混合工质制冷循环系统技术方案

本公开涉及一种混合工质制冷循环系统，包括第一制冷循环回路、第二制冷循环回路及原料气管路；第一制冷循环回路包括第一压缩机、第一冷凝器、第一换热器及第一节流阀；第二制冷循环回路包括第二压缩机、第二冷凝器、第一换热器、第二换热器及第二节流阀；原料气管路包括连通管路，第一换热器上具有供原料气进入的第七入口及第七出口，第二换热器上具有第八入口及供冷却后的原料气排出的第八出口，以使第一制冷循环管路和第二制冷循环管路均可为原料气的冷却提供冷量，且第一换热器内的温度匹配性好，换热温差和损失小，换热效率高，同时能够使原料气在更低温区下制冷。且第一制冷工质及第二制冷工质均为不可燃混合物，安全性好。安全性好。安全性好。

【技术实现步骤摘要】
混合工质制冷循环系统


[0001]本公开涉及制冷
，尤其涉及一种混合工质制冷循环系统。

技术介绍

[0002]混合工质制冷技术是气体液化领域的主导技术之一。其中，现有技术CN101893344B提供了一种混合工质双循环的低温液化系统，其采用两套制冷系统实现了原料气的冷却液化。
[0003]然而，该系统在使用时无法实现换热器中冷热流体较好的温度匹配，导致换热器的换热温差和损失较大，进而影响换热效率。同时，该系统的制冷剂中存在可燃组分，从而使得该系统无法在安全性要求比较高的场合，如船等相对封闭的场合，或者空气/氧气液化的场合，亦或是对可燃组分有严格限制的北美地区中使用。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种混合工质制冷循环系统。
[0005]本公开提供了一种混合工质制冷循环系统，包括第一制冷循环回路、第二制冷循环回路以及原料气管路；
[0006]所述第一制冷循环回路包括第一压缩机、第一冷凝器、第一换热器以及第一节流阀；所述第一压缩机上具有可使第一制冷工质通入的入口，所述第一压缩机的出口与所述第一冷凝器的入口连通，所述第一换热器上具有与所述第一冷凝器的出口连通的第一入口、与所述第一节流阀的入口连通的第一出口、与所述第一节流阀的出口连通的第二入口以及与所述第一压缩机的入口连通的第二出口；
[0007]所述第二制冷循环回路包括第二压缩机、第二冷凝器、所述第一换热器、第二换热器以及第二节流阀；所述第二压缩机上具有可使第二制冷工质通入的入口，所述第二压缩机的出口与所述第二冷凝器的入口连通，所述第一换热器上还具有与所述第二冷凝器的出口连通的第三入口、第三出口、第四入口以及与所述第二压缩机的入口连通的第四出口，所述第二换热器上具有与所述第三出口连通的第五入口、与所述第二节流阀的入口连通的第五出口、与所述第二节流阀的出口连通的第六入口以及与所述第四入口连通的第六出口；
[0008]所述原料气管路包括连通管路，所述第一换热器上还具有用于供原料气进入的第七入口以及第七出口，所述第二换热器上还具有与所述第七出口连通的第八入口以及供冷却后的原料气排出的第八出口，所述第七出口与所述第八入口通过所述连通管路连通；
[0009]所述第一制冷工质为不可燃工质，且所述第一制冷工质由五组物质组成，所述五组物质包括，
[0010]第一组物质为N2、Ar中的一种或两种物质组成的混合物；
[0011]第二组物质为R14；
[0012]第三组物质为R23、C2F6中的一种或两种物质组成的混合物；
[0013]第四组为R218、R125、R143a、R13I1、R134、R134a、R152a、R1216、R1234ze、R1234yf中的至少两种物质组成的混合物；
[0014]第五组为R245cb、R227ea、R236fa、R254cb、R236ea、R245fa、C5F
12
、R1336mzz中的至少两种物质组成的混合物；
[0015]所述第二制冷工质为氦气、氖气、氮气、氩气和R14中的至少两种物质组成的不可燃混合气体。
[0016]可选的，所述第一制冷循环回路还包括用于对所述第一制冷工质进行过滤处理的第一过滤装置，所述第一过滤装置包括与所述第一压缩机的出口连通的第一油分离器、依次串联连通的三个第一滤油器、第一电磁阀，所述第一电磁阀均与三个所述第一滤油器的油出口连通；
[0017]其中一个所述第一滤油器的入口与所述第一油分离器的工质出口连通，其中另一个所述第一滤油器的工质出口与所述第一冷凝器的入口连通；所述第一油分离器的油出口以及所述第一电磁阀的出口均与所述第一压缩机的入口连通；
[0018]所述第二制冷循环回路还包括用于对所述第二制冷工质进行过滤处理的第二过滤装置，所述第二过滤装置包括与所述第二压缩机的出口连通的第二油分离器、依次串联连通的三个第二滤油器、第二电磁阀，所述第二电磁阀均与三个所述第二滤油器的油出口连通；
[0019]其中一个所述第二滤油器的入口与所述第二油分离器的工质出口连通，其中另一个所述第二滤油器的工质出口与所述第二冷凝器的入口连通；所述第二油分离器的油出口以及所述第二电磁阀的出口均与所述第二压缩机的入口连通。
[0020]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0021]本公开提供的混合工质制冷循环系统，通过使第一制冷循环回路包括第一压缩机、第一冷凝器、第一换热器以及第一节流阀；通过使第二制冷循环回路包括第二压缩机、第二冷凝器、第一换热器、第二换热器以及第二节流阀；第一换热器上具有与第二冷凝器的出口连通的第三入口、第三出口、第四入口以及与第二压缩机的入口连通的第四出口，第二换热器上具有与第三出口连通的第五入口、与第二节流阀的入口连通的第五出口、与第二节流阀的出口连通的第六入口以及与第四入口连通的第六出口；通过使原料气管路包括连通管路，第一换热器上具有用于供原料气进入的第七入口以及第七出口，第二换热器上具有与第七出口连通的第八入口以及供冷却后的原料气排出的第八出口，第七出口与第八入口通过连通管路连通。也就是说，该混合工质制冷循环系统的第一制冷循环回路和第二制冷循环回路共用一个第一换热器，且第一换热器上具有供原料气进入的第七入口以及第七出口，从而使得第一换热器不仅能够实现第一制冷工质自身的回热换热，同时还能够实现对第二制冷工质以及原料气的冷却，且第二制冷循环回路中第二制冷工质在实现自身回热换热的同时，也能够实现对原料气的冷却。即，相比现有技术，第一制冷循环管路和第二制冷循环管路均可为原料气的冷却液化提供冷量，从而在一定程度上实现了第一换热器中冷热流体较好的温度匹配，减少了第一换热器的换热温差以及换热损失，提高了第一换热器的换热效率。同时，由于第二制冷循环回路还包括第二换热器，以进一步对经第一换热器预冷后的第二制冷工质进行进一步降温。而由于第一换热器上具有第七入口以及第七出口，第二换热器上具有与第七出口连通的第八入口以及供冷却后的原料气排出的第八出口，且
第七出口与第八入口连通，从而使得原料气能够依次经过第一换热器、第二换热器，以实现对原料气的进一步冷却，进而在一定程度上提高了原料气的冷却效率，实现了原料气在更低温区下的制冷。同时，根据第一制冷工质所包含的物质，可知第一换热器可以实现原料气在
‑
80到
‑
140℃温区的制冷，且通过调配第一制冷工质的组分可使第一制冷工质的凝固点低于第一制冷循环回路的温度，避免第一制冷工质析出固体堵塞流体管道。且通过将第一制冷工质以及第二制冷工质均设置为全不可燃混合物，从而满足了该混合工质制冷循环系统的安全性要求。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0023]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合工质制冷循环系统，其特征在于，包括第一制冷循环回路(100)、第二制冷循环回路(200)以及原料气管路(300)；所述第一制冷循环回路(100)包括第一压缩机(1)、第一冷凝器(2)、第一换热器(3)以及第一节流阀(4)；所述第一压缩机(1)上具有可使第一制冷工质通入的入口，所述第一压缩机(1)的出口与所述第一冷凝器(2)的入口连通，所述第一换热器(3)上具有与所述第一冷凝器(2)的出口连通的第一入口(30)、与所述第一节流阀(4)的入口连通的第一出口(31)、与所述第一节流阀(4)的出口连通的第二入口(32)以及与所述第一压缩机(1)的入口连通的第二出口(33)；所述第二制冷循环回路(200)包括第二压缩机(5)、第二冷凝器(6)、所述第一换热器(3)、第二换热器(7)以及第二节流阀(8)；所述第二压缩机(5)上具有可使第二制冷工质通入的入口，所述第二压缩机(5)的出口与所述第二冷凝器(6)的入口连通，所述第一换热器(3)上还具有与所述第二冷凝器(6)的出口连通的第三入口(34)、第三出口(35)、第四入口(36)以及与所述第二压缩机(5)的入口连通的第四出口(37)，所述第二换热器(7)上具有与所述第三出口(35)连通的第五入口(71)、与所述第二节流阀(8)的入口连通的第五出口(72)、与所述第二节流阀(8)的出口连通的第六入口(73)以及与所述第四入口(36)连通的第六出口(74)；所述原料气管路(300)包括连通管路(302)，所述第一换热器(3)上还具有用于供原料气进入的第七入口(38)以及第七出口(39)，所述第二换热器(7)上还具有与所述第七出口(39)连通的第八入口(75)以及供冷却后的原料气排出的第八出口(76)，所述第七出口(39)与所述第八入口(75)通过所述连通管路(302)连通；所述第一制冷工质为不可燃工质，且所述第一制冷工质由五组物质组成，所述五组物质包括，第一组物质为N2、Ar中的一种或两种物质组成的混合物；第二组物质为R...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭浩，公茂琼，王昊成，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：