一种双级自复叠制冷系统技术方案

本发明专利技术公开一种双级自复叠制冷系统,包括有：高温级单制冷回路：其由高温级压缩机、高温级冷凝器、中间换热器和高温级气液分离器通过冷媒气液管连接形成；低温级自复叠回路：由低温级压缩机、中间换热器、多级冷凝蒸发器、多级气液分离器、回热器和蒸发器通过冷媒气液管连接形成；其中，所述高温级压缩机排出的冷媒能够和所述低温级压缩机排出的气态冷媒在所述中间换热器内进行热交换以对低温级的气态冷媒进行冷凝，使得从中间换热器流入到多级冷凝蒸发器中的冷媒的温度的保持恒定。通过本发明专利技术解决了现有技术中自复叠系统温度波动变化大、运行稳定性差的问题。运行稳定性差的问题。运行稳定性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双级自复叠制冷系统


[0001]本专利技术属于制冷系统
，具体涉及一种双级自复叠制冷系统结构的改进。

技术介绍

[0002]‑
150℃深冷保存主要应用在生物学以及生物医学研究领域，此温区适合组织、器官以及病毒等长期保存。目前，获取
‑
150℃温区主要方式是利用混合工质的单自复叠循环制冷系统。一般采用的为五级自复叠制冷系统可以达到目标温度，但是有两个不足仍需要改进。一是复叠系统是上一级对下一级进行冷却，每多一级，制冷效率就会急剧降低。
[0003]该方案经过五级复叠，制冷系统的COP值极低，如果达到目标制冷量，压缩机的做功巨大，启动瞬间电流冲击巨大，因此压缩机一般是使用380V电源，耗电量极大，并且此种单级自复叠的制冷循环系统环境温度对于冷凝器影响较大，而冷凝器的温度又直接影响各级冷凝蒸发器的温度，这样则会使得环境温度变化时，导致整个制冷系统制冷温度发生变化，导致制冷系统的制冷温度出现的偏差较大，使得整个制冷系统稳定性差，一般在高环温下甚至不能使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中现有自复叠系统冷凝器容易受环境温度影响导致制冷温度产生偏差、运行稳定性差的问题，本专利技术提出一种双级自复叠系统，双级复叠循环中高温级单制冷回路为单级制冷系统，其可以通过中间换热器和低温级自复叠回路中从压缩机排出的冷媒进行热交换以保证从中间换热器中输入到多级冷凝蒸发器内的冷媒温度的相对稳定，避免了环境温度影响，保证了整个制冷系统运行的稳定性。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案予以实现：一种双级自复叠制冷系统，包括有：高温级单制冷回路：其由高温级压缩机、高温级冷凝器、中间换热器和高温级气液分离器通过冷媒气液管连接形成；低温级自复叠回路：由低温级压缩机、中间换热器、多级冷凝蒸发器、多级气液分离器、回热器和蒸发器通过冷媒气液管连接形成；其中，所述高温级压缩机排出的冷媒能够和所述低温级压缩机排出的气态冷媒在所述中间换热器内进行热交换并对低温级的气态冷媒进行冷凝，使得从中间换热器流入到多级冷凝蒸发器中的冷媒的温度保持恒定。
[0006]在本申请的一些实施例中，所述低温级自复叠回路还包括有：低温级油分离器，所述低温级油分离器具有入口、出气口和回油口，所述入口与所述低温级压缩机排气管路连接，所述出气口通过出气管路和所述中间换热器连接，所述回油口通过回油管路和压缩机吸气侧连接，在所述出气管路上设置有预冷部件。
[0007]在本申请的一些实施例中，多级冷凝蒸发器均通过冷媒气管和冷媒液管和其对应的多级气液分离器连接；
多级冷凝蒸发器均通过冷媒气管和冷媒液管和其对应的多级气液分离器连接；多级冷凝蒸发器包括：首级冷凝蒸发器，首级冷凝蒸发器的气液分离器和中间换热器连接，首级冷凝蒸发器的回气回路和低温级压缩机连接；以及首级以下的其余级冷凝蒸发器，其余级冷凝蒸发器的对应的气液分离器均和上一级冷凝蒸发器连接，其余级冷凝蒸发器的回气回路和上一级冷凝蒸发器的冷媒液管连接；回热器，连接在蒸发器和其余级冷凝蒸发器中位于末端的冷凝蒸发器上，其对应的回气回路和末端的冷凝蒸发器连接。
[0008]在本申请的一些实施例中，还包括有：膨胀罐，所述膨胀罐的一端通过第一连接管路和低温级压缩机吸气侧连接，所述膨胀罐的另一端通过第二连接管路连接在其中一其余级冷凝蒸发器对应的冷媒气管上，在所述第一连接管路上设置有第一电控元件，在所述第二连接管路上设置有第二电控元件。
[0009]在本申请的一些实施例中，在每个冷凝蒸发器和与其对应的气液分离器之间的冷媒液管上均设置有过滤元件和节流元件。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述多级冷凝蒸发器为板式冷凝蒸发器或盘管冷凝蒸发器。
[0011]在本申请的一些实施例中，高温级单制冷回路中的冷媒为R290，低温自复叠制冷回路中的冷媒为：R290、R1150、R740，其对应的含量百分比分别为： R290: 30%
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45%， R1150: 20%
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30%; R740: 20%
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30%。
[0012]在本申请的一些实施例中，高温级单制冷回路中的冷媒为R290，低温自复叠制冷回路中的冷媒为：R290、R170、R740，其对应的含量百分比分别为： R290: 30%
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45%， R170: 20%
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30%; R740: 20%
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30%。
[0013]在本申请的一些实施例中，高温级单制冷回路中的冷媒为R290，低温自复叠制冷回路中的冷媒为：R290、R1150、R740、R50,其对应的含量百分比分别为： R290: 30%
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45%， R1150: 20%
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30%; R740: 20%
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30%，R50: 20%
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30%。
[0014]在本申请的一些实施例中，高温级单制冷回路中的冷媒为R290，低温自复叠制冷回路中的冷媒为R290、R170、R740、R50,其对应的含量百分比分别为： R290: 30%
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45%， R170: 20%
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30%; R740: 20%
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30%，R50: 20%
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30%。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术中提出的双级自复叠制冷系统，包括有高温级单制冷回路和低温级自复叠回路，高温级单制冷回路由高温级压缩机、高温级冷凝器、中间换热器和高温级气液分离器相互连接形成；低温级自复叠回路有多级冷凝蒸发器构成，高温级单制冷回路的单级制冷运行时能够通过中间换热器对低温级自复叠回路中的从低温级压缩机排出的冷媒进行冷凝，以保证从中间换热器中输入到多级冷凝蒸发器内的冷媒温度的相对稳定，使其对于低温级自复叠制冷回路中的多级冷凝蒸发器中的冷媒温度影响相对较小，保证了整个制冷系统运行的稳定性；并且,由于高温级制冷回路为单级制冷系统，其能够在温度范围变化较大的环境中仍然保持相应的制冷温度，进而能够保证从中间换热器输出的冷媒温度为恒定的温度，
使得中间换热器中输出的冷媒不受到环境温度波动变化的影响，环境适用性强。
[0016]结合附图阅读本专利技术的具体实施方式后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术双级自复叠制冷系统的结构原理图。
[0019]其中，高温级单制冷回路
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100；高温级压缩机
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110；高温级冷凝器
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120；中间换热器
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双级自复叠制冷系统，其特征在于，包括有：高温级单制冷回路：其由高温级压缩机、高温级冷凝器、中间换热器和高温级气液分离器通过冷媒气液管连接形成；低温级自复叠回路：由低温级压缩机、中间换热器、多级冷凝蒸发器、多级气液分离器、回热器和蒸发器通过冷媒气液管连接形成；其中，所述高温级压缩机排出的冷媒能够和所述低温级压缩机排出的气态冷媒在所述中间换热器内进行热交换以对低温级的气态冷媒进行冷凝，使得从中间换热器流入到多级冷凝蒸发器中的冷媒的温度保持恒定。2.根据权利要求1所述的双级自复叠制冷系统，其特征在于，所述低温级自复叠回路还包括有：低温级油分离器，所述低温级油分离器具有入口、出气口和回油口，所述入口与所述低温级压缩机排气管路连接，所述出气口通过出气管路和所述中间换热器连接，所述回油口通过回油管路和压缩机吸气侧连接，在所述出气管路上设置有预冷部件。3.根据权利要求1所述的双级自复叠制冷系统，其特征在于，多级冷凝蒸发器均通过冷媒气管和冷媒液管和其对应的多级气液分离器连接；多级冷凝蒸发器包括：首级冷凝蒸发器，首级冷凝蒸发器的气液分离器和中间换热器连接，首级冷凝蒸发器的回气回路和低温级压缩机连接；以及首级以下的其余级冷凝蒸发器，其余级冷凝蒸发器的对应的气液分离器均和上一级冷凝蒸发器连接，其余级冷凝蒸发器的回气回路和上一级冷凝蒸发器的冷媒液管连接；回热器，连接在蒸发器和其余级冷凝蒸发器中位于末端的冷凝蒸发器上，其对应的回气回路和末端的冷凝蒸发器连接。4.根据权利要求3所述的双级自复叠制冷系统，其特征在于，还包括有：膨胀罐，所述膨胀罐的一端通过第一连接管路连接在低温级压缩机吸气侧，所述膨胀罐的另一端通过第二连接管路连接在其中一其余级冷凝蒸发器对应的冷媒气管上，在所述第一连接管路上设置有第一电控元件，在所述第二连接管路上设置有第二电控元件。5.根据权利要求1所述的双级自复叠制冷系统，其特征在于，在每个冷凝蒸发器和与其对应的气液分离器之间的冷媒液管上均设置有过滤元件和节流元件。6.根据权利要求1所述的双级自复叠制冷系统，其特征在于，所述多级...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁顺涛，周飞，陈海涛，张扬，纪养全，
申请(专利权)人：青岛海尔生物医疗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：