[发明专利]一种自复叠三温变容量输出制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其是一种自复叠三温变容量输出制冷系统。

背景技术

目前使用的低温冷冻箱，多采用多级蒸气压缩式复叠制冷循环，这种复叠制冷循环系统需要采用多台压缩机，并且只能获取一个蒸发温度。不仅增加成本，而且大大限制了使用范围。自复叠制冷统采用一套压缩机，在高低沸点组分间实现自然复叠，利用低沸点制冷剂实现低温制冷，具有结构简单、制冷温度低、适应性强等优点。如果采用自复叠制冷循环系统，仅需要一台压缩机就可以完成系统循环，两种或两种以上非共沸混合制冷剂在相同的蒸发压力和冷凝压力下工作，可以获得单一或多个不同的蒸发温度。

自复叠制冷统采用单级压缩机，在高低沸点组分间实现自然复叠，利用低沸点制冷剂实现低温制冷，具有结构简单、制冷温度低、适应性强等优点，在低温医疗、低温超导、低温电子、低温真空、气体液化以及冷冻干燥等领域得到广泛应用。由于所需的制冷温度越来越低，自复叠制冷循环系统逐渐由两级发展为多级。目前的自复叠系统大多只能获取单一蒸发温度和单一制冷量。

而自复叠双温冰箱，负荷变化相对稳定，温控精度要求较低，只能输出2种蒸发温度且能量调节范围有限。但低温康复舱、环控舱、人工气候室等领域负荷变化较大，温度控制精度要求较高，传统自复叠双温冰箱技术无法满足使用需求。

发明内容

为克服现有的缺陷，本发明提出一种自复叠三温变容量输出制冷系统。

一种自复叠三温变容量输出制冷系统，包括由压缩机、冷凝器、回热器、第一液分离器、第一电子膨胀阀、第一蒸发冷凝器、二气液分离器、第五电子膨胀阀、第二蒸发冷凝器、第三电子膨胀阀、第三蒸发器、第二电子膨胀阀、第二蒸发器、第一电子膨胀阀、第一蒸发器、机头喷液冷却阀、第一分流管、第二分流管、第一合流管、第二合流管、第三合流管、第四合流管，

所述压缩机连通所述冷凝器；冷凝器通过所述回热器连通所述第一液分离器，第一液分离器通过所述第一蒸发冷凝器连通所述二气液分离器，二气液分离器通过所述第二蒸发冷凝器连接所述第三电子膨胀阀并连通所述第三蒸发器，第三蒸发器依次通过所述第一合流管、第二蒸发冷凝器、所述第三合流管、所述第二合流管、第一蒸发冷凝器、所述第四合流管、回热器并连通压缩机。

所述第一液分离器通过第二分流管连接所述第一电子膨胀阀，第一电子膨胀阀连通所述第一蒸发器，第一蒸发器依次通过第四合流管和回热器连通压缩机。

所述第一液分离器通过第一蒸发冷凝器连接所述第一电子膨胀阀，第一电子膨胀阀依次通过第二合流管、第一蒸发冷凝器、第四合流管和回热器并连通压缩机。

所述二气液分离器通过第一分流管连接所述第二电子膨胀阀，第二电子膨胀阀连通所述第二蒸发器，第二蒸发器依次通过第三合流管、第二合流管、第一蒸发冷凝器、第四合流管、回热器并连通压缩机。

所述二气液分离器依次通过第一分流管和第二蒸发冷凝器连接第五电子膨胀阀，第五电子膨胀阀依次通过第一合流管、第二蒸发冷凝器、第三合流管、第二合流管、第一蒸发冷凝器、第四合流管和回热器并连通压缩机。

可选地，所述自复叠三温变容量输出制冷系统还包括喷液冷却阀，其中，压缩机通过所述液冷却阀连通第一液分离器。

系统运行流程：

混合制冷剂首先通过容量可调的压缩机变成高温高压的气体，高温高压的气体混合物在冷凝器中通过与外界空气或水进行换热，释放一定的热量，再被由系统返回至压缩机的制冷剂在回热器中再次冷却进入第一气液分离器，此时的制冷剂中部分高沸点的制冷剂已经凝结。

通过第一气液分离器将已经凝结的液态制冷剂和气态制冷剂分离。部分液态制冷剂通过第一电子膨胀阀节流后，进入第一蒸发器，进行较高温度的制冷，吸热后的制冷剂返回回热器，再回到压缩机完成高温级的制冷循环；部分液态制冷剂进入第一蒸发冷凝器过冷后，经第四电子膨胀阀节流后与经过第二蒸发器和第二蒸发冷凝器回来的低温制冷剂混合后进入第一蒸发冷凝器冷却进入第一蒸发冷凝器的另外两股流，再与经过第一蒸发器的制冷剂混合后回到回热器进行冷量回收升温后返回压缩机。第一气液分离器分离出来的气体在第一蒸发冷凝器被进一步冷却，送至第二气液分离器。