[發明專利]一種單雙級耦合壓縮的自復疊制冷系統及控制方法

在審

• 申請號: 201810044211.3
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108317761A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 邱金友;戴貴龍;侯根富;郭永輝;李興友;方永林;陳曉明
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: F25B7/00
• 分類號: F25B7/00;F25B41/04
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 王曉彬

本發明公開了一種單雙級耦合壓縮的自復疊制冷系統，包括一級壓縮機，一級壓縮機出口經第一電磁閥與第一高溫級冷凝器進口相連，一級壓縮機出口經第二電磁閥與二級壓縮機進口相連，第一高溫級冷凝器出口與分凝器進口相連，分凝器與低溫級冷凝器相連；低溫級冷凝器與第二節流閥相連，第二節流閥與蒸發器相連，蒸發器與一級壓縮機相連。本發明采用雙壓縮機耦合工作，可實現單壓縮機常規兩級自復疊制冷，也可實現兩級壓縮兩級自復疊制冷，實現兩個蒸發溫區的制冷。高沸點工質在低溫級冷凝器中吸收熱量后直接與一級壓縮出口工質混合，再進入二級壓縮機，降低二級壓縮機的吸氣溫度，從而降低二級壓縮機排氣溫度，提高系統運行效率和系統運行穩定性。

技術領域

本發明涉及低溫制冷領域，尤其涉及一種單雙級耦合壓縮的自復疊制冷系統及控制方法。

背景技術

低溫制冷技術在醫療、生物保存、科研等領域廣泛應用，研發更加可靠高效的低溫制冷設備意義重大，獲取-40℃以下溫區的采用機械制冷的方式通常有多級壓縮制冷循環和復疊制冷循環，復疊制冷循環又可分為普通復疊制冷循環和單壓縮機自動復疊制冷循環。

兩級壓縮式制冷循環中，單工質分別進行兩個階段的壓縮，這樣可以使各個階段的壓比減小，可靠性得到提高，但是由于使用單一成分的工質，受工質物性的限制，如：蒸發壓力、臨界溫度和凝固點的限制，存在壓縮機吸氣溫度過低、輸氣系數低等缺點，使系統不能正常運行。

傳統單壓縮機兩級自復疊制冷系統采用二元非共沸混合工質，蒸發溫度和冷凝溫度可在60℃～80℃溫差下運行，實現較低的蒸發溫度，但其壓比較大，壓縮機壽命受到一定影響，運行穩定性有待提高，一套系統只可實現一個相對穩定的蒸發溫區，不能實現多蒸發溫區的調節，限制傳統單壓縮機兩級自動復疊制冷系統的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是設計一種單雙極耦合壓縮的自復疊制冷系統及控制方法。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：一種單雙級耦合壓縮的自復疊制冷系統，包括一級壓縮機1，一級壓縮機1出口經第一電磁閥s1第一高溫級冷凝器2進口相連，一級壓縮機1出口經第二電磁閥s2與二級壓縮機8進口相連，第一高溫級冷凝器2出口與分凝器3進口相連，分凝器3與低溫級冷凝器4相連；

所述分凝器3設有氣相出口31和液相出口32，所述低溫級冷凝器4內部設有冷凝通路41、蒸發通路42，所述冷凝通路41、蒸發通路42進出口方向相反；所述氣相出口31連接至冷凝通路41進口，液相出口32經第一節流閥5連接至蒸發通路42進口；

所述冷凝通路41出口與第二節流閥6相連，第二節流閥6連接至蒸發器7進口，蒸發器7出口與一級壓縮機1進口相連，所述蒸發通路42出口分別通過第三電磁閥s3、第四電磁閥s4連接至一級壓縮機1的進口和出口；

所述二級壓縮機8出口與第二高溫冷凝器9進口相連，第二高溫冷凝器9出口與分凝器3進口相連。

基于本發明的單雙級耦合壓縮的自復疊制冷系統的控制方法，包括兩種控制方法：

方法一，常規單壓縮兩級自復疊制冷模式，一級壓縮機1啟動，二級壓縮機8關閉，第一電磁閥s1、第三電磁閥s3導通，第二電磁閥s2、第四電磁閥s4關閉；

方法二，雙壓縮機中間補氣兩級自動復疊制冷，一級壓縮機1和二級壓縮機8同時啟動，第二電磁閥s2、第四電磁閥s4導通，第一電磁閥s1、第三電磁閥s3關閉。

本發明的有益效果是：

本發明采用雙壓縮機耦合工作，可實現單壓縮機常規兩級自復疊制冷，也可實現兩級壓縮兩級自復疊制冷，實現兩個蒸發溫區的制冷。高沸點工質在低溫級冷凝器中吸收熱量后直接與一級壓縮出口工質混合，再進入二級壓縮機，降低二級壓縮機的吸氣溫度，從而降低二級壓縮機排氣溫度，提高系統運行效率和系統運行穩定性。

附圖說明