[发明专利]全工况高效蒸发冷螺杆并联热虹吸满液式中低温冷水机组

说明书

技术领域

本发明涉及全工况高效蒸发冷螺杆并联热虹吸满液式中低温冷水机组,特别适用于出水温度在-100℃～0℃的中低温工业制冷领域。

背景技术

1.目前市场上使用的单压缩机中低温工业冷水机组由一台自带一级油气分离型半封闭螺杆压缩机、一台水冷冷凝器、一台干式蒸发器、一台节能器、一台二次油分离器（无储油功能）组成，这种单压缩机中低温工业冷水机组的缺点是：

（1）部分负荷能效比（COP）低

机组运行在部分负荷时，能效比（COP）不但没有升高，反而降低，且衰减严重，机组在50%负荷下运行时，能效比（COP）仅为满负荷运行时的70%；

（2）机组能量调节范围窄

通常机组的能量调节范围为50%～100%或66%～100%，但而工艺生产线上的热负荷往往存在较大的波动，若负荷在0～50%或者0～66%之间波动时，极易造成机组频繁启停，导致冷冻水出水温度波动范围大，无法满足用户生产工艺对温度的需要，严重影响生产线生产效率和产品质量合格率；此外，机组的频繁启停造成了极大的电能浪费，造成了对电网的频繁冲击，严重影响了机组的寿命，大大增加了机组的维护保养成本；

（3）维护保养不便

压缩机为机械运转部件，不可避免的存在故障率，单压缩机工业冷水机组由于只有一台压缩机，年运行时间长，故障率高，当出现故障时，整套机组需要停机检修，相应的客户生产线也将随之停产，造成重大经济损失。

2.目前市场上使用的另一种多压缩机中低温工业冷水机组，使用两台及两台以上压缩机，每台压缩机自带一个独立的制冷回路，即每个制冷剂侧回路完全独立，但共用一套冷却水路系统和一套冷冻水路系统。此系统中每个独立的制冷回路都包含一台自带一级油气分离型半封闭螺杆压缩机、一台水冷冷凝器、一台干式蒸发器、一台节能器和一台二次油分离器（无储油功能），所有压缩机由一套微电脑控制系统控制。此系统中水冷冷凝器的结构型式有两种：1）每个制冷回路配置一台独立的水冷冷凝器；2）所有制冷回路配置一台制冷剂侧多回路、冷却水侧单回路型水冷冷凝器，每个制冷剂回路之间通过焊接盲板隔开。此机组中干式蒸发器的结构型式有两种：1）所有制冷回路配置一台制冷剂侧多回路、冷冻水侧单回路型干式蒸发器，筒体长度一半的两个部分均采用U型换热管对称布置方式，此结构只适合双压缩机头机组；2）所有制冷回路配置一台制冷剂侧多回路、冷冻水侧单回路型干式蒸发器，每个制冷剂回路之间通过平盖封头的分回路隔板隔开。这种机组安装在一个钢制底盘框架上，外观看上去为一套机组，实际上为多套机组的简单机械组合，行业内称之为“假并联机组”。这种多压缩机中低温工业冷水机组的缺点是：

（1）换热面积利用率低

当机组停掉一台压缩机时，此压缩机相对应的整个制冷回路均停止工作，水冷冷凝器和干式蒸发器的换热面积利用率也随之降低。对于双压缩机中低温工业冷水机组而言，在一台压缩机停止工作的情况下，水冷冷凝器和干式蒸发器换热面积的利用率只有50%。对于三压缩机中低温工业冷水机组而言，在一台压缩机停止工作的情况下，水冷冷凝器和干式蒸发器换热面积的利用率只有66%，在两台压缩机停止工作的情况下，水冷冷凝器和干式蒸发器换热面积的利用率只有33%，换热面积利用率的降低对机组的运行能效比（COP）极为不利；

（2）油气分离器效果差

当机组停掉一台压缩机时，此压缩机相对应的整个制冷回路均停止工作（油气分离器也不例外），导致在部分负荷下油气分离效果无法提高；

（3）机组能量调节范围窄

单台压缩机只能运行在50%～100%或66%～100%的负荷调节区间，对于双压缩机中低温工业冷水机组而言，能量调节范围可拓宽至25%～100%或33%～100%。对于三压缩机中低温工业冷水机组而言，能量调节范围可拓宽至17%～100%或22%～100%。若负荷在0～17%或者0～22%之间时，机组将无法正常连续运行。

3.现市场上使用的单压缩机中低温工业冷水机组和多压缩机中低温工业冷水机组的其它共同缺点为：

（1）满负荷能效比（COP）低