單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)。它解決現(xiàn)有復疊制冷技術中單體壓縮機無法達到更低溫度，且開機時排氣壓力及排氣溫度過高的問題。本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、氣液分離器、中間換熱器以及蒸發(fā)器，壓縮機通過總出管順次串接冷凝器及氣液分離器，氣液分離器的出氣端連接中間換熱器的氣管道，氣液分離器的出液端連接中間換熱器的液管道，中間換熱器的氣管道連接蒸發(fā)器的進口，蒸發(fā)器的出口回連入中間換熱器的液管道，中間換熱器的液管道通過總進管回連至壓縮機，總進管上分支出岔路管，岔路管末端連接膨脹容器。本實用新型能穩(wěn)定開機壓力，降低排氣溫度，達到需求低溫，且制冷效率高，性能可靠，成本低。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于制冷【技術領域】，涉及一種用于低溫制冷設備的雙級制冷裝置，特 別是一種單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)。 單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)

【背景技術】
[0002] 自動復疊制冷技術有顯著的節(jié)能效果，該技術比普通兩級壓縮技術節(jié)能50%左 右，同樣制冷量時的壓縮機容積只有普通兩級壓縮的四分之一左右。且采用環(huán)保性制冷劑， 可以替代破壞大氣臭氧層的氟利昂制冷劑R22,和替代對人體和食品有害的氨制冷劑。自動 復疊制冷技術比傳統(tǒng)的制冷技術系統(tǒng)簡單，控制方便，安全性好，設備造價低。該技術可達 到節(jié)能，環(huán)保的效果。
[0003] 傳統(tǒng)的復疊制冷技術無法在單體壓縮機運作的工況下達到更低的溫度需求，故其 存在技術性局限；且傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)剛開機時排氣壓力及排氣溫度過高，進而影響正常工況 運作，降低制冷效果，同時易造成設備的損耗進而縮短使用壽命。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種在自復疊制冷回 路中調整連接布設，且增設緩流設計，以實現(xiàn)開機氣壓平穩(wěn)且保障制冷效率的單壓縮機兩 級自復疊制冷系統(tǒng)。
[0005] 本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)：單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)， 包括壓縮機、冷凝器、氣液分離器、中間換熱器以及蒸發(fā)器，所述壓縮機通過總出管順次串 接冷凝器及氣液分離器，所述氣液分離器的出氣端連接中間換熱器的氣管道，所述氣液分 離器的出液端連接中間換熱器的液管道，所述中間換熱器的氣管道連接蒸發(fā)器的進口，所 述蒸發(fā)器的出口回連入中間換熱器的液管道，所述中間換熱器的液管道通過總進管回連至 壓縮機，所述總進管上分支出岔路管，所述岔路管末端連接膨脹容器。
[0006] 本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)的中間換熱器的氣管道與液管道為相互獨立的 管路，由此氣管道、液管道中各自的介質不混合，但兩介質進行熱交換工序。
[0007] 本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)的運作過程為，混合制冷工質經壓縮機壓縮做功 后進入冷凝器進行冷凝工序，此時R600A為液態(tài)，R23為氣態(tài)。隨后兩者進入氣液分離器， 在重力作用下液態(tài)R600A經氣液分離器下部的出液端進入中間換熱器開始蒸發(fā)吸熱，而氣 態(tài)R23經氣液分離器上部的出氣端進入中間換熱器開始冷凝成液態(tài)，由此實現(xiàn)R600A與R23 的熱交換工序。而后液態(tài)R23進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)吸熱作業(yè)，進而實現(xiàn)對制冷設備箱體的 降溫作用。最后從蒸發(fā)器出來的R23返回到中間換熱器中與R600A混合，形成的混合制冷 工質再回流到壓縮機，以便進行下一次循環(huán)制冷作業(yè)。
[0008] 在上述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)中，所述壓縮機內的制冷工質為高沸點工 質與低沸點工質形成的混合工質。其中高沸點工質具體指R600A，低沸點工質具體指R23， 由此R600A與R23成比例混合加入壓縮機，使壓縮機對混合制冷工質同時進行壓縮做功。
[0009] 在上述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)中，所述岔路管為節(jié)流毛細管，且節(jié)流毛 細管的一端口連通膨脹容器，另一端口連通總進管。在制冷回路中增加一個膨脹容器，使得 在壓縮機未啟動前，部分混合制冷工質儲存到膨脹容器內，以減少制冷系統(tǒng)內的工質量。當 壓縮機啟動時，由于系統(tǒng)內的工質量較少，故排氣壓力隨之降低；同時系統(tǒng)回氣壓力會降低 至Obar左右，形成低壓。此時膨脹容器內的混合制冷工質會經過節(jié)流毛細管的節(jié)流作用 后，緩慢的進入制冷回路內，由此在降低系統(tǒng)排氣壓力的同時，保證整個系統(tǒng)的制冷效率不 受影響。
[0010] 在上述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)中，所述中間換熱器的氣管道與液管道平 行貼合后環(huán)繞成盤體，該盤體一頭伸出氣管道的低溫工質進口和液管道的高溫工質進口， 另一頭伸出氣管道的低溫工質出口和液管道的高溫工質出口，且盤體內的液管道上還插接 混合回氣口。
[0011] 中間換熱器采用混合回氣穿管式換熱器，高沸點工質R600A在其外管內流動，低 沸點工質R23在其內管流動，且換熱效率高。氣液分離器的出氣端連接低溫工質進口，氣液 分離器的出液端連接高溫工質進口，低溫工質出口連接蒸發(fā)器的進口，蒸發(fā)器的出口回連 混合回氣口，高溫工質出口回路連接壓縮機。混合回氣口開設于液管道(外管)的中部位置， 低沸點工質R23在蒸發(fā)器完成蒸發(fā)吸熱后不直接回到壓縮機，而是通過混合回氣口進入液 管道(外管)，由此高沸點工質R600A與低沸點工質R23混合后流經液管道(外管）的后半部 分回到壓縮機。此混合回氣穿管式換熱器的優(yōu)點在于，充分利用低沸點工質的冷量，進入中 間換熱器且流經后半部分，從而進行第二次降溫，提高制冷效率，同時也可加快低沸點工質 冷凝為液體的速度，使排氣壓力較快降低。
[0012] 在上述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)中，所述盤體上均勻綁設錫焊帶。
[0013] 在上述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)中，所述氣液分離器的出液端與中間換熱 器的液管道之間連接毛細管集，所述毛細管集包括若干呈并聯(lián)的毛細管。毛細管集具體采 用兩根毛細管，為了保證蒸發(fā)溫度，毛細管集的每根毛細管流量較原先減小，通過毛細管流 量減小，降低了蒸發(fā)溫度；且兩根毛細管并聯(lián)，保證了制冷效率。同時多根毛細管可防止單 根毛細管因堵塞而造成系統(tǒng)不制冷現(xiàn)象。
[0014] 在上述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)中，所述中間換熱器的氣管道與蒸發(fā)器的 進口之間連接毛細管。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)能穩(wěn)定開機時高壓端的系統(tǒng)壓 力，減少因排氣壓力過高對壓縮機的沖擊；降低排氣溫度，防止冷凍油炭化，延長壓縮機壽 命；可憑借單壓縮機制取-70°c低溫，極大地提高了產品的制冷性能；還具備結構簡單，制 冷效率高，性能可靠，成本低等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)的原理結構示意圖。
[0017] 圖2是本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)的中間換熱器的結構示意圖。
[0018] 圖中，1、壓縮機；2、冷凝器；3、氣液分離器；4、毛細管集；5、中間換熱器；5a、低溫 工質進口；5b、高溫工質進口；5c、混合回氣口；5d、低溫工質出口；5e、高溫工質出口；5f、錫 焊帶；6、蒸發(fā)器；7、節(jié)流毛細管；8、膨脹容器。

【具體實施方式】
[0019] 以下是本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步 的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。
[0020] 如圖1和2所示，本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)包括壓縮機1、冷凝器2、氣液分 離器3、中間換熱器5、蒸發(fā)器6以及膨脹容器8。
[0021] 中間換熱器5采用混合回氣穿管式換熱器，中間換熱器5的內管為氣管道，外管為 液管道。氣管道與液管道內外平行貼合后環(huán)繞成盤體，該盤體一頭伸出氣管道的低溫工質 進口 5a和液管道的高溫工質進口 5b，另一頭伸出氣管道的低溫工質出口 5d和液管道的高 溫工質出口 5e，且盤體內的液管道上還插接混合回氣口 5c，該混合回氣口 5c開設于液管道 (外管）的中部位置。盤體上均勻綁設錫焊帶5f，用于盤體的形狀固定。
[0022] 壓縮機1通過總出管順次串接冷凝器2及氣液分離器3,氣液分離器3的出氣端連 接中間換熱器5的氣管道，具體為氣管道的低溫工質進口 5a ;氣液分離器3的出液端連接 中間換熱器5的液管道，具體為液管道的高溫工質進口 5b ;中間換熱器5氣管道的低溫工 質出口 5d通過毛細管連接蒸發(fā)器6的進口；蒸發(fā)器6的出口回連入中間換熱器5液管道的 混合回氣口 5c ;中間換熱器5液管道的高溫工質出口 5e通過總進管回連至壓縮機1。
[0023] 氣液分離器3的出液端與中間換熱器5的液管道之間連接毛細管集4,該毛細管 集4包括若干呈并聯(lián)的毛細管。在本實施例中毛細管集4具體采用兩根毛細管，為了保證 蒸發(fā)溫度，毛細管集4的每根毛細管流量較原先減小，通過毛細管流量減小，降低了蒸發(fā)溫 度；且兩根毛細管并聯(lián)，保證了制冷效率。同時多根毛細管可防止單根毛細管因堵塞而造成 系統(tǒng)不制冷現(xiàn)象。
[0024] 中間換熱器5與壓縮機1之間的總進管上分支出岔路管，岔路管末端連接膨脹容 器8。岔路管為節(jié)流毛細管7,即節(jié)流毛細管7的一端口連通膨脹容器8,另一端口連通總進 管。
[0025] 壓縮機1內的制冷工質為高沸點工質與低沸點工質形成的混合工質。其中高沸點 工質具體指R600A，低沸點工質具體指R23,由此R600A與R23成比例混合加入壓縮機1，使 壓縮機1對混合制冷工質同時進行壓縮做功。
[0026] 在制冷回路中增加一個膨脹容器8,使得在壓縮機1未啟動前，部分混合制冷工質 儲存到膨脹容器8內，以減少制冷系統(tǒng)內的工質量。當壓縮機1啟動時，由于系統(tǒng)內的工質 量較少，故排氣壓力隨之降低；同時系統(tǒng)回氣壓力會降低至〇bar左右，形成低壓。此時膨脹 容器8內的混合制冷工質會經過節(jié)流毛細管7的節(jié)流作用后，緩慢的進入制冷回路內，由此 在降低系統(tǒng)排氣壓力的同時，保證整個系統(tǒng)的制冷效率不受影響。
[0027] 本單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)的運作過程為，混合制冷工質經壓縮機1壓縮做 功后進入冷凝器2進行冷凝工序，此時R600A為液態(tài)，R23為氣態(tài)。隨后兩者進入氣液分離 器3,在重力作用下液態(tài)R600A經氣液分離器3下部出液端連接的毛細管集4進入中間換熱 器5開始蒸發(fā)吸熱，而氣態(tài)R23經氣液分離器3上部的出氣端進入中間換熱器5開始冷凝 成液態(tài)，即高沸點工質R600A在中間換熱器5的外管內流動，低沸點工質R23在中間換熱器 5的內管流動，由此實現(xiàn)R600A與R23的熱交換工序。而后液態(tài)R23進入蒸發(fā)器6進行蒸發(fā) 吸熱作業(yè)，進而實現(xiàn)對制冷設備箱體的降溫作用。低沸點工質R23在蒸發(fā)器6完成蒸發(fā)吸 熱后不直接回到壓縮機1，而是通過混合回氣口 5c進入中間換熱器5的液管道(外管)，由此 高沸點工質R600A與低沸點工質R23混合后流經液管道(外管）的后半部分，由此充分利用 低沸點工質的冷量，進入中間換熱器5且流經后半部分，從而進行第二次降溫，提高制冷效 率，同時也可加快低沸點工質冷凝為液體的速度，使排氣壓力較快降低。最后由高沸點工質 R600A與低沸點工質R23形成的混合制冷工質再回流到壓縮機1，以便進行下一次循環(huán)制冷 作業(yè)。
[0028] 本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所 屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似 的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
[0029] 盡管本文較多地使用了壓縮機1 ;冷凝器2 ;氣液分離器3 ;毛細管集4 ;中間換熱 器5 ;低溫工質進口 5a ;高溫工質進口 5b ;混合回氣口 5c ;低溫工質出口 5d ;高溫工質出口 5e ;錫焊帶5f ;蒸發(fā)器6 ;節(jié)流毛細管7 ;膨脹容器8等術語，但并不排除使用其它術語的可 能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任 何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
【權利要求】
1. 單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝器、氣液分離器、中間換熱器以及 蒸發(fā)器，其特征在于，所述壓縮機通過總出管順次串接冷凝器及氣液分離器，所述氣液分離 器的出氣端連接中間換熱器的氣管道，所述氣液分離器的出液端連接中間換熱器的液管 道，所述中間換熱器的氣管道連接蒸發(fā)器的進口，所述蒸發(fā)器的出口回連入中間換熱器的 液管道，所述中間換熱器的液管道通過總進管回連至壓縮機，所述總進管上分支出岔路管， 所述岔路管末端連接膨脹容器。
2. 根據權利要求1所述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述岔路管為 節(jié)流毛細管，且節(jié)流毛細管的一端口連通膨脹容器，另一端口連通總進管。
3. 根據權利要求1所述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述中間換熱 器的氣管道與液管道平行貼合后環(huán)繞成盤體，該盤體一頭伸出氣管道的低溫工質進口和液 管道的高溫工質進口，另一頭伸出氣管道的低溫工質出口和液管道的高溫工質出口，且盤 體內的液管道上還插接混合回氣口。
4. 根據權利要求3所述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述盤體上均 勻綁設錫焊帶。
5. 根據權利要求1所述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液分離 器的出液端與中間換熱器的液管道之間連接毛細管集，所述毛細管集包括若干呈并聯(lián)的毛 細管。
6. 根據權利要求1所述的單壓縮機兩級自復疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述中間換熱 器的氣管道與蒸發(fā)器的進口之間連接毛細管。
【文檔編號】F25B1/00GK203893475SQ201420113899
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2014年3月13日
【發(fā)明者】匡磊, 李志波, 李斌, 趙向斌, 邢學智 申請人:青島澳柯瑪超低溫冷凍設備有限公司