一种适用于多种负荷工况的制冷系统技术方案

在传统的复叠式制冷系统应用于多种工况下，系统结构复杂，控制系统复杂，机组闲置率大，运行成本高，初投资大。本发明专利技术涉及一种适用于多种负荷工况的制冷系统，具体为一种既可以实现单级压缩制冷循环又可以实现多种负荷工况下复叠式制冷循环的制冷系统。包括第一循环单元、第二循环单元和第三循环单元，所述第一循环单元中，第一压缩机的排气端、第一冷凝器、第一节流阀、第一冷凝蒸发器的第一循环通道依次连接回到所述第一压缩机的吸气端，组成封闭循环。提供一种适用于多种负荷工况的制冷系统一种既可以根据所需蒸发温度和冷量的大小，实现制冷循环系统的切换的适用于多种负荷工况的制冷系统，以降低系统能耗，降低运行费用，节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多种负荷工况的制冷系统
本专利技术涉及制冷
，更具体的说，是涉及一种既可以实现单级压缩制冷循环又可以实现多种负荷工况下复叠式制冷循环的制冷系统。
技术介绍
单级压缩制冷系统由于受到压缩机吸排气压缩比的限制，不适用于压缩比(排气压力与吸气压力之比)大于12的低温制冷系统。在现有技术中，当压缩比大于12时通常采用双级压缩制冷系统。双级压缩制冷机组可以由一个电机带动，也可以通过多机头配组实现。但这两种方式高低压互通，压缩机的回油问题不容易解决。双级压缩制冷循环中，压缩过程分为两个阶段，来自蒸发器的低压工质蒸汽先进入低压压缩机压缩到中间压力，经中间冷却器进入高压压缩机压缩到冷凝压力，排入冷凝器，这样可使各级压力比适中，由于经过中间冷却，可使压缩机耗功减少，可靠性、经济性均有提高，但是这种制冷系统复杂，控制系统复杂，很难实现变负荷工况下系统控制。在需要较低温度制冷时，复叠制冷系统也是很好的解决方式。热量通过低温级制冷系统的工质吸热，传递给连接低温级制冷系统和高温级制冷系统的冷凝蒸发器，再由高温级制冷系统工质将热量传递到环境中。但是这种传统的复叠制冷系统，系统复杂，控制系统复杂，很难实现变负荷工况下系统控制。在传统的复叠式制冷系统应用于多种工况下，系统结构复杂，控制系统复杂，机组闲置率大，运行成本高，初投资大，换热器的结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种既可以根据所需蒸发温度和冷量的大小，实现制冷循环系统的切换的适用于多种负荷工况的制冷系统，以降低系统能耗，降低运行费用，节约能源。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种适用于多种负荷工况的制冷系统，包括第一循环单元、第二循环单元和第三循环单元，所述第一循环单元中，第一压缩机的排气端、第一冷凝器、第一节流阀、第一冷凝蒸发器的第一循环通道依次连接回到所述第一压缩机的吸气端，组成封闭循环；所述第二循环单元包括第二压缩机、第二冷凝器、所述第一冷凝蒸发器的第二循环通道、第二冷凝蒸发器的第二循环通道、第一蒸发器、第二节流阀、第一单向阀、第二单向阀、第一三通换向阀及第二三通换向阀；所述第二压缩机的吸气端与所述第一三通换向阀的第一接口连接，所述第二压缩机的排气端与所述第二三通换向阀的第一接口连接，所述第二三通换向阀的第二接口与所述第二冷凝器的入口连接，所述第二冷凝器的出口分别与所述第一单向阀的出口和所述第二节流阀的第一接口连接，所述第二节流阀的第二接口分别与所述第一蒸发器的第一接口和所述第二单向阀的入口连接，所述第一蒸发器的第二接口与所述第一三通换向阀的第三接口连接，所述第二单向阀的出口一路与所述第一单向阀的入口连接，另一路与所述第一冷凝蒸发器第二循环通道、所述第二冷凝蒸发器的第二循环通道的第一接口连接，所述第二冷凝蒸发器的第二循环通道的第二接口分别与所述第一三通换向阀的第二接口及所述第二三通换向阀的第三接口连接；所述第三循环单元中，第三压缩机的排气端、第二冷凝蒸发器的第一循环通道、第三节流阀及第二蒸发器依次连接回到所述第三压缩机的吸气端，组成封闭循环；所述第一压缩机为低功率压缩机，所述第二压缩机为中功率压缩机，所述第三压缩机为高功率压缩机。所述制冷系统为单级压缩制冷循环时，所述第二循环单元中，所述第一三通换向阀的第一接口与第三接口连接，所述第二三通换向阀的第一接口与第二接口连接；所述第二压缩机的排气端、第二三通换向阀的第一接口与第二接口、第二冷凝器、第二节流阀、第一蒸发器、第一三通换向阀的第三接口及第一接口依次连接回到所述第二压缩机的吸气端，组成封闭的单级压缩制冷循环。所述制冷系统为低负荷工况下的复叠式压缩制冷系统时，所述第一循环单元为高温级压缩制冷循环，所述第二循环单元为低温级压缩制冷循环；所述第一循环单元中，所述第一压缩机的排气端、第一冷凝器、第一节流阀及所述第二冷凝蒸发器的第一循环通道依次连接回到所述第一压缩机的吸气端，完成高温级压缩制冷循环；所述第二循环单元中，所述第一三通换向阀的第一接口与第三接口连接，所述第二三通换向阀的第一接口与第三接口连接；所述第二压缩机的排气端、所述第二三通换向阀的第一接口及第三接口、第二冷凝蒸发器的第二循环通道、所述第一冷凝蒸发器的第二循环通道、所述第一单向阀、所述第二节流阀、所述第一蒸发器、所述第一三通换向阀的第三接口及第一接口依次连接回到所述第二压缩机的吸气端，完成低温级压缩制冷循环。所述制冷系统为高负荷工况下的复叠式压缩制冷系统时，所述第二循环单元为高温级压缩制冷循环，所述第三循环单元为低温级压缩制冷循环；所述第二循环单元中，所述第一三通换向阀的第一接口与第二接口连接，所述第二三通换向阀的第一接口与第二接口连接；所述第二压缩机的排气端、所述第二三通换向阀的第一接口及第二接口、所述第二冷凝器、所述第二节流阀、所述第二单向阀、第一冷凝蒸发器的第二循环通道、所述第二冷凝蒸发器的第二循环通道、所述第一三通换向阀的第二接口及第一接口依次连接回到所述第二压缩机的吸气端，形成高温级压缩制冷循环；所述第三循环单元中，所述第三压缩机的排气端、第二冷凝蒸发器的第一循环通道、第三节流阀及第二蒸发器依次连接回到所述第三压缩机的吸气端，形成低温级压缩制冷循环。所述第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机分别为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术与传统复叠式制冷系统相比，本专利技术为可实现单级压缩制冷循环和多种负荷工况下复叠式制冷循环的制冷系统，可以实现单级压缩制冷循环和多种复叠式制冷循环，系统灵活，适用范围广。2、本专利技术的可实现单级压缩制冷循环和多负荷工况下复叠式制冷循环的制冷系统系统，第一循环单元和第三循环单元为固定单元，仅有第二循环单元是可变单元，相比传统的系统，结构简单，减少系统机组的使用量，降低了系统的能耗，降低运行成本，降低了系统的初投资成本。3、本专利技术的可实现单级压缩制冷循环和多负荷工况下复叠式制冷循环的制冷系统系统，冷凝蒸发器为常见的板式换热器等，结构简单，操作方便，提高了换热性能好。4、本专利技术的可实现单级压缩制冷循环和多负荷工况下复叠式制冷循环的制冷系统，系统简单,可以在不同工况下选用高效的循环方式，提高了系统的效率,降低了系统的能耗,节省了系统的成本。附图说明图1所示为本专利技术适用于多种负荷工况的制冷系统原理图；图2所示为第一三通换向阀的接口示意图；图3所示为第二三通换向阀的接口示意图；图4所示为第一冷凝蒸发器的结构示意图；图5所示为第二冷凝蒸发器的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术适用于多种负荷工况的制冷系统的原理图如图1所示，包括第一循环单元、第二循环单元和第三循环单元。所述第一循环单元包括第一压缩机1-1、第一冷凝器2-1、第一节流阀5-1及第一冷凝蒸发器3-1的第一循环通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于多种负荷工况的制冷系统，其特征在于，包括第一循环单元、第二循环单元和第三循环单元，所述第一循环单元中，第一压缩机的排气端、第一冷凝器、第一节流阀、第一冷凝蒸发器的第一循环通道依次连接回到所述第一压缩机的吸气端，组成封闭循环；/n所述第二循环单元包括第二压缩机、第二冷凝器、所述第一冷凝蒸发器的第二循环通道、第二冷凝蒸发器的第二循环通道、第一蒸发器、第二节流阀、第一单向阀、第二单向阀、第一三通换向阀及第二三通换向阀；所述第二压缩机的吸气端与所述第一三通换向阀的第一接口连接，所述第二压缩机的排气端与所述第二三通换向阀的第一接口连接，所述第二三通换向阀的第二接口与所述第二冷凝器的入口连接，所述第二冷凝器的出口分别与所述第一单向阀的出口和所述第二节流阀的第一接口连接，所述第二节流阀的第二接口分别与所述第一蒸发器的第一接口和所述第二单向阀的入口连接，所述第一蒸发器的第二接口与所述第一三通换向阀的第三接口连接，所述第二单向阀的出口一路与所述第一单向阀的入口连接，另一路与所述第一冷凝蒸发器第二循环通道、所述第二冷凝蒸发器的第二循环通道的第一接口连接，所述第二冷凝蒸发器的第二循环通道的第二接口分别与所述第一三通换向阀的第二接口及所述第二三通换向阀的第三接口连接；/n所述第三循环单元中，第三压缩机的排气端、第二冷凝蒸发器的第一循环通道、第三节流阀及第二蒸发器依次连接回到所述第三压缩机的吸气端，组成封闭循环；/n所述第一压缩机为低功率压缩机，所述第二压缩机为中功率压缩机，所述第三压缩机为高功率压缩机。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于多种负荷工况的制冷系统，其特征在于，包括第一循环单元、第二循环单元和第三循环单元，所述第一循环单元中，第一压缩机的排气端、第一冷凝器、第一节流阀、第一冷凝蒸发器的第一循环通道依次连接回到所述第一压缩机的吸气端，组成封闭循环；
所述第二循环单元包括第二压缩机、第二冷凝器、所述第一冷凝蒸发器的第二循环通道、第二冷凝蒸发器的第二循环通道、第一蒸发器、第二节流阀、第一单向阀、第二单向阀、第一三通换向阀及第二三通换向阀；所述第二压缩机的吸气端与所述第一三通换向阀的第一接口连接，所述第二压缩机的排气端与所述第二三通换向阀的第一接口连接，所述第二三通换向阀的第二接口与所述第二冷凝器的入口连接，所述第二冷凝器的出口分别与所述第一单向阀的出口和所述第二节流阀的第一接口连接，所述第二节流阀的第二接口分别与所述第一蒸发器的第一接口和所述第二单向阀的入口连接，所述第一蒸发器的第二接口与所述第一三通换向阀的第三接口连接，所述第二单向阀的出口一路与所述第一单向阀的入口连接，另一路与所述第一冷凝蒸发器第二循环通道、所述第二冷凝蒸发器的第二循环通道的第一接口连接，所述第二冷凝蒸发器的第二循环通道的第二接口分别与所述第一三通换向阀的第二接口及所述第二三通换向阀的第三接口连接；
所述第三循环单元中，第三压缩机的排气端、第二冷凝蒸发器的第一循环通道、第三节流阀及第二蒸发器依次连接回到所述第三压缩机的吸气端，组成封闭循环；
所述第一压缩机为低功率压缩机，所述第二压缩机为中功率压缩机，所述第三压缩机为高功率压缩机。


2.根据权利要求1所述的适用于多种负荷工况的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统为单级压缩制冷循环时，所述第二循环单元中，所述第一三通换向阀的第一接口与第三接口连接，所述第二三通换向阀的第一接口与第二接口连接；所述第二压缩机的排气端、第二三通换向阀的第一接口与第二接口、第二冷凝器、第二节流阀、第一蒸发器、第一三通换向阀的第三接口及第一接口依次连接回到所述第二压缩机的吸气端，组成封闭的单级压...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏德立，杨耿煌，杜启含，朱轶群，黄成军，江菊元，王忠孝，刘长征，李享，臧筑华，
申请(专利权)人：天津冷源工程设计院，一就专利设计服务股份有限公司，诗道科技投资股份有限公司，天津博聚缘轻工日化鉴定科学研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12