试验箱用大跨度低温制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种试验箱用大跨度低温制冷系统，包括复叠制冷的高温级机组、低温级机组、载冷机组，以及均与其连通的冷却水循环集成；所述高温级机组和低温级机组之间设置有冷凝蒸发器，所述载冷机组和高温级机组之间设置有中温级蒸发器，所述载冷机组和低温级机组之间设置有D蒸发器，所述高温级机组包括N台并联的G压缩机，N台所述G压缩机的吸气端均连通于G吸气汇管，排气端均连通于G排气汇管，在前N

【技术实现步骤摘要】
试验箱用大跨度低温制冷系统
本专利技术涉及特种制冷
，具体涉及一种试验箱用大跨度低温制冷系统。
技术介绍
用冷空间制冷时，随温度的大范围变化，其需冷负荷与制冷机组的制冷能力之间存在矛盾，温度越高时空间需冷量越小，而对特定制冷机组其制冷能力却越大；尤其是许多大体积低温实验空间往往还存在着大质量的负载实验物品及庞大质量的蓄冷(热)材料，降温过程有时间限制或速率要求，故降温阶段需要相对更大的制冷量输出，而维持温度阶段，蓄冷负荷基本降低为零，制冷负荷需求就会变得很小。所有这些制冷场合，就要求制冷机组具备很好的卸载能力，这主要是通过多机并联或变频机组加以实现，在目前变频机组在特种制冷应用领域还不普遍应用现状下，如若压缩机数量选用过少，就会造成维持阶段机组的减载能力弱，温控精度难以实现，采用加热平衡方式控温则耗能显著，这在大温差降温环境需求下弊端更甚。对于普冷中的大温差降温制冷，无论是单级制冷还是复叠制冷，随着箱温越低，压缩机运行时压缩比越大，压缩机效率都会下降，尤其是在单机压比超过6以上时，这在实际制冷系统运行中经常发生。因此制冷系统需要增加压缩级数更有利，如将制冷系统配置为双级压缩加复叠，或三级复叠，但这类固定的多级制冷配置方式又会影响箱温变化整个过程中其它温度段降温时的制冷效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种试验箱用大跨度低温制冷系统，通过合理的结构设计减小了压比，提高了运行效率和安全性，有利于获得更低温度；降温过程中不仅充分利用了自然冷量，且始终保证制冷机组高的蒸发温度，随时维持机组制冷的高效率。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种试验箱用大跨度低温制冷系统，包括复叠制冷的高温级机组、低温级机组、载冷机组，以及均与其连通的冷却水循环集成；所述高温级机组和低温级机组之间设置有冷凝蒸发器，所述载冷机组和高温级机组之间设置有中温级蒸发器，所述载冷机组和低温级机组之间设置有D蒸发器，所述高温级机组包括N台并联的G压缩机，N台所述G压缩机的吸气端均连通于G吸气汇管，排气端均连通于G排气汇管，在前N1台和后N2台所述G压缩机之间的G吸气汇管和G排气汇管上分别设置直通开关阀和分流三通开关阀，其中N＝N1+N2，且N1≤N2，所述分流三通开关阀的角阀侧连通于G吸气汇管。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述G压缩机上设置有G回油管和G喷液管，所述G回油管上装有电磁阀，各G回油管皆自G回油汇管接出，且连通至G油分离器，所述G油分离器连通G油冷却器，连接所述G油冷却器的回油管路上配有油恒温阀；所述G压缩机的G喷液管上皆装有喷液管路电磁阀，各所述G喷液管皆连自G经济器的过冷侧管路的进液管。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述G吸气汇管与G气液分离器连接；所述G经济器的蒸发侧回气管接至G吸气汇管。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述G油分离器的出口管连入G冷凝器的进口，所述G冷凝器的出口经过电磁阀后分为两管路，且分别连入G经济器的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中的蒸发侧管路上装有电磁阀和温控式膨胀阀，所述G经济器的出口接入G吸气汇管；所述G经济器的过冷侧进口管路上分别接三管路，三所述管路各经喷液管路电磁阀所在的G喷液管接回各台G压缩机的G喷液管。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述G压缩机的数量为2至5台。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述直通开关阀和分流三通开关阀为关联电动动作的电动阀，当所述直通开关阀关闭、分流三通开关阀同时角通时，N台并联G压缩机构成的高温级机组切换成双级压缩机组，其中N2台并联G压缩机构成该双级机组的低压级机组，N1台并联G压缩机构成该双级机组的高压级机组。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述低温级机组包括M台D压缩机，M台所述D压缩机的排气端均连通于D排气汇管，吸气端均连通于D吸气汇管，回油端经过电磁阀后连通于D回油汇管，所述D回油汇管连通于D油分离器，所述D油分离器连通于D油冷却器，连接所述D油冷却器的回油管路上配有油恒温阀；所述D吸气汇管与D蒸发器连接；所述D排气汇管经D排气总管连接到D油分离器。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述D油分离器的出口管连入D预冷器的工质侧进口，所述D预冷器的工质侧出口接冷凝蒸发器的工质侧进口，所述冷凝蒸发器的工质侧出口管经电磁阀后分为两管路，分别连入D经济器的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中的蒸发侧管路上装有电磁阀和节流阀，所述D经济器的出口经D经济器回气管接入D压缩机的经济器接口并受电磁阀控制通断。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述低温级机组包括低压膨胀罐，所述低压膨胀罐的膨胀罐主管与D吸气汇管相连；所述低压膨胀罐的D泄压管与D排气汇管相连；所述低压膨胀罐的低压膨胀罐回油管与D回油汇管相连。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述载冷机组包括载冷溶液箱、溶液泵、D蒸发器、中温级蒸发器、高温级换热器、末端换热器集成、调温控制阀门、电动开关阀门、电磁阀、止回阀和止回阀，所述溶液泵具有并联的L组，各所述溶液泵的出口皆安装止回阀，进口皆取液于载冷溶液箱，所述溶液泵的出口最终汇聚到一根总管，从总管分别连管到D蒸发器、中温级蒸发器和高温级换热器，各管路通过电动开关阀门进行通断控制，所述D蒸发器、中温级蒸发器和高温级换热器的溶液出液管路经止回阀汇聚到供液总管，并送至末端换热器集成的进口。本专利技术的有益效果：本专利技术的试验箱用大跨度低温制冷系统，通过优化的设计，在降温阶段的高温阶段，各G压缩机可以按并联方式工作，开始较高箱温时只需开启其中的一台即能满足冷量要求，随箱温降低，逐渐增加开启的台数直至并联各机组全开，这样非常有利于减小制冷系统部件大小配置、实现高效率运行及节能；而在随着试验箱温降低到某一温度以下，通过分流三通开关阀和直通开关阀的组合动作，使得原本并联工作的G压缩机的状态变为：其中一部分G压缩机仍为并联状态，并成为双级机组的低温级，另外一部分并联的G压缩机切换成双级机组的高温级，两部分的G压缩机组成串联状态，使得高温级机组整体按双级机运行，以避免在机组运行的大压比。而在箱温继续降温时，各机组就以整体复叠方式运行，以避免单高温级工质制冷运行时的比容过大带来的压缩机配置过大能力发挥不出来的弊端；即使是复叠方式运行，本系统仍然可以实现高温级机组的单级和双级切换，尽量防止各级压缩机组的大压比运行。进而避免了单机组配置时在高温工况制冷量过大，配置庞大带来的机组体型、造价大、配电大的弊端，又保证了机组的高效率；同时解决了整体系统在大跨度低温工况下常规设计系统各级机组的运行压比大、效率低，运行不安全的弊端，保证了机组的安全运行。且通过减小压比，使得制冷运行时压缩机余隙损失减小，压缩机运行效率提高；又利于获得更低温度；降温过程中不仅充分利用了自然冷量，且始终保证制冷机组高的蒸发温度，随时维持机组制冷的高效率。该系统适合用于箱体内温度范围为从常温到-60度以下的复叠制冷场合、且尤其适合温度需求多变的场合。附图说明图1为本专利技术优选实施例中试验箱用大跨度低温制冷系统的整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：包括复叠制冷的高温级机组、低温级机组、载冷机组，以及均与其连通的冷却水循环集成；所述高温级机组和低温级机组之间设置有冷凝蒸发器，所述载冷机组和高温级机组之间设置有中温级蒸发器，所述载冷机组和低温级机组之间设置有D蒸发器，所述高温级机组包括N台并联的G压缩机，N台所述G压缩机的吸气端均连通于G吸气汇管，排气端均连通于G排气汇管，在前N

【技术特征摘要】
1.一种试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：包括复叠制冷的高温级机组、低温级机组、载冷机组，以及均与其连通的冷却水循环集成；所述高温级机组和低温级机组之间设置有冷凝蒸发器，所述载冷机组和高温级机组之间设置有中温级蒸发器，所述载冷机组和低温级机组之间设置有D蒸发器，所述高温级机组包括N台并联的G压缩机，N台所述G压缩机的吸气端均连通于G吸气汇管，排气端均连通于G排气汇管，在前N1台和后N2台所述G压缩机之间的G吸气汇管和G排气汇管上分别设置直通开关阀和分流三通开关阀，其中N＝N1+N2，且N1≤N2，所述分流三通开关阀的角阀侧连通于G吸气汇管。


2.如权利要求1所述的试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G压缩机上设置有G回油管和G喷液管，所述G回油管上装有电磁阀，各G回油管皆自G回油汇管接出，且连通至G油分离器，所述G油分离器连通G油冷却器，连接所述G油冷却器的回油管路上配有油恒温阀；所述G压缩机的G喷液管上皆装有喷液管路电磁阀，各所述G喷液管皆连自G经济器的过冷侧管路的进液管。


3.如权利要求2所述的试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G吸气汇管与G气液分离器连接；所述G经济器的蒸发侧回气管接至G吸气汇管。


4.如权利要求2所述的试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G油分离器的出口管连入G冷凝器的进口，所述G冷凝器的出口经过电磁阀后分为两管路，且分别连入G经济器的蒸发侧和过冷侧两侧管口，其中的蒸发侧管路上装有电磁阀和温控式膨胀阀，所述G经济器的出口接入G吸气汇管；所述G经济器的过冷侧进口管路上分别接三管路，三所述管路各经喷液管路电磁阀所在的G喷液管接回各台G压缩机的G喷液口。


5.如权利要求1-4任意一项所述的试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述G压缩机的数量为2至5台。


6.如权利要求1所述的试验箱用大跨度低温制冷系统，其特征在于：所述直通开关阀和分流三通开关阀为关联电动动作的电动阀，当所述直通开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡醇，陈斌，张敏，李杰，何秀明，黄涛，梁立峰，杨支峰，
申请(专利权)人：苏州电器科学研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32