CN101915477A - 一种新型节能制冷机组及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型节能制冷机组及其工作方法，冷凝器的液体进入储液器，从储液器出来的高压液体经过换热器后分为二路，一路液体经过膨胀阀节流后进入换热器低压端蒸发；一路经低温膨胀阀进入低温蒸发器，制冷剂气体回到机组的气液分离器进入低温用压缩机进行压缩；换热器蒸发后的气体进入中温气液分离器，后进入中温用压缩机压缩，中温用压缩机排气经过止逆阀汇集低温用压缩机的排气一同进入油分离器，经油分离器后流进入冷凝器后回到储液器；油分离器分离出来的冷冻油进入储油器中，当中温压缩机缺油的时候，油分中的冷冻油停止进入储油器，冷冻油开始进入中温压缩机中。该机组通过利用机组内部高效中温压缩机的冷量，达到了机组节能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型节能制冷机组及其控制方法。
背景技术
蒸发器距离低温机组较远或较高位置时，为了减少管程中阻力和重力原因导致的制冷量降低，增加制冷剂的过冷度是常用而有效的方式。机组要实现液体的过冷，常见的有三种方式：一、储液器出来的液体经过冷凝器下部设置的过冷段，利用空气为制冷剂液体提供过冷；二、利用机组本身的部分液体为另一部分液体提供过冷(图1)储液器的出口液体分两路，其中一路经过膨胀阀为另一路液体制冷，被过冷后的液体再进入需冷端节流后蒸发，两路制冷剂蒸发后的气体汇合被压缩机吸入。三、利用其他机组的冷量为液体提供过冷。第一种方式多用在机组距离冷凝器比较近的小型机组中，但过冷度的增加有限；第二种方式虽然能实现液体的过冷度增加，但由于消耗了一部分液体制冷剂，而到达蒸发器的液体总量减少，节能效果不明显；第三种方式的实现虽然节能效果好，但需要另外增加制冷机组，这样势必增加机组的成本。所以一种新型有效的增加机组中制冷剂的过冷度的装置急需被研制。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种新型节能制冷机组。本发明采用的技术手段如下：
一种新型节能制冷机组，其特征在于储液器出口连接于换热器的被冷却端入口，所述换热器被冷却端出口管路分为两路，一路管路经过膨胀阀后连接到换热器的低压端进口，另一路经过低温膨胀阀连接到低温蒸发器，低温蒸发器连接到气液分离器上，经气液分离器分离后的制冷剂气体进入低温用压缩机中；所述换热器的排气制冷剂出口经中温气液分离器后连接到中温用压缩机上，所述中温用压缩机的排气管连接止逆阀后与低温用压缩机的排气管路汇合，汇合后管路通过油分离器后连接到冷凝器的入口上，所述冷凝器的出口连接到储液器上；另外，油分离器的冷冻油出口管路分为两路，分别经过电磁阀后连接到储油器和中温用压缩机上，或经过二位三通阀后连接到储油器和中温用压缩机上。储油器的位置高于所述低温用压缩机。所述膨胀阀为并的联电子膨胀阀或热力膨胀阀，其中热力膨胀阀前加装电磁阀。
所述油分离器的冷冻油出口管路中的一路经过电磁阀和供油单向阀后连接到中温用压缩机的供油端上。
一种上述制冷机组的工作方法，其特征在于首先冷凝器的液体进入储液器，从储液器出来的高压液体经过换热器过冷，过冷后的液体分为二路，一路液体经过膨胀阀节流后进入换热器低压端蒸发；另一路液体经过低温膨胀阀进入低温蒸发器，制冷剂气体回到机组的气液分离器，分离后的制冷剂气体进入低温用压缩机进行压缩；经过换热器蒸发后的气体进入中温气液分离器，经过分离液体后的气体进入中温用压缩机压缩，中温用压缩机排气经过止逆阀汇集低温用压缩机的排气一同进入油分离器，经过油分离器后流进入冷凝器进行冷凝成液体后回到储液器；
其中油分离器分离出来的冷冻油进入储油器中，然后根据低温用压缩机的需求进行供给，如果中温用压缩机发出缺油信号，油分离器连接到储油器段管路截止，油分离器连接到中温用压缩机段管路开通；当中温用压缩机发出供油终止信号，油分离器连接到储油器段管路开通，油分离器连接到中温用压缩机段管路截止。低温用压缩机采用重力供油或压力供油，中温用压缩机采用压力供油。储油器的位置高于所述低温用压缩机。所述膨胀阀为电子膨胀阀或并联热力膨胀阀，其中热力膨胀阀前加装电磁阀。
本发明同现有技术相比其优点是显而易见的，该机组通过一个油分离器分油后，能够确保分离的油合理分配给中、低温用压缩机，利用中温用压缩机的运转已达到有效增加机组中制冷剂的过冷度。该机组通过利用机组内部高效中温压缩机的冷量，达到了机组节能的目的。另外，该机组还具有控制简单、成本低、液体过冷度大、制冷效率高和制冷量大的特点，在供液管长的制冷系统中其节能优势更为明显。
附图说明
图1为现有利用自身过冷机组原理示意图；
图2为本发明所述节能机组原理示意图；
图3为本发明所述节能机组的供油方式示意图。
图中：1、低温用压缩机，1’、中温用压缩机，2、油分离器，3、冷凝器，4、储液器，5、换热器，6、低温膨胀阀，6’、中温膨胀阀，7、低温蒸发器，8、气液分离器，8’、中温气液分离器，9、储油器。
具体实施方式
如图2所示该新型节能制冷机组是由储液器4出口连接于换热器5的被冷却端入口，所述换热器5被冷却端出口管路分为两路，一路管路经过中温膨胀阀6’后连接到换热器5的低压端进口，另一路经过低温膨胀阀6连接到低温蒸发器7，低温蒸发器7连接到气液分离器8上，经气液分离器8分离后的制冷剂气体进入低温用压缩机1中；所述换热器5的排气制冷剂出口经中温气液分离器8’后连接到中温用压缩机1’上，所述中温用压缩机1’的排气管连接止逆阀后与低温用压缩机1的排气管路汇合，汇合后管路通过油分离器2后连接到冷凝器3的入口上，所述冷凝器3的出口连接到储液器4上；另外，油分离器2的冷冻油出口管路分为两路，分别经过电磁阀后连接到储油器9和中温用压缩机1’上(其中油分离器2到储油器9的管路为ca段管路，油分离器2到中温用压缩机1’的管路为cb段管路)，或经过二位三通阀后连接到储油器9和中温用压缩机1’上构成(如图3所示通过电磁阀和二位三通阀两种连接方式)。
另外，储油器9的位置高于所述低温用压缩机1。中温膨胀阀6’为电子膨胀阀或并联热力膨胀阀，其中热力膨胀阀前加装电磁阀。油分离器2的冷冻油出口管路中的一路经过电磁阀和供油单向阀后连接到中温用压缩机1’的供油端上(如图2所示的cb段管路)。
该制冷机组的工作过程如下：首先冷凝器3的液体进入储液器4，从储液器4出来的高压液体经过换热器5过冷，过冷后的液体分为二路，一路液体经过中温膨胀阀6’节流后进入换热器5低压端蒸发；另一路液体经过低温膨胀阀6进入低温蒸发器7，制冷剂气体回到机组的气液分离器8，分离后的制冷剂气体进入低温用压缩机1进行压缩；经过换热器5蒸发后的气体进入中温气液分离器8’，经过分离液体后的气体进入中温用压缩机1’压缩，中温用压缩机1’排气经过止逆阀汇集低温用压缩机1的排气一同进入油分离器2，经过油分离器2后流进入冷凝器3进行冷凝成液体后回到储液器4；其中油分离器2分离出来的冷冻油进入储油器9中，然后根据低温用压缩机1的需求进行供给，如果中温用压缩机1’发出缺油信号，油分离器2连接到储油器9段管路截止，油分离器2连接到中温用压缩机1’段管路开通；当中温用压缩机发出供油终止信号，油分离器2连接到储油器9段管路开通，油分离器2连接到中温用压缩机1’段管路截止。
其中储油器9的位置高于所述低温用压缩机1，中温膨胀阀6’为电子膨胀阀或并联热力膨胀阀，其中热力膨胀阀前加装电磁阀。低温用压缩机1采用重力供油或压力供油，中温用压缩机1’采用压力供油，压缩机都配有油位控制器：
1、重力供油时：油分离器2中分离出的油，优先保证中温用压缩机1’的供应，满足中温用压缩机1’供应后剩余的冷冻油进入储油器9中，储油器9供油管路连通低温用压缩机1；储油器9的位置足够高于压缩机的位置，其连接低温用压缩机1吸气管路保证了储油器的泄压，当低温用压缩机1缺油的情况下，冷冻油由于重力的作用会从储油器流入压缩机。
2、低温用压缩机1为压力供油时：带储油功能的油分离器2，把分离出来的冷冻油储存在油分中，根据油位控制发出的压缩机缺油信号，其对应供油管路上的电磁阀开启，将油分中的油供应到缺油压缩机，当油位达到压缩机油位上限时，供油电磁阀关闭。
本发明专利节能结构简单，通过提高机组中部分制冷剂的蒸发温度，达到提高机组整体冷量和节能的目的。机组控制简单，回油分配可靠，液体过冷度大，可在蒸发器距离机组较远时，有效减少闪发气体的产生，从而起到系统的节能效果好。本发明中所述的词语“中温”与“低温”是相对而言，其中“中温”与“低温”定义同专利：ZL 2008 2 0014497.2。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型节能制冷机组，其特征在于储液器(4)出口连接于换热器(5)的被冷却端入口，所述换热器(5)被冷却端出口管路分为两路，一路管路经过中温膨胀阀(6’)后连接到换热器(5)的低压端进口，另一路经过低温膨胀阀(6)连接到低温蒸发器(7)，低温蒸发器(7)连接到气液分离器(8)上，经气液分离器(8)分离后的制冷剂气体进入低温用压缩机(1)中；所述换热器(5)的排气制冷剂出口经中温气液分离器(8’)后连接到中温用压缩机(1’)上，所述中温用压缩机(1’)的排气管连接止逆阀后与低温用压缩机(1)的排气管路汇合，汇合后管路通过油分离器(2)后连接到冷凝器(3)的入口上，所述冷凝器(3)的出口连接到储液器(4)上；另外，油分离器(2)的冷冻油出口管路分为两路，分别经过电磁阀后连接到储油器(9)和中温用压缩机(1’)上，或经过二位三通阀后连接到储油器(9)和中温用压缩机(1’)上。
2.根据权利要求1所述的制冷机组，其特征在于储油器(9)的位置高于所述低温用压缩机(1)。
3.根据权利要求1所述的制冷机组，其特征在于所述中温膨胀阀(6’)为并联热力膨胀阀或电子膨胀阀，其中热力膨胀阀前加装电磁阀。
4.根据权利要求1所述的制冷机组，其特征在于所述油分离器(2)的冷冻油出口管路中的一路经过电磁阀和供油单向阀后连接到中温用压缩机(1’)的供油端上。
5.一种根据权利要求1所述的制冷机组的工作方法，其特征在于首先冷凝器(3)的液体进入储液器(4)，从储液器(4)出来的高压液体经过换热器(5)过冷，过冷后的液体分为二路，一路液体经过中温膨胀阀(6’)节流后进入换热器(5)低压端蒸发；另一路液体经过低温膨胀阀(6)进入低温蒸发器(7)，制冷剂气体回到机组的气液分离器(8)，分离后的制冷剂气体进入低温用压缩机(1)进行压缩；经过换热器(5)蒸发后的气体进入中温气液分离器(8’)，经过分离液体后的气体进入中温用压缩机(1’)压缩，中温用压缩机(1’)排气经过止逆阀汇集低温用压缩机(1)的排气一同进入油分离器(2)，经过油分离器(2)后流进入冷凝器(3)进行冷凝成液体后回到储液器(4)；
其中油分离器(2)分离出来的冷冻油进入储油器(9)中，然后根据低温用压缩机(1)的需求进行供给，如果中温用压缩机(1’)发出缺油信号，油分离器(2)连接到储油器(9)段管路截止，油分离器(2)连接到中温用压缩机(1’)段管路开通；当中温用压缩机发出供油终止信号，油分离器(2)连接到储油器(9)段管路开通，油分离器(2)连接到中温用压缩机(1’)段管路截止。
6.根据权利要求5所述的制冷机组的工作方法，其特征在于低温用压缩机(1)采用重力供油或压力供油，中温用压缩机(1’)采用压力供油。
7.根据权利要求5所述的制冷机组的工作方法，其特征在于储油器(9)的位置高于所述低温用压缩机(1)。
8.根据权利要求5所述的制冷机组的工作方法，其特征在于所述中温膨胀阀(6’)为电子膨胀阀或并的联热力膨胀阀，其中热力膨胀阀前加装电磁阀。
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