虹吸式水冷螺杆盐水机组系统的制作方法

本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种虹吸式水冷螺杆盐水机组系统。

背景技术：

目前，在工业制冷领域，低温冷冻场合普遍使用螺杆式压缩机的制冷机组，其中，换热器通常采用壳管式蒸发器，常见的壳管式蒸发器主要有干式蒸发器和满液式蒸发器两种。干式蒸发器制冷剂在换热管内蒸发并吸收热量，载冷剂在换热管外流动并释放热量；满液式蒸发器则相反，制冷剂在换热管外蒸发并吸收热量，载冷剂在换热管内流动并释放热量。

常规干式蒸发器在低温工况使用时也存在一些问题，如载冷剂的流动状态极为不均匀，并存在流动死区，致使换热器换热效率大打折扣。满液式蒸发器换热管在低温工况下载冷剂在换热管内流动，由于低温流体的质量浓度和运动粘度都较大，流动边界层和热边界层较厚，会严重影响载冷剂侧的换热系数，从而大大降低满液式蒸发器的传热效果。

干式蒸发器换热为管内沸腾换热，随着制冷剂不断蒸发，则气体制冷剂必占据一部分换热面积，同时干式蒸发器端部的制冷剂分配很难做到均匀，从而影响换热器整体的换热效率，制冷剂与载冷剂之间的传热温差一般在5℃以上，其传热效率的提升受到限制，致使整个制冷机组的运行效率很难提升。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种虹吸式水冷螺杆盐水机组系统，其旨在至少部分解决现有的制冷机组运行效率低的技术问题。

本发明提供的第一种技术方案：一种虹吸式水冷螺杆盐水机组系统包括螺杆压缩机、油分离器、冷凝器、经济器、虹吸式蒸发器和气液分离器；

所述螺杆压缩机的排气口a1与所述油分离器的进气口a2通过排气管连接，所述油分离器的排气口b2与所述冷凝器的进气口a3通过排气管连接，所述冷凝器的排液口b3与所述经济器的第一进口a4通过供液管连接，所述经济器的第一出口b4与所述气液分离器的进液口a5通过供液管连接，所述气液分离器的排气口b5与所述螺杆压缩机的进气口b1通过吸气管连接；

所述气液分离器的排液口c5与所述虹吸式蒸发器的进液口a6通过下降循环管连接，所述虹吸式蒸发器的排气口b6与所述气液分离器的进气口d5通过上升循环管连接。

进一步地，所述气液分离器包括气液分离桶和液位监测组件；所述气液分离器的排气口b5设置在所述气液分离桶的顶部，所述气液分离器的排液口c5设置在所述气液分离桶的底部，所述液位监测组件设置在所述气液分离桶上，所述液位监测组件用于监测所述气液分离桶内液面的高度。

进一步地，所述气液分离器还包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板均连接在所述气液分离桶的内壁上，所述第一挡板位于所述气液分离器的排液口c5的上方，所述第二挡板位于所述气液分离器的进气口d5靠近所述气液分离器的排液口c5的一侧。

进一步地，所述液位监测组件包括第一钢球阀、第二钢球阀和液位计；所述第一钢球阀的一端连接在所述气液分离桶的上部，所述第一钢球阀的另一端连接所述液位计的一端，所述液位计的另一端连接所述第二钢球阀的一端，所述第二钢球阀的另一端连接在所述气液分离桶的底部。

进一步地，所述虹吸式水冷螺杆盐水机组系统还包括油冷却器，所述螺杆压缩机的排油口c1与所述油冷却器的进油口a7通过油过滤器连接，所述油冷却器的排油口b7与所述螺杆压缩机的进油口d1连接。

进一步地，所述虹吸式水冷螺杆盐水机组系统还包括油压差开关，所述螺杆压缩机的高压侦测口e1与所述油压差开关的一端连接，所述油压差开关的另一端与所述螺杆压缩机的油压侦测口f1连接。

进一步地，所述虹吸式水冷螺杆盐水机组系统还包括干燥过滤器，所述干燥过滤器设置在所述冷凝器与所述经济器之间，所述冷凝器的排液口b3连接于所述干燥过滤器的进液口a8，所述干燥过滤器的排液口b8连接于所述经济器的第一进口a4。

进一步地，所述经济器的第二出口c4通过补气管连接于所述螺杆压缩机的补气口g1，所述补气管上设置有单向阀，所述单向阀的允许流向为所述经济器的第二出口c4到所述螺杆压缩机的补气口g1的方向，所述干燥过滤器的排液口b8依次通过电磁阀和膨胀阀连接于所述经济器的第二进口d4，所述膨胀阀的平衡管a9连接于所述补气管，所述膨胀阀的感温包b9连接于所述补气管。

进一步地，所述虹吸式水冷螺杆盐水机组系统还包括引射器，所述引射器的出口连接于所述螺杆压缩机的进气口b1与所述气液分离器的排气口b5之间的吸气管，所述引射器的末端进口连接于所述冷凝器，所述引射器的中间进口连接于所述气液分离器的排液口c5与所述虹吸式蒸发器的进液口a6之间的下降循环管。

本发明提供的第二种技术方案：一种虹吸式水冷螺杆盐水机组系统包括螺杆压缩机、油分离器、冷凝器、经济器、虹吸式蒸发器和气液分离器；

所述螺杆压缩机的排气口a1与所述油分离器的进气口a2通过排气管连接，所述油分离器的排气口b2与所述冷凝器的进气口a3通过排气管连接，所述冷凝器的排液口b3与所述经济器的第一进口a4通过供液管连接，所述经济器的第一出口b4与所述气液分离器的进液口a5通过供液管连接，所述气液分离器的排气口b5与所述螺杆压缩机的进气口b1通过吸气管连接；

所述油分离器的排油口c2通过油过滤器和电磁阀与所述螺杆压缩机的回油口h1连接；

所述气液分离器的排液口c5与所述虹吸式蒸发器的进液口a6通过下降循环管连接，所述虹吸式蒸发器的排气口b6与所述气液分离器的进气口d5通过上升循环管连接。

本发明提供的虹吸式水冷螺杆盐水机组系统的有益效果是：可用于冷冻、冷藏、工业制冰等场合，节能高效、安全可靠，具有广泛的推广应用价值；设置虹吸式蒸发器和气液分离器，在提高虹吸式蒸发器的回油温度，同时降低回油粘度，使虹吸式蒸发器回油更加顺畅，提升机组运行效率；可减小经济器的换热器面积，降低成本；在低温工况运行时，控制部分液体制冷剂通过经济器回到螺杆压缩机的节能补气口，以增加螺杆压缩机的排气量，从而实现系统能效的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的虹吸式水冷螺杆盐水机组系统的结构示意图。

图2为图1中的螺杆压缩机及其相关部件的结构放大示意图。

图3为图1中的冷凝器及其相关部件的结构放大示意图。

图4为图1中的虹吸式蒸发器和气液分离器及其相关部件的结构放大示意图。

图标：10-虹吸式水冷螺杆盐水机组系统；11-螺杆压缩机；12-油冷却器；13-油压差开关；14-油分离器；15-冷凝器；16-干燥过滤器；17-经济器；18-引射器；19-虹吸式蒸发器；20-气液分离器；21-气液分离桶；22-第一挡板；23-第二挡板；24-第一钢球阀；25-第二钢球阀；26-液位计；27-温度传感器；28-压力传感器；29-针阀；30-截止阀；31-油过滤器；32-视镜；33-电磁阀；34-球阀；35-单向阀；36-膨胀阀；37-角阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图4(图中左侧为系统使用时的顶部、右侧为系统使用时的底部)，本实施例提供了一种虹吸式水冷螺杆盐水机组系统10，虹吸式水冷螺杆盐水机组系统10包括螺杆压缩机11、油冷却器12、油压差开关13、油分离器14、冷凝器15、干燥过滤器16、经济器17、引射器18、虹吸式蒸发器19和气液分离器20。

螺杆压缩机11的排气口a1与油分离器14的进气口a2通过排气管连接，并在排气管上设置有温度传感器27。油分离器14的排气口b2与冷凝器15的进气口a3通过排气管连接，并在排气管上设置有压力传感器28和针阀29。油分离器14的排油口c2通过截止阀30、油过滤器31、视镜32和电磁阀33与螺杆压缩机11的回油口h1连接。

干燥过滤器16设置在冷凝器15与经济器17之间，冷凝器15的排液口b3通过供液管连接于干燥过滤器16的进液口a8，并在供液管上设置有截止阀30和针阀29。干燥过滤器16的排液口b8通过供液管连接于经济器17的第一进口a4，并在供液管设置有针阀29。经济器17的第一出口b4与气液分离器20的进液口a5通过供液管连接，并在供液管上设置有视镜32、电子膨胀阀36，在与电子膨胀阀36并联的支路上还设有截止阀30和电磁阀33。

气液分离器20的排气口b5与螺杆压缩机11的进气口b1通过吸气管连接，并在吸气管上设置有角阀37、针阀29、压力传感器28和温度传感器27。气液分离器20的排液口c5与虹吸式蒸发器19的进液口a6通过下降循环管连接，虹吸式蒸发器19的排气口b6与气液分离器20的进气口d5通过上升循环管连接。

气液分离器20包括气液分离桶21、液位监测组件、第一挡板22和第二挡板23。气液分离器20的排气口b5设置在气液分离桶21的顶部，气液分离器20的排液口c5设置在气液分离桶21的底部，第一挡板22和第二挡板23均连接在气液分离桶21的内壁上，第一挡板22位于气液分离器20的排液口c5的上方，第二挡板23位于气液分离器20的进气口d5靠近气液分离器20的排液口c5的一侧。气液分离桶21的顶部设置有气相口，气液分离桶21的底部设置有两个液相口，气液分离桶21上还设置有安全阀。

液位监测组件设置在气液分离桶21上，液位监测组件用于监测气液分离桶21内液面的高度。具体的，液位监测组件包括第一钢球阀24、第二钢球阀25和液位计26。第一钢球阀24的一端连接在气液分离桶21的上部，第一钢球阀24的另一端连接液位计26的一端，液位计26的另一端连接第二钢球阀25的一端，第二钢球阀25的另一端连接在气液分离桶21的底部。

螺杆压缩机11的排油口c1与油冷却器12的进油口a7通过入油管连接，并在入油管上设置有截止阀30和油过滤器31。油冷却器12的排油口b7与螺杆压缩机11的进油口d1通过出油管连接，并在出油管上设置有截止阀30。螺杆压缩机11的高压侦测口e1与油压差开关13的一端连接，油压差开关13的另一端与螺杆压缩机11的油压侦测口f1连接。

经济器17的第二出口c4通过补气管连接于螺杆压缩机11的补气口g1，补气管上设置有球阀34和单向阀35，单向阀35的允许流向为经济器17的第二出口c4到螺杆压缩机11的补气口g1的方向。干燥过滤器16的排液口b8依次通过电磁阀33和膨胀阀36连接于经济器17的第二进口d4，膨胀阀36的平衡管a9连接于补气管，膨胀阀36的感温包b9连接于补气管。

引射器18的出口通过角阀37连接于螺杆压缩机11的进气口b1与气液分离器20的排气口b5之间的吸气管，引射器18的末端进口通过高压引射管和角阀37连接于冷凝器15，引射器18的中间进口通过视镜32和油过滤器31连接于气液分离器20的排液口c5与虹吸式蒸发器19的进液口a6之间的下降循环管。

本实施例提供的虹吸式水冷螺杆盐水机组系统10的工作原理：经螺杆压缩机11压缩的高压高温的气体制冷剂经过排气管路被排入油分离器14内，先经过油分离器14将大部分的冷冻油分离出来，含有少量冷冻油的气体制冷剂进入到冷凝器15中的换热管布置区域，并与冷凝器15中换热管内流过的冷却介质换热，气态制冷剂放热冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂从冷凝器15的排液口b3流出后，经截止阀30、干燥过滤器16过滤后通过供液管路经过经济器17，然后经过电子膨胀阀36的节流降压作用变为低压状态的带有少量气体的以液态为主的制冷剂，进入到虹吸式蒸发器19和气液分离器20内，气液分离器20内保持一定的静液柱压力，凭借重力向虹吸式蒸发器19供液，液态制冷剂在虹吸式蒸发器19的换热管内中吸热，部分气化使虹吸式蒸发器19两端进出口液体产生密度差(位能差)，此压差产生的动力使制冷剂在气液分离器20和虹吸式蒸发器19之间实现迁移，从而实现由相变引起密度改变的自循环过程。

具体工作过程是，在制冷系统中经过节流的制冷剂液体并伴有一定气体从气液分离器20的进液口d5进入到气液分离桶21中，在气液分离桶21内部空间的分离作用下，气体存在于气液分离桶21上部的气相空间内，制冷剂液体存于气液分离桶21下部的液相空间内，并维持一定液位，制冷剂液体经过下降循环管进入到虹吸式蒸发器19的进液口a6内，再进入到换热管内，并与换热管外流动的载冷剂进行热交换，管内的制冷剂液体不断吸热并蒸发为气体，管外的载冷剂放热被冷却降温，制冷剂经过换热管后变为气液混合状态的制冷剂，并进入到虹吸式蒸发器19的排气口b6，再通过上升循环管回到气液分离桶21内，已经蒸发成气态的制冷剂从气液分离桶21的排气口b5流出，未蒸发的制冷剂液体与不断从制冷剂进液口d5进入的液体制冷剂继续向虹吸式蒸发器19内供给，不断循环往复，从而实现连续的制冷循环。

本实施例提供的虹吸式水冷螺杆盐水机组系统10的有益效果：首先，设置虹吸式蒸发器19和气液分离器20，使系统内的制冷剂的传热温差降低，即制冷剂的蒸发温度与被冷却的载冷剂温度之间的差值减小，提高了系统单位时间内的制冷量，与传统的干式蒸发器相比，提高了制冷效率，也达到了提高系统能效的效果；接着；设置虹吸式蒸发器19和气液分离器20，在提高虹吸式蒸发器19的回油温度，同时降低回油粘度，使虹吸式蒸发器19回油更加顺畅，提升机组运行效率；最后，本实施例提供的虹吸式水冷螺杆盐水机组系统10可用于冷冻、冷藏、工业制冰等场合，节能高效、安全可靠，具有广泛的推广应用价值。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。