[发明专利]一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境模拟试验设备和冷库制冷领域，具体为一种-60℃以上全温度工况的节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统。

背景技术

在蒸汽压缩式制冷循环中，由于制冷循环压缩比和制冷剂热物理特性的限制，常用的单级压缩制冷循环只能获得-20--40℃的低温，若获得-40--60℃的低温，多采用中温制冷剂的双级压缩制冷循环，当需要获取-50℃以下的低温时，采用中温制冷剂与低温制冷剂复叠的制冷循环；许多学者研究结果表明，在-40--60℃温区，采用双击压缩制冷循环的制冷效率会高于复叠制冷循环，而复叠制冷循环在-60℃以下温区制冷会更有优势。

在高低温环境模拟试验设备中，由于温度测试点要经常发生变化。双级压缩制冷系统和复叠制冷系统需要一直启动两级压缩机才满足制冷，并且多余的制冷需要提供加热功率去平衡，这样就造成了较大的能源浪费。目前，复叠制冷系统通过双蒸发器的方式可以进行高温级和低温级分别制冷，但是这样会导致提高设备投资成本和自动控制点增加的问题；此外，复叠制冷系统采用低温制冷剂，在常温下会全部汽化为过热蒸汽，给整个制冷系统带来安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明结合双级压缩制冷和复叠制冷优点，提供一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统，以达到节约能源，降低设备投资和提高设备利用率的目的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统，包括通过冷凝蒸发器进行换热的高温级制冷循环和低温级制冷循环，其特征在于：高温级制冷循环还增设有高温级制冷支路。

所述的一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统，其特征在于：所述高温级制冷循环包括通过管路依次连接的高温级压缩机、高温级油分离器、高温级储液式水冷凝器、高温级干燥过滤器、高温级第一电磁阀、高温级第一膨胀阀、冷凝蒸发器，冷凝蒸发器的另一端连接到高温级压缩机的吸气端。

所述的一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统，其特征在于：所述低温级制冷循环为：低温级压缩机出口依次连接低温级水预冷器、低温级油分离器、冷凝蒸发器、低温级储液罐、低温级干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀、蒸发器，蒸发器的出口与低温级压缩机吸气端相连。

所述的一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统，其特征在于：所述高温级制冷支路为从高温级储液罐出来的制冷剂经过高温级第二电磁阀、高温级第二膨胀阀后，再进入蒸发器18，最后经过高温级第三电磁阀接入冷凝蒸发器与高温级压缩机之间的管路上。

所述的一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统，其特征在于：高温级制冷循环和低温级制冷循环所用制冷剂为同一种制冷剂。

所述的一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统，其特征在于：高温级制冷循环和低温级制冷循环共用同一蒸发器。

本发明的优点为：(1).在-60℃-5℃温度区间内，中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统的制冷系数高于双级压缩制冷系统和复叠制冷系统。

(2).可以采用低温级工况提供冷量，也可以只启动高温级压缩机提供冷量，尤其适合于宽温区变化并需要精确控温的高低温环境模拟实验设备，起到减少设备能量消耗，节能的作用。

(3).低温级制冷循环和高温级制冷支路共用一个蒸发器，通过电磁阀的启闭实现切换，降低了设备投资成本和自动控制点的数量，提高了设备的利用率。

附图说明

图1为本发明节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统结构原理示意图。

具体实施方式

如图1所示。本发明包括高温级制冷循环01和低温级制冷循环02，高温级制冷循环包括有通过管路依次连接的高温级压缩机1、高温级油分离器2、高温级储液式水冷凝器3、高温级干燥过滤器4、高温级第一电磁阀5、高温级第一膨胀阀6、冷凝蒸发器7，冷凝蒸发器7的另一端连接到高温级压缩机1的吸气端。低温级制冷循环为，低温级压缩机11出口依次连接低温级水预冷器12、低温级油分离器13、冷凝蒸发器7、低温级储液罐14、低温级干燥过滤器15、电磁阀16、膨胀阀17、蒸发器18，蒸发器18的出口与低温级压缩机吸气端相连。此外，高温级制冷循环中增设高温级供液支路。

本发明中，高温级制冷支路包括依次连接的高温级第二电磁阀8、高温级第二膨胀阀9、蒸发器18和高温级第三电磁阀10，其中高温级第二电磁阀接入高温级干燥过滤器与高温级第一电磁阀之间管路上；高温级第三电磁阀10接入冷凝蒸发器7与高温级压缩机1之间的管路上。