一种超低温制冷系统及工艺技术方案

本申请涉及一种超低温制冷系统及工艺，包括制冷剂分离器以及油冷油分器；所述制冷剂分离器与油冷油分器均设置有相互分隔的壳程与管程；所述制冷剂分离器的壳程设置有第一输入端，用于输入混合制冷剂；所述制冷剂分离器的壳程设置有第一输出端，连通于油冷油分器的管程，用于输出液态制冷剂；所述制冷剂分离器的壳程设置有第二输出端，连通于油冷油分器的壳程，用于输出气态制冷剂；所述油冷油分器的壳程设置有输入部，用于输入温度低于第一输出端输出制冷剂温度的制冷剂；所述油冷油分器的设置有壳程输出部，连通于制冷剂分离器的管程，用于输出制冷剂。本申请具有改善制冷系统，使其能够稳定的达到更低的制冷温度的效果。其能够稳定的达到更低的制冷温度的效果。其能够稳定的达到更低的制冷温度的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超低温制冷系统及工艺


[0001]本申请涉及制冷系统的领域，尤其是涉及一种超低温制冷系统及工艺。

技术介绍

[0002]机械压缩制冷剂是依靠压缩机提高制冷剂的压力以实现制冷循环的，其原理是利用氟利昂等液体的蒸发潜热从被冷却物体中吸热而实现制冷。一般制冷剂由压缩机、冷凝器、制冷换热器（蒸发器）、膨胀机或节流机构和一些辅助设备组成。
[0003]其中单级制冷剂是压缩式制冷剂中应用较为广泛的一类制冷剂，单级制冷即制冷剂蒸气只经过一次压缩，是指制冷剂在制冷系统内相继经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，便完成了单级制冷剂的循环，即达到了制冷的目的，其制冷温度往往最低可达到
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30℃～
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40℃，具有能耗低，制冷速度快的优点。
[0004]但针对目前的单级制冷剂，虽然其能耗相对较低，但其制冷温度也相对受限，如要实现超低温制冷，目前的此类单级制冷剂的实现便较为困难，需要多种制冷剂协同多级复叠，然此复叠会导致较高的耗能和一系列不稳定的发生，且随着制冷温度的降低其稳定性也会相对降低。

技术实现思路

[0005]为了改善制冷系统，使其能够稳定的达到的制冷温度，本申请提供一种超低温制冷系统及工艺。
[0006]第一方面，本申请提供一种超低温制冷系统，采用如下的技术方案：一种超低温制冷系统，包括制冷剂分离器以及油冷油分器；所述制冷剂分离器与油冷油分器均设置有相互分隔的壳程与管程；所述制冷剂分离器的壳程设置有第一输入端，用于输入混合制冷剂；所述制冷剂分离器的壳程设置有第一输出端，连通于油冷油分器的管程，用于输出液态制冷剂；所述制冷剂分离器的壳程设置有第二输出端，连通于油冷油分器的壳程，用于输出气态制冷剂；所述油冷油分器的壳程设置有输入部，用于输入温度低于第一输出端输出制冷剂温度的制冷剂；所述油冷油分器的设置有壳程输出部，连通于制冷剂分离器的管程，用于输出制冷剂。
[0007]通过采用上述技术方案，对制冷剂分离器的壳程内输入混合制冷剂，然后通过制冷剂分离器管程内的制冷剂对其壳程的混合制冷剂进行换热，从而使混合制冷剂根据其沸点的不同进行分离，使沸点较高的制冷剂转换为液态制冷剂，而沸点较低的制冷剂保持气态制冷剂，然后将气态的制冷剂送至油冷油分器的管程内，将液态的制冷剂送至油冷油分器的壳程内，同时对油冷油分器的壳程内输入温度低于液态制冷剂的制冷剂，即可对油冷
油分器管程内的气态制冷剂进一步的换热降温，从而使油冷油分器的管程内输出温度更低的制冷剂，而同时，在油冷油分器的壳程的内的制冷剂完成对其管程内的制冷剂换热后，油冷油分器壳程内的制冷剂再将送至制冷剂分离其的管程内，实现与制冷剂分离器壳程内的制冷剂进行换热，如此达到制冷剂的有效利用，达到制冷剂稳定的制冷效果。
[0008]可选的，所述超低温制冷系统还包括：节流部件，连通于所述油冷油分器的管程输出端；蒸发器，连通于所述节流部件与所述油冷油分器的第三输入端之间。
[0009]通过采用上述技术方案，在油冷油分器的管程内输出低温制冷剂后，将送至节流部件进行节流处理，从而进一步的将混合制冷剂中的气态制冷剂转为液态制冷剂，达到最低温度，然后该低温液态制冷剂即可进入蒸发器中进行工作，在蒸发器内完成制冷换热后的制冷剂，依然可以保持低温状态输出，此时将该低温制冷剂即可送入油冷油分器的壳程内与制冷剂分离器送入的液态制冷剂混合，继续对油冷油分器的管程内的制冷剂进行换热降温，在油冷油分器的壳程内的制冷剂完成对其管程内的制冷剂换热后，油冷油分器壳程内的制冷剂再将送至制冷剂分离其的管程内，实现与制冷剂分离器壳程内的制冷剂进行换热，如此达到了制冷系统中无需增加另一低温制冷剂，通过混合制冷剂的自身循环，即可达到稳定的超低温制冷效果。
[0010]可选的，所述超低温制冷系统还包括：压缩机，连接于所述制冷剂分离器的管程输出端。
[0011]油分装置，连接于压缩机输出端与制冷剂分离器的第一输入端之间，用于将压缩机内油与混合制冷剂分离，并将油送回压缩机，将混合制冷剂送至制冷剂分离器。
[0012]通过采用上述技术方案，将压缩机内输入混合制冷剂与油液，压缩机工作，输出油与气态混合制冷剂至油分装置，油分装置将油与气态混合制冷剂进行分离，将大部分的油送回至压缩机，并将气态的混合制冷剂以及剩余少量油送至制冷剂分离器的壳程内，通过制冷剂分离器管程内的制冷剂对其壳程的混合制冷剂进行换热，然后将气态的制冷剂送至油冷油分器的管程内，将液态的制冷剂送至油冷油分器的壳程内，同时对油冷油分器的壳程内输入温度低于液态制冷剂的制冷剂，即可对油冷油分器管程内的气态制冷剂进一步的换热降温，从而使油冷油分器的管程内输出温度更低的制冷剂，在油冷油分器的管程内输出低温制冷剂后，经过节流处理，转为液态制冷剂，达到最低温度，送至蒸发器，在蒸发器内完成制冷换热后的制冷剂，保持低温状态输出，此时将该低温制冷剂即可送入油冷油分器的壳程内与制冷剂分离器送入的液态制冷剂混合，继续对油冷油分器的管程内的制冷剂进行换热降温，在油冷油分器的壳程的内的制冷剂完成对其管程内的制冷剂换热后，油冷油分器壳程内的制冷剂再将送至制冷剂分离其的管程内，实现与制冷剂分离器壳程内的制冷剂进行换热，此时由于制冷剂分离器壳程内的制冷剂保持较高温度，因此，制冷剂分离器管程内的制冷剂在完后换热后，将全部再次转换为气态再送回至压缩机，至此，完成一次混合制冷剂在制冷系统中的全部循环，第一达到的稳定的超低温制冷效果，第二有效的利用了混合制冷剂在换热过程中的冷量为后续制冷剂换热，第三，由于经过换热器的换热处理，最后循环返回压缩机的制冷剂将保证气体状态，保护了压缩机，第四，在油分装置未完全分离出的油气将随混合制冷剂循环后重新回到压缩机内，达到了油液的无损运行。
[0013]可选的，所述油冷油分器的管程为涡旋状的盘管；
所述盘管内沿其轨迹成型有20
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30根通路，用于通入制冷剂。
[0014]通过采用上述技术方案，设置的盘管作为油冷油分器的管程，第一方面在有限的空间内延长了油冷油分器的管程长度，第一增大管程内制冷剂的换热效果，另一方面又在盘管内设置通路，用于制冷剂的流经，进一步的对制冷剂进行了分流，减少了其流动直径，进一步的增大了管程内制冷剂的换热效果，提高了油冷油分器管程与壳程内制冷剂的换热效率。
[0015]可选的，所述盘管近油冷油分器管程输出端的位置处设置有出液口，用于将盘管内液态制冷剂送至制冷剂分离器的管程内。
[0016]通过采用上述技术方案，在盘管末端位置处设置出液口，以使油冷油分器管程内的液态制冷剂送至制冷剂分离器的管程内，而其余最低沸点的气态制冷剂继续由油冷油分器的管程排出，可以避免第二换热管内制冷剂凝结，并提高油冷油分器壳程与管程的换热效率。
[0017]可选的，所述制冷剂分离器内竖直设置有相互分隔的壳程与管程；所述第一输出端设置于所述制冷剂分离器壳程的上端；所述第二输出端设置于所述制冷剂分离器的壳程下端。
[0018]通过采用上述技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低温制冷系统，其特征在于：包括制冷剂分离器(4)以及油冷油分器(5)；所述制冷剂分离器(4)与油冷油分器(5)均设置有相互分隔的壳程与管程；所述制冷剂分离器(4)的壳程设置有第一输入端(431)，用于输入混合制冷剂；所述制冷剂分离器(4)的壳程设置有第一输出端(432)，连通于油冷油分器(5)的管程，用于输出液态制冷剂；所述制冷剂分离器(4)的壳程设置有第二输出端(433)，连通于油冷油分器(5)的壳程，用于输出气态制冷剂；所述油冷油分器(5)的壳程设置有输入部，用于输入温度低于第一输出端(432)输出制冷剂温度的制冷剂；所述油冷油分器(5)的设置有壳程输出部，连通于制冷剂分离器(4)的管程，用于输出制冷剂。2.根据权利要求1所述的一种超低温制冷系统，其特征在于，还包括：节流部件(6)，连通于所述油冷油分器(5)的管程输出端；蒸发器(7)，连通于所述节流部件(6)与所述油冷油分器(5)的第三输入端之间。3.根据权利要求2所述的一种超低温制冷系统，其特征在于，还包括：压缩机(1)，连接于所述制冷剂分离器(4)的管程输出端；油分装置(2)，连接于压缩机(1)输出端与制冷剂分离器(4)之间，用于将压缩机(1)内油与混合冷剂分离，并将油送回压缩机(1)，将混合冷剂送至制冷剂分离器(4)。4.根据权利要求1所述的一种超低温制冷系统，其特征在于：所述油冷油分器(5)的管程为涡旋状的盘管；所述盘管内沿其轨迹成型有20
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30根通路(54)，用于通入制冷剂。5.根据权利要求4所述的一种超低温制冷系统，其特征在于：所述盘管近油冷油分器(5)管程输出端的位置处设置有出液口(55)，用于将盘管内液态制冷剂送至制冷剂分离器(4)的管程内。6.根据权利要求1所述的超低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫高飞，王金波，
申请(专利权)人：青岛龙飞和空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：