[发明专利]一种单双级耦合压缩的自复叠制冷系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种单双级耦合压缩的自复叠制冷系统，包括一级压缩机，一级压缩机出口经第一电磁阀与第一高温级冷凝器进口相连，一级压缩机出口经第二电磁阀与二级压缩机进口相连，第一高温级冷凝器出口与分凝器进口相连，分凝器与低温级冷凝器相连；低温级冷凝器与第二节流阀相连，第二节流阀与蒸发器相连，蒸发器与一级压缩机相连。本发明采用双压缩机耦合工作，可实现单压缩机常规两级自复叠制冷，也可实现两级压缩两级自复叠制冷，实现两个蒸发温区的制冷。高沸点工质在低温级冷凝器中吸收热量后直接与一级压缩出口工质混合，再进入二级压缩机，降低二级压缩机的吸气温度，从而降低二级压缩机排气温度，提高系统运行效率和系统运行稳定性。

技术领域

本发明涉及低温制冷领域，尤其涉及一种单双级耦合压缩的自复叠制冷系统及控制方法。

背景技术

低温制冷技术在医疗、生物保存、科研等领域广泛应用，研发更加可靠高效的低温制冷设备意义重大，获取-40℃以下温区的采用机械制冷的方式通常有多级压缩制冷循环和复叠制冷循环，复叠制冷循环又可分为普通复叠制冷循环和单压缩机自动复叠制冷循环。

两级压缩式制冷循环中，单工质分别进行两个阶段的压缩，这样可以使各个阶段的压比减小，可靠性得到提高，但是由于使用单一成分的工质，受工质物性的限制，如：蒸发压力、临界温度和凝固点的限制，存在压缩机吸气温度过低、输气系数低等缺点，使系统不能正常运行。

传统单压缩机两级自复叠制冷系统采用二元非共沸混合工质，蒸发温度和冷凝温度可在60℃～80℃温差下运行，实现较低的蒸发温度，但其压比较大，压缩机寿命受到一定影响，运行稳定性有待提高，一套系统只可实现一个相对稳定的蒸发温区，不能实现多蒸发温区的调节，限制传统单压缩机两级自动复叠制冷系统的应用范围。

发明内容

本发明的目的是设计一种单双极耦合压缩的自复叠制冷系统及控制方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种单双级耦合压缩的自复叠制冷系统，包括一级压缩机1，一级压缩机1出口经第一电磁阀s1第一高温级冷凝器2进口相连，一级压缩机1出口经第二电磁阀s2与二级压缩机8进口相连，第一高温级冷凝器2出口与分凝器3进口相连，分凝器3与低温级冷凝器4相连；

所述分凝器3设有气相出口31和液相出口32，所述低温级冷凝器4内部设有冷凝通路41、蒸发通路42，所述冷凝通路41、蒸发通路42进出口方向相反；所述气相出口31连接至冷凝通路41进口，液相出口32经第一节流阀5连接至蒸发通路42进口；

所述冷凝通路41出口与第二节流阀6相连，第二节流阀6连接至蒸发器7进口，蒸发器7出口与一级压缩机1进口相连，所述蒸发通路42出口分别通过第三电磁阀s3、第四电磁阀s4连接至一级压缩机1的进口和出口；

所述二级压缩机8出口与第二高温冷凝器9进口相连，第二高温冷凝器9出口与分凝器3进口相连。

基于本发明的单双级耦合压缩的自复叠制冷系统的控制方法，包括两种控制方法：

方法一，常规单压缩两级自复叠制冷模式，一级压缩机1启动，二级压缩机8关闭，第一电磁阀s1、第三电磁阀s3导通，第二电磁阀s2、第四电磁阀s4关闭；

方法二，双压缩机中间补气两级自动复叠制冷，一级压缩机1和二级压缩机8同时启动，第二电磁阀s2、第四电磁阀s4导通，第一电磁阀s1、第三电磁阀s3关闭。

本发明的有益效果是：

本发明采用双压缩机耦合工作，可实现单压缩机常规两级自复叠制冷，也可实现两级压缩两级自复叠制冷，实现两个蒸发温区的制冷。高沸点工质在低温级冷凝器中吸收热量后直接与一级压缩出口工质混合，再进入二级压缩机，降低二级压缩机的吸气温度，从而降低二级压缩机排气温度，提高系统运行效率和系统运行稳定性。

附图说明