单压缩机两级自复叠制冷系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种单压缩机两级自复叠制冷系统。它解决现有复叠制冷技术中单体压缩机无法达到更低温度，且开机时排气压力及排气温度过高的问题。本单压缩机两级自复叠制冷系统包括压缩机、冷凝器、气液分离器、中间换热器以及蒸发器，压缩机通过总出管顺次串接冷凝器及气液分离器，气液分离器的出气端连接中间换热器的气管道，气液分离器的出液端连接中间换热器的液管道，中间换热器的气管道连接蒸发器的进口，蒸发器的出口回连入中间换热器的液管道，中间换热器的液管道通过总进管回连至压缩机，总进管上分支出岔路管，岔路管末端连接膨胀容器。本实用新型能稳定开机压力，降低排气温度，达到需求低温，且制冷效率高，性能可靠，成本低。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于制冷【技术领域】，涉及一种用于低温制冷设备的双级制冷装置，特 别是一种单压缩机两级自复叠制冷系统。 单压缩机两级自复叠制冷系统
【背景技术】
[0002] 自动复叠制冷技术有显著的节能效果，该技术比普通两级压缩技术节能50%左 右，同样制冷量时的压缩机容积只有普通两级压缩的四分之一左右。且采用环保性制冷剂， 可以替代破坏大气臭氧层的氟利昂制冷剂R22,和替代对人体和食品有害的氨制冷剂。自动 复叠制冷技术比传统的制冷技术系统简单，控制方便，安全性好，设备造价低。该技术可达 到节能，环保的效果。
[0003] 传统的复叠制冷技术无法在单体压缩机运作的工况下达到更低的温度需求，故其 存在技术性局限；且传统制冷系统刚开机时排气压力及排气温度过高，进而影响正常工况 运作，降低制冷效果，同时易造成设备的损耗进而缩短使用寿命。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种在自复叠制冷回 路中调整连接布设，且增设缓流设计，以实现开机气压平稳且保障制冷效率的单压缩机两 级自复叠制冷系统。
[0005] 本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：单压缩机两级自复叠制冷系统， 包括压缩机、冷凝器、气液分离器、中间换热器以及蒸发器，所述压缩机通过总出管顺次串 接冷凝器及气液分离器，所述气液分离器的出气端连接中间换热器的气管道，所述气液分 离器的出液端连接中间换热器的液管道，所述中间换热器的气管道连接蒸发器的进口，所 述蒸发器的出口回连入中间换热器的液管道，所述中间换热器的液管道通过总进管回连至 压缩机，所述总进管上分支出岔路管，所述岔路管末端连接膨胀容器。
[0006] 本单压缩机两级自复叠制冷系统的中间换热器的气管道与液管道为相互独立的 管路，由此气管道、液管道中各自的介质不混合，但两介质进行热交换工序。
[0007] 本单压缩机两级自复叠制冷系统的运作过程为，混合制冷工质经压缩机压缩做功 后进入冷凝器进行冷凝工序，此时R600A为液态，R23为气态。随后两者进入气液分离器， 在重力作用下液态R600A经气液分离器下部的出液端进入中间换热器开始蒸发吸热，而气 态R23经气液分离器上部的出气端进入中间换热器开始冷凝成液态，由此实现R600A与R23 的热交换工序。而后液态R23进入蒸发器进行蒸发吸热作业，进而实现对制冷设备箱体的 降温作用。最后从蒸发器出来的R23返回到中间换热器中与R600A混合，形成的混合制冷 工质再回流到压缩机，以便进行下一次循环制冷作业。
[0008] 在上述的单压缩机两级自复叠制冷系统中，所述压缩机内的制冷工质为高沸点工 质与低沸点工质形成的混合工质。其中高沸点工质具体指R600A，低沸点工质具体指R23， 由此R600A与R23成比例混合加入压缩机，使压缩机对混合制冷工质同时进行压缩做功。
[0009] 在上述的单压缩机两级自复叠制冷系统中，所述岔路管为节流毛细管，且节流毛 细管的一端口连通膨胀容器，另一端口连通总进管。在制冷回路中增加一个膨胀容器，使得 在压缩机未启动前，部分混合制冷工质储存到膨胀容器内，以减少制冷系统内的工质量。当 压缩机启动时，由于系统内的工质量较少，故排气压力随之降低；同时系统回气压力会降低 至Obar左右，形成低压。此时膨胀容器内的混合制冷工质会经过节流毛细管的节流作用 后，缓慢的进入制冷回路内，由此在降低系统排气压力的同时，保证整个系统的制冷效率不 受影响。
[0010] 在上述的单压缩机两级自复叠制冷系统中，所述中间换热器的气管道与液管道平 行贴合后环绕成盘体，该盘体一头伸出气管道的低温工质进口和液管道的高温工质进口， 另一头伸出气管道的低温工质出口和液管道的高温工质出口，且盘体内的液管道上还插接 混合回气口。
[0011] 中间换热器采用混合回气穿管式换热器，高沸点工质R600A在其外管内流动，低 沸点工质R23在其内管流动，且换热效率高。气液分离器的出气端连接低温工质进口，气液 分离器的出液端连接高温工质进口，低温工质出口连接蒸发器的进口，蒸发器的出口回连 混合回气口，高温工质出口回路连接压缩机。混合回气口开设于液管道(外管)的中部位置， 低沸点工质R23在蒸发器完成蒸发吸热后不直接回到压缩机，而是通过混合回气口进入液 管道(外管)，由此高沸点工质R600A与低沸点工质R23混合后流经液管道(外管）的后半部 分回到压缩机。此混合回气穿管式换热器的优点在于，充分利用低沸点工质的冷量，进入中 间换热器且流经后半部分，从而进行第二次降温，提高制冷效率，同时也可加快低沸点工质 冷凝为液体的速度，使排气压力较快降低。
[0012] 在上述的单压缩机两级自复叠制冷系统中，所述盘体上均匀绑设锡焊带。
[0013] 在上述的单压缩机两级自复叠制冷系统中，所述气液分离器的出液端与中间换热 器的液管道之间连接毛细管集，所述毛细管集包括若干呈并联的毛细管。毛细管集具体采 用两根毛细管，为了保证蒸发温度，毛细管集的每根毛细管流量较原先减小，通过毛细管流 量减小，降低了蒸发温度；且两根毛细管并联，保证了制冷效率。同时多根毛细管可防止单 根毛细管因堵塞而造成系统不制冷现象。
[0014] 在上述的单压缩机两级自复叠制冷系统中，所述中间换热器的气管道与蒸发器的 进口之间连接毛细管。
[0015] 与现有技术相比，本单压缩机两级自复叠制冷系统能稳定开机时高压端的系统压 力，减少因排气压力过高对压缩机的冲击；降低排气温度，防止冷冻油炭化，延长压缩机寿 命；可凭借单压缩机制取-70°c低温，极大地提高了产品的制冷性能；还具备结构简单，制 冷效率高，性能可靠，成本低等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本单压缩机两级自复叠制冷系统的原理结构示意图。
[0017] 图2是本单压缩机两级自复叠制冷系统的中间换热器的结构示意图。
[0018] 图中，1、压缩机；2、冷凝器；3、气液分离器；4、毛细管集；5、中间换热器；5a、低温 工质进口；5b、高温工质进口；5c、混合回气口；5d、低温工质出口；5e、高温工质出口；5f、锡 焊带；6、蒸发器；7、节流毛细管；8、膨胀容器。
【具体实施方式】
[0019] 以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步 的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0020] 如图1和2所示，本单压缩机两级自复叠制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、气液分 离器3、中间换热器5、蒸发器6以及膨胀容器8。
[0021] 中间换热器5采用混合回气穿管式换热器，中间换热器5的内管为气管道，外管为 液管道。气管道与液管道内外平行贴合后环绕成盘体，该盘体一头伸出气管道的低温工质 进口 5a和液管道的高温工质进口 5b，另一头伸出气管道的低温工质出口 5d和液管道的高 温工质出口 5e，且盘体内的液管道上还插接混合回气口 5c，该混合回气口 5c开设于液管道 (外管）的中部位置。盘体上均匀绑设锡焊带5f，用于盘体的形状固定。
[0022] 压缩机1通过总出管顺次串接冷凝器2及气液分离器3,气液分离器3的出气端连 接中间换热器5的气管道，具体为气管道的低温工质进口 5a ;气液分离器3的出液端连接 中间换热器5的液管道，具体为液管道的高温工质进口 5b ;中间换热器5气管道的低温工 质出口 5d通过毛细管连接蒸发器6的进口；蒸发器6的出口回连入中间换热器5液管道的 混合回气口 5c ;中间换热器5液管道的高温工质出口 5e通过总进管回连至压缩机1。
[0023] 气液分离器3的出液端与中间换热器5的液管道之间连接毛细管集4,该毛细管 集4包括若干呈并联的毛细管。在本实施例中毛细管集4具体采用两根毛细管，为了保证 蒸发温度，毛细管集4的每根毛细管流量较原先减小，通过毛细管流量减小，降低了蒸发温 度；且两根毛细管并联，保证了制冷效率。同时多根毛细管可防止单根毛细管因堵塞而造成 系统不制冷现象。
[0024] 中间换热器5与压缩机1之间的总进管上分支出岔路管，岔路管末端连接膨胀容 器8。岔路管为节流毛细管7,即节流毛细管7的一端口连通膨胀容器8,另一端口连通总进 管。
[0025] 压缩机1内的制冷工质为高沸点工质与低沸点工质形成的混合工质。其中高沸点 工质具体指R600A，低沸点工质具体指R23,由此R600A与R23成比例混合加入压缩机1，使 压缩机1对混合制冷工质同时进行压缩做功。
[0026] 在制冷回路中增加一个膨胀容器8,使得在压缩机1未启动前，部分混合制冷工质 储存到膨胀容器8内，以减少制冷系统内的工质量。当压缩机1启动时，由于系统内的工质 量较少，故排气压力随之降低；同时系统回气压力会降低至〇bar左右，形成低压。此时膨胀 容器8内的混合制冷工质会经过节流毛细管7的节流作用后，缓慢的进入制冷回路内，由此 在降低系统排气压力的同时，保证整个系统的制冷效率不受影响。
[0027] 本单压缩机两级自复叠制冷系统的运作过程为，混合制冷工质经压缩机1压缩做 功后进入冷凝器2进行冷凝工序，此时R600A为液态，R23为气态。随后两者进入气液分离 器3,在重力作用下液态R600A经气液分离器3下部出液端连接的毛细管集4进入中间换热 器5开始蒸发吸热，而气态R23经气液分离器3上部的出气端进入中间换热器5开始冷凝 成液态，即高沸点工质R600A在中间换热器5的外管内流动，低沸点工质R23在中间换热器 5的内管流动，由此实现R600A与R23的热交换工序。而后液态R23进入蒸发器6进行蒸发 吸热作业，进而实现对制冷设备箱体的降温作用。低沸点工质R23在蒸发器6完成蒸发吸 热后不直接回到压缩机1，而是通过混合回气口 5c进入中间换热器5的液管道(外管)，由此 高沸点工质R600A与低沸点工质R23混合后流经液管道(外管）的后半部分，由此充分利用 低沸点工质的冷量，进入中间换热器5且流经后半部分，从而进行第二次降温，提高制冷效 率，同时也可加快低沸点工质冷凝为液体的速度，使排气压力较快降低。最后由高沸点工质 R600A与低沸点工质R23形成的混合制冷工质再回流到压缩机1，以便进行下一次循环制冷 作业。
[0028] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所 属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似 的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0029] 尽管本文较多地使用了压缩机1 ;冷凝器2 ;气液分离器3 ;毛细管集4 ;中间换热 器5 ;低温工质进口 5a ;高温工质进口 5b ;混合回气口 5c ;低温工质出口 5d ;高温工质出口 5e ;锡焊带5f ;蒸发器6 ;节流毛细管7 ;膨胀容器8等术语，但并不排除使用其它术语的可 能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任 何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1. 单压缩机两级自复叠制冷系统，包括压缩机、冷凝器、气液分离器、中间换热器以及 蒸发器，其特征在于，所述压缩机通过总出管顺次串接冷凝器及气液分离器，所述气液分离 器的出气端连接中间换热器的气管道，所述气液分离器的出液端连接中间换热器的液管 道，所述中间换热器的气管道连接蒸发器的进口，所述蒸发器的出口回连入中间换热器的 液管道，所述中间换热器的液管道通过总进管回连至压缩机，所述总进管上分支出岔路管， 所述岔路管末端连接膨胀容器。
2. 根据权利要求1所述的单压缩机两级自复叠制冷系统，其特征在于，所述岔路管为 节流毛细管，且节流毛细管的一端口连通膨胀容器，另一端口连通总进管。
3. 根据权利要求1所述的单压缩机两级自复叠制冷系统，其特征在于，所述中间换热 器的气管道与液管道平行贴合后环绕成盘体，该盘体一头伸出气管道的低温工质进口和液 管道的高温工质进口，另一头伸出气管道的低温工质出口和液管道的高温工质出口，且盘 体内的液管道上还插接混合回气口。
4. 根据权利要求3所述的单压缩机两级自复叠制冷系统，其特征在于，所述盘体上均 匀绑设锡焊带。
5. 根据权利要求1所述的单压缩机两级自复叠制冷系统，其特征在于，所述气液分离 器的出液端与中间换热器的液管道之间连接毛细管集，所述毛细管集包括若干呈并联的毛 细管。
6. 根据权利要求1所述的单压缩机两级自复叠制冷系统，其特征在于，所述中间换热 器的气管道与蒸发器的进口之间连接毛细管。
【文档编号】F25B1/00GK203893475SQ201420113899
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】匡磊, 李志波, 李斌, 赵向斌, 邢学智 申请人:青岛澳柯玛超低温冷冻设备有限公司