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于，所述回热器的第一换热管路出口侧设有旁通支路，所述旁通支路用于将所述第一换热管路流出的部分冷媒送回所述冷凝器的进口，所述旁通支路安装有调节其流量的旁通阀。

3.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于，所述蒸发器组由至少两个并联设置的蒸发器构成；

所述回热器的第一换热管路通过供液集管连接所述蒸发器组的制冷进口端，所述蒸发器组的制冷出口端通过融霜集管连接所述第二压缩机的排气口；

所述回热器的第二换热管路通过回液集管连接所述蒸发器组的制冷进口端，所述蒸发器组的制冷出口端通过回气集管连接所述第一压缩机的吸气口；

所述供液集管、回液集管、融霜集管以及回气集管均设有与各个所述蒸发器一一对应连接的分液口，每个分液口安装有独立工作的阀件。

4.根据权利要求3所述的制冷***，其特征在于，当所述蒸发器处于制冷工况时，所述供液集管和所述回气集管上与所述蒸发器对应的阀件打开，所述融霜集管和所述回液集管上与所述蒸发器对应的阀件关闭；

当所述蒸发器处于融霜工况时，所述供液集管和所述回气集管上与所述蒸发器对应的阀件关闭，所述融霜集管和所述回液集管上与所述蒸发器对应的阀件打开。

5.根据权利要求3所述的制冷***，其特征在于，每个所述蒸发器的制冷进口端均通过两个并联的支路与所述供液集管和所述回液集管连接，一支路安装有节流阀和切换阀，另一支路安装有单向阀，所述切换阀仅在所述蒸发器处于制冷工况时被打开，所述单向阀仅允许冷媒流出所述蒸发器的制冷进口端。

6.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于，所述回热器的第二换热管路进口侧安装有回热控制阀，所述回热控制阀在所述蒸发器组的所有蒸发器均处于制冷工况时保持关闭，所述回热控制阀在有蒸发器处于融霜工况时保持开启。

7.制冷设备，包括：制冷***和控制所述制冷***运行状态的控制器，其特征在于，所述制冷***采用权利要求1至6任一项所述的制冷***。

8.根据权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备为冷库。

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