一种可精确控制制冷量的制冷系统技术方案

本实用新型专利技术提供了可精确控制制冷量的制冷系统。本实用新型专利技术提供了一种可精确控制制冷量的制冷系统，通过把涡流管设置在压缩机和冷凝器之间，涡流管冷端把低温低压的制冷剂蒸气旁通到蒸发装置进口，从而实现了在不使用压缩机变频或数码及不使用其它旁通技术的条件下精确调节制冷系统的制冷量，提高了制冷系统的效率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及制冷
，尤其涉及一种可精确控制制冷量的制冷系统。
技术介绍
现有蒸气压缩式制冷系统中控制制冷量的方法主要有以下几种方法(l)节流控制法，(2)能量控制法，(3)旁通控制法。其中旁通控制法最节能、最有效地实现制冷量的调节。旁通控制法包括热气旁通和液体旁通，是在制冷系统循环回路上各元器件之间连接一条旁通管线，靠控制旁通阀的开度来改变制冷系统的制冷量的输出。如美国专利US 6202431 (Adaptive hot gas bypass control for centrifUgal chillers )。此专利介绍了一种热气旁通方法，其制冷原理图如图1所示，热气旁通阀134通过管线136和138分别连接到压缩机的进排气端，当热气旁通阀134的开度增大时，使部分气态制冷剂不经过冷凝器、膨胀阀和蒸发器，直接旁通流回压縮机，这样可以减少蒸发器的供液量来实现制冷量的调节，以防止压缩机110喘振。但是釆用这种控制系统对蒸发器的回油不利，而且制冷压缩机的排气温度高，导致润滑油变稀，润滑条件恶化，甚至会引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。为解决上述问题，美国专利US4769998 (Precision-controlled water chiller)中把压缩机排出的部分制冷剂蒸气通过旁通阀引入到蒸发器的进口，如图2中所示，电磁式热气旁通阀9把压缩机部分制冷剂蒸气旁通到蒸发器近口处。当热负载变小时，电^f兹式旁通阀开启并调节开度，旁通的制冷剂蒸气在蒸发装置中抵消一部分制冷量，从而降低制冷量的输出。但是未被抵消的制冷剂液体与载冷剂换热的面积就增大了，根据公式^ = ^丄^换热量增大，获得相对较高的低压过热蒸气，同时还有抵消一部分制冷量的制冷剂蒸气和制冷剂液体换热 也变为低压过热蒸气，这样使得压缩机吸排气压力升高和吸排气温度超出了压 缩机的许可范围。为解决上述旁通后导致压缩机吸排气温度高的不足，如图3所示，中国专 利CN1515860A(恒温液循环装置)在US4769998专利的基础上，多加了一条冷凝 旁通管线12, —端连接在冷凝器的出口，另一端连接在压缩机的吸气口，当被 控对象热负荷减小时，电子膨胀阀59的开度增大调节制冷量的输出，同时可能 导致压缩机吸排气温度升高，这时电子膨胀阀57开度增大，来自冷凝器的高温 高压液体经过电子膨胀阀57变为低温低压制冷剂液体与蒸发器出口的过热制冷 剂蒸气混合，使得压缩机的吸排气温度降低到压缩机的许可范围。但此控制方 法复杂，成本^^高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可精确控制制冷量的制冷系统，在不使用 压缩机变频或数码及不使用其它旁通技术的条件下可实现对制冷系统的制冷量 的精确调节，改善制冷系统的效率。为实现上述目的，本技术釆用以下技术方案一种可精确控制制冷量的制冷系统，包括压缩机(1 )、质量流量控制器(3 )、 冷凝器(4)、膨胀装置(5)和蒸发装置(6),还包括一涡流管(2)，所述涡流 管(2)包含进口 (2a)、热端(2c)、冷端(2b)，所述涡流管(2)的进口 (2a) 与所述压缩机(1)的排气口相连接，所述涡流管(2)的热端(2c)经所述质 量流量控制器(3)与所述冷凝器(4)的进口相连接，所述冷凝器(4)的出口 通过所述膨胀装置(5)与所述蒸发装置(6)的进口相连接，所述蒸发装置(6) 的出口与所述压缩机(1)的吸气口相连接；所述涡流管的冷端(2b)与所述蒸 发装置(6)的进口间还设置一旁通回路，所述涡流管(2)的冷端(2b)经所 述旁通回路与所述蒸发装置(6)的进口相连接，所述压缩机(1)的吸气口处设置一感温装置，所述膨胀装置(5)通过不锈钢毛细管与所述压缩机(1)吸气口处的感温装置相连接；所述所有部件通过制冷剂管道连接。可选的，在所述冷凝器(4)的出口与所述蒸发装置(6)的出口间增设冷凝旁通回路，所述冷凝旁通回路上设有一电磁阀(8)和另一膨胀装置(9),所述冷凝器(4)的出口通过所述电磁阀(8)和另一膨胀装置(9)与所述蒸发装置(6)的出口相连接。可选的，在所述冷凝器(4)和所述膨胀装置(5)之间增加设置一气-液热交换器(7)，所述气-液热交换器(7)包括气-液热交换器冷凝器侧入口 (7a)、气-液热交换器冷凝器侧出口 (7b)、气-液热交换器蒸发器侧入口 (7c)、气-液热交换器蒸发器侧出口 ( 7d )，所述冷凝器(4 )的出口连接所述气-液热交换器(7)的冷凝器侧入口(7a)，所述气-液热交换器(7)的冷凝器侧出口 (7b)连接所述膨胀装置(5)，所述蒸发装置(6)的出口连接所述气-液热交换器(7)的蒸发装置侧入口 (7c)，所述气-液热交换器(7)的蒸发装置侧出口 (7d)连接所述压缩4几(1)的p及气口 。可选的，在所述膨胀装置(5)和所述蒸发装置(6)之间增设一气液分离器装置(10),所述气液分离器装置(10)，所述气液分离器装置(10)包括进口、液体出口及气态出口，所述气液分离器装置(10)的进口与所述膨胀装置(5)相连，所述气液分离器装置(10)的液体出口与所述蒸发装置(6)的进口相连接，所述气液分离器装置(10)的气态出口与所述蒸发装置(6)的出口间设置气体旁通回路，在所述的气体旁通回路上设有另一膨胀装置(11),所述气液分离器装置(10)的气态出口通过所述另一膨胀装置(11 )连接所述蒸发装置(6)的出口。可选的，在所述膨胀装置(5)和所述蒸发装置(6)之间增设一气液分离器装置(10)，所述气液分离器装置(10)，所述气液分离器装置(10)包括进口、液体出口及气态出口，所述气液分离器装置(10)的进口与所述膨胀装置(5)相连，所述气液分离器装置(10)的液体出口与所述蒸发装置(6)的进口相连接，所述气液分离器装置10的气态出口与所述压缩机(1)的中间压力口间设有气体旁通回路，所述的气体旁通回路上设有另一膨胀装置(11),将所述气液分离器装置(10)的气体出口与所述压缩机(1)的中间压力口通过所述膨胀装置(11)连接。可选的，在所述涡流管冷端2b与所述蒸发装置6进口之间设置的旁通回路 上安装节流元件。本技术的制冷系统具有以下有益效果1. 由于涡流管的热端直接连接冷凝器的进口， 一方面提高了压缩机排气口 排出的制冷剂的温度，从而提高冷凝器与周围环境的冷凝温差，有利于冷凝器 的散热，另一方面在不提高压缩机排气压力的前提下，使制冷系统能在高温环 境正常制冷。2. 由于涡流管的冷端旁通低温低压的制冷剂蒸气到蒸发器进口， 一方面当 外部热负载发生变化时，通过调节质量流量控制器的开度来改变冷端制冷剂的 流量和温度，从而实现制冷量与热负载的匹配。这就省去了压缩机变频或数码 的投资，而相对于其它热气旁通又有效地降低压缩机的功耗与可能出现的过载。 另 一方面还能保证蒸发装置中有足够的制冷剂流量，从而保证蒸发装置中具有 良好的带油效果，同时保证压缩机吸气口具有稳定并许可的过热度，降低了压 缩机的排气温度。附图说明图1为现有技术中美国专利US6202431所述制冷系统的结构示意图； 图2为现有技术中美国专利US4769998所述制冷系统的结构示意图； 图3为现有技术中中国专利CN1515860A所述制冷系统的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可精确控制制冷量的制冷系统，包括压缩机（１）、质量流量控制器（３）、冷凝器（４）、膨胀装置（５）和蒸发装置（６），其特征在于，还包括一涡流管（２），所述涡流管（２）包含进口（２ａ）、热端（２ｃ）、冷端（２ｂ），所述涡流管（２）的进口（２ａ）与所述压缩机（１）的排气口相连接，所述涡流管（２）的热端（２ｃ）经所述质量流量控制器（３）与所述冷凝器（４）的进口相连接，所述冷凝器（４）的出口通过所述膨胀装置（５）与所述蒸发装置（６）的进口相连接，所述蒸发装置（６）的出口与所述压缩机（１）的吸气口相连接；所述涡流管（２）的冷端（２ｂ）与所述蒸发装置（６）的进口间还设置一旁通回路，所述涡流管（２）的冷端（２ｂ）经所述旁通回路与所述蒸发装置（６）的进口相连接，所述压缩机（１）的吸气口处设置一感温装置，所述膨胀装置（５）通过不锈钢毛细管与所述压缩机（１）吸气口处的感温装置相连接；所述所有部件通过制冷剂管道连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，龚岳俊，卜荣翔，张孝松，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[]