[发明专利]一种虹吸式水冷螺杆低温溶液机组

说明书

技术领域

本发明属于制冷领域，具体涉及一种虹吸式水冷螺杆低温溶液机组。

背景技术

目前，在制冷领域，低温冷冻场合普遍使用一种以盐水（ NaCl或CaCl2）或乙二醇溶液作为载冷剂并采用螺杆式压缩机的制冷机组，换热器采用干式壳管式蒸发器和水冷壳管式冷凝器的该类机组一般称为干式水冷螺杆低温盐水（乙二醇）溶液机组。由于使用干式壳管式蒸发器的制冷系统依靠蒸发器自身回气带油，蒸发器内不存油，无需设置额外的回油系统，所以系统设计及控制简单。但干式蒸发器换热为管内沸腾换热，随着制冷剂不断蒸发，则气体制冷剂必占据一部分换热面积，同时干式蒸发器端部的制冷剂分配很难做到均匀，从而影响换热器整体的换热效率，制冷剂与载冷剂之间的传热温差一般在5℃以上，其传热效率的提升受到限制，致使整个制冷机组的运行效率很难提升。

在空调领域的冷水机组普遍采用满液式蒸发器，满液式蒸发器制冷剂在管外液池内沸腾换热，可以实现较小的传热温差，一般在2℃以内，从而使制冷机组运行效率大大提升；由于满液式蒸发器内存有大量的液体制冷剂，会有一定量的冷冻油溶于制冷剂内，而回气是无法带走这部分的冷冻油的，所以满液式蒸发器一般通过文丘里引射器使用高压气体为动力引射蒸发器内的液体来实现回油，但空调工况的制冷机组蒸发温度均在0℃以上，冷冻油的流动性较好，满液式蒸发器内的回油效果较好，但满液式蒸发器应用于-15℃以下的中、低温场合时，则蒸发器内的回油就会出现不畅，致使蒸发器内大量存油，这样会大大降低换热器的换热效率，进而影响整个制冷机组的运行效率和安全；而且采用满液式蒸发器的制冷机组，制冷剂充注量要远远大于干式机组，也使满液式制冷机组的经济型和环保性大大下降；另外使用满液式蒸发器时，在低温工况下载冷剂在换热管内流动，由于低温流体的质量浓度和运动粘度都较大，流动边界层和热边界层较厚，会严重影响载冷剂侧的换热系数，从而大大降低满液式蒸发器的传热效果，所以在目前的制冷领域中蒸发温度在-15℃以下的水冷螺杆低温盐水/乙二醇溶液机组上几乎没有采用满液式蒸发器。

而且工业制冷系统中载冷剂通常要求温度在0℃以下，所以工业载冷剂常用氯化钙、乙二醇、氯化钠、碱水等水溶液。越是低温，载冷剂的质量浓度和运动粘度就越大，使得载冷剂流体雷诺数Re大幅下降，流动阻力增加，并且流动边界层和热边界层增厚，使载冷剂单相流的换热系数大幅度下降，从而使整个换热器的传热效率大幅下降。为了提高载冷剂的换热效果，一般采取两种办法：一种是提高载冷剂流体的流速，即加大流量的办法以增强换热；另一种则是增大换热器的换热面积；前者必将加大流体的流动阻力，增加了流体的驱动设备即泵的功率消耗，后者是以增加设备制造的成本为代价用以弥补传热效率的下降，显然这两种方法都是非常不经济的。现有使用常规干式蒸发器的干式水冷螺杆低温盐水（乙二醇）溶液机组，在低温工况使用还存在一些问题，如干式蒸发器普遍采用弓形折流板，载冷剂在折流板间的不同位置其流动状态极为不均匀，并存在流动死区，且折流板与壳体内壁之间存在间隙，致使载冷剂流体旁通量较大，特别是高浓度、高粘度流体则尤为明显，致使换热器换热效率大打折扣。

所以，对于水冷螺杆低温盐水/乙二醇溶液机组，在追求不断提升能效的迫切要求下，不管采用干式还是满液式蒸发器均存在一定的技术问题和困难，如何提升水冷螺杆低温盐水/乙二醇溶液机组的效率是当前摆在技术人员面前的一个技术难题。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种运行效率高，机组运行安全可靠，且易于维护保养的虹吸式水冷螺杆低温溶液机组。

技术方案：本发明所述虹吸式水冷螺杆低温溶液机组，包括螺杆压缩机、带内置油分冷凝器、气液分离器循环桶、虹吸式蒸发器，所述螺杆压缩机的排气口通过排气管路与所述带内置油分冷凝器的进气口连通，所述带内置油分冷凝器的出液口通过供液系统分别与所述气液分离器循环桶、虹吸式蒸发器的进液口连通，所述气液分离器循环桶的出液口和所述虹吸式蒸发器的进液口通过下降管连通，所述气液分离器循环桶的进气口和所述虹吸式蒸发器的出气口通过上升管连通；

所述气液分离器循环桶的出气口通过吸气管路与所述螺杆压缩机的进气口连通，所述气液分离器循环桶与所述带内置油分冷凝器的出油阀通过回油系统与所述吸气管路连通；