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[發(fā)明專利]一種雙蒸發(fā)溫度位的低溫混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 202111136842.6 申請(qǐng)日: 2021-09-27
公開(kāi)(公告)號(hào): CN113915787B 公開(kāi)(公告)日: 2023-03-03
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 王林;談瑩瑩;苑佳佳;段麗平;譚凱棟;王占偉;李修真;李少?gòu)?qiáng);何婕婕;李雅琪 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 河南科技大學(xué)
主分類號(hào): F25B5/04 分類號(hào): F25B5/04;F25B39/00;F25B39/02;F25B41/30;F25B41/40;F25B43/02
代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120 代理人: 吳佳
地址: 471000 河*** 國(guó)省代碼: 河南;41
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 蒸發(fā) 溫度 低溫 混合 工質(zhì) 制冷系統(tǒng)
【說(shuō)明書】:

一種雙蒸發(fā)溫度位的低溫混合工質(zhì)制冷系統(tǒng),采用壓縮機(jī)梯級(jí)壓縮的流程結(jié)構(gòu),使中壓混合工質(zhì)壓縮過(guò)程能耗低于低壓混合工質(zhì)壓縮過(guò)程能耗,降低壓縮機(jī)總能耗,第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器串聯(lián)流程實(shí)現(xiàn)低溫冷量梯級(jí)利用和低沸點(diǎn)組分的梯級(jí)壓縮,滿足物質(zhì)保存對(duì)低溫溫度的需求;精餾柱采用兩級(jí)節(jié)流和兩級(jí)精餾串聯(lián)流程獲得更低制冷溫度;兩個(gè)蒸發(fā)冷凝器串聯(lián)結(jié)構(gòu)流程實(shí)現(xiàn)富含高沸點(diǎn)組分的混合工質(zhì)的分級(jí)汽化和梯級(jí)壓縮;多級(jí)回?zé)崞骺梢曰厥找徊糠掷淞浚M(jìn)而有效減少節(jié)流損失,提高制冷效率。本發(fā)明減少節(jié)流損失、降低壓縮機(jī)排氣溫度和平均壓縮比,節(jié)省高品位電能,滿足了多蒸發(fā)溫度位的低溫制冷場(chǎng)合需求,節(jié)能效果顯著,運(yùn)行可靠穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低溫制冷技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種雙蒸發(fā)溫度位的低溫混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

混合工質(zhì)制冷技術(shù)最早在1936年被Podbielniak提及,而在1959年被科學(xué)家A Pkleemenko采用碳?xì)浠衔镒髦评鋭┏晒Φ膽?yīng)用在液化天然氣領(lǐng)域。由于低沸點(diǎn)的工質(zhì)可以獲得較低的制冷溫度,高沸點(diǎn)的工質(zhì)因其比熱較大,往往可得到更大的制冷量,因此在低溫節(jié)流制冷系統(tǒng)中多采用高、低沸點(diǎn)工質(zhì)混合作為制冷劑。而非共沸制冷劑由于蒸發(fā)和冷凝過(guò)程中存在溫度滑移,在變溫?zé)嵩辞闆r下可以有效減小傳熱溫差,這在一定程度上能夠彌補(bǔ)單一制冷劑在熱物性方面的缺陷。非共沸混合工質(zhì)同時(shí)也具備各純質(zhì)制冷工質(zhì)近似平均的性質(zhì),能實(shí)現(xiàn)純質(zhì)制冷工質(zhì)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、并具有潛在節(jié)能的可能性。基于混合工質(zhì)及其節(jié)流制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制冷溫區(qū)寬等特點(diǎn),該系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于低溫生物、醫(yī)療、軍事軍工及天然氣液化等領(lǐng)域,同時(shí)在系列深冷冰箱及低溫速凍箱行業(yè)均已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣。

根據(jù)現(xiàn)有的改進(jìn)自復(fù)疊制冷循環(huán)系統(tǒng)以及該系統(tǒng)的控制方法來(lái)看,該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的自復(fù)疊系統(tǒng)相比,在冷凝器與氣液分離器之間增加了回?zé)崞骱凸?jié)流裝置兩個(gè)部件,不僅能夠使兩股流體在蒸發(fā)冷凝器內(nèi)更加充分地?fù)Q熱,而且能夠防止壓縮機(jī)吸氣帶液,提升整個(gè)系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力,降低壓縮機(jī)的壓比,提高壓縮機(jī)的效率,從而提高系統(tǒng)的制冷量,改善循環(huán)系統(tǒng)的性能。但此系統(tǒng)僅采用了一級(jí)節(jié)流和一次蒸發(fā)吸熱,不能很好的使富含高沸點(diǎn)組分的混合工質(zhì)和富含低沸點(diǎn)組分的混合工質(zhì)更高程度的提純,進(jìn)而不能實(shí)現(xiàn)更低的制冷溫度和有效減少節(jié)流損失。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)不足,本發(fā)明的目的在于提供一種雙蒸發(fā)溫度位的低溫混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種雙蒸發(fā)溫度位的低溫混合工質(zhì)制冷系統(tǒng),包括壓縮機(jī)、冷凝器、第一氣液分離器、第二氣液分離器、第一蒸發(fā)冷凝器和第二蒸發(fā)冷凝器;所述壓縮機(jī)上設(shè)有高壓排氣口、中壓吸氣口和低壓吸氣口,所述高壓排氣口通過(guò)冷凝器與所述第一氣液分離器的入口連接;第一氣液分離器頂部氣相出口分離出的低沸點(diǎn)工質(zhì)依次連接至第一蒸發(fā)冷凝器和第二蒸發(fā)冷凝器的冷凝側(cè),并在其中與第一氣液分離器底部液相出口分離出的高沸點(diǎn)工質(zhì)換熱,第二蒸發(fā)冷凝器輸出的低沸點(diǎn)工質(zhì)連接至第一蒸發(fā)器形成第一蒸發(fā)溫度位,第一蒸發(fā)器出口連接至第二氣液分離器,第二氣液分離器底部液相出口連接至第二蒸發(fā)器形成第二蒸發(fā)溫度位。

進(jìn)一步優(yōu)化,所述第一氣液分離器底部液相出口分離出的高沸點(diǎn)工質(zhì)一部分經(jīng)過(guò)第一蒸發(fā)冷凝器后連接至第三氣液分離器的入口,第三氣液分離器底部液相出口連接至第二蒸發(fā)冷凝器。

進(jìn)一步優(yōu)化,所述第一氣液分離器底部液相出口分離出的高沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)第二回?zé)崞鞯母邷貍?cè)一部分連接至第一蒸發(fā)冷凝器,第二蒸發(fā)冷凝器輸出的高沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)第二回?zé)崞鞯牡蜏貍?cè)連接至壓縮機(jī)的低壓吸氣口。

進(jìn)一步優(yōu)化,所述第二蒸發(fā)冷凝器輸出的低沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)第一回?zé)崞鞯母邷貍?cè)連接至第一蒸發(fā)器,第二蒸發(fā)器輸出的低沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)第一回?zé)崞鞯牡蜏貍?cè)與輸入第二蒸發(fā)冷凝器的高沸點(diǎn)工質(zhì)匯流。

進(jìn)一步優(yōu)化,所述第一氣液分離器的頂部出口連接有精餾柱,第一氣液分離器的底部出口連接第二回?zé)崞骱蠓譃閮蓷l支路,其中一條支路連接至第一蒸發(fā)冷凝器另一支路連接至精餾柱,并與第一氣液分離器頂部出口輸入精餾柱的低沸點(diǎn)工質(zhì)換熱。

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