[发明专利]-80℃～200℃温区复叠式制冷系统

说明书

本发明公开了一种‑80℃～200℃温区复叠式制冷系统，包括高温级制冷单元和低温级制冷单元；低温级制冷单元由后级压缩机、预冷器、第一油分离器、第二油分离器、冷凝蒸发器、过冷器、回热器、蒸发器、膨胀容器、限流管、后级喷液节流管、卸荷阀，以及由控制器控制开度的后级节流电子膨胀阀、后级电磁喷液阀组成；高温级制冷单元由前级压缩机、前级冷凝器、干燥过滤器、前级喷液节流管、前级节流电子膨胀阀、前级电磁喷液阀组成。本发明有效杜绝了复叠式制冷系统在常温～高温200℃温区工作时，制冷系统吸气压力过高、排气温度过高、冷冻机油碳化、压缩机过载或损坏等问题。

技术领域

本发明涉及复叠式制冷系统，尤其是涉及-80℃～200℃温区复叠式制冷系统。

背景技术

目前，复叠式制冷系统能够正常工作的温度区间为-80℃～常温区，若复叠式制冷系统在常温～高温200℃温区工作，易造成制冷系统吸气压力过高、排气温度过高、冷冻机油碳化、压缩机过载或损坏等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种-80℃～200℃温区复叠式制冷系统。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的-80℃～200℃温区复叠式制冷系统，包括高温级制冷单元和低温级制冷单元；所述高温级制冷单元充注五氟乙烷/三氟乙烷/四氟乙烷混合制冷剂（R404A），所述低温级制冷单元充注三氟甲烷制冷剂。

所述低温级制冷单元由后级压缩机、预冷器、第一油分离器、第二油分离器、冷凝蒸发器、过冷器、回热器、蒸发器、膨胀容器、限流管、后级喷液节流管、卸荷阀，以及由控制器控制开度的后级节流电子膨胀阀、后级电磁喷液阀组成；所述后级压缩机排气口的一路与预冷器的制冷剂通道进口连通，所述预冷器的制冷剂通道出口与第一油分离器的进口连通，所述第一油分离器的出口与第二油分离器的进口连通，所述第二油分离器的出口与所述冷凝蒸发器的冷凝通道进口连通，冷凝蒸发器的冷凝通道出口与所述过冷器管程进口连通，过冷器管程出口一路与所述后级节流电子膨胀阀进口连通，后级节流电子膨胀阀出口与所述回热器管程进口连通,回热器管程出口与所述蒸发器进口连通，蒸发器出口与回热器壳程进口连通，回热器壳程出口与后级压缩机吸气口连通，形成低温级制冷单元的主回路；后级压缩机排气口的另一路与卸荷阀的进口连通，所述卸荷阀出口与膨胀容器的进口连通，所述膨胀容器的出口与限流管的进口连通，所述的限流管的出口与后级压缩机吸气口连通，形成释压回路；过冷器管程出口的另一路与后级电磁喷液阀进口连通，所述后级电磁喷液阀出口与后级喷液节流管的进口连通，所述后级喷液节流管的出口与过冷器的壳程进口连通，所述过冷器的壳程出口与后级压缩机压缩腔吸气口连通，形成低温级制冷单元湿蒸气注入回路。

低温级制冷单元主回路中采用双级油分离器串联组合，第一油分离器的出油口、第二油分离器的出油口并联后与所述后级压缩机的回油口连通，形成回油回路。双级油分离器串联组合减少制冷剂带入系统其它部分的冷冻机油量；当低温级制冷单元工作温度为-60℃及以下时，进入蒸发器的冷冻机油与三氟甲烷冲刷带出蒸发器的冷冻机油流量相同，实现动态平衡，避免了冷冻机油的冻结。当低温级制冷单元工作温度为200℃时，带入冷凝蒸发器的冷冻机油不能形成较厚油膜；在冷凝蒸发器中，三氟甲烷夹带油雾形成雾状流，冷凝后成为含油三氟甲烷溶液；避免三氟甲烷与冷冻机油在冷凝蒸发器中的分层现象。

低温级制冷单元的释压回路，后级压缩机排气压力高于2.5Mpa时，立即释放压力至膨胀容器内，膨胀容器出口设计有Φ2mm限流管，使膨胀容器内制冷剂缓慢的进入低温级制冷单元主回路。

低温级制冷单元湿蒸气注入回路，控制后级电磁喷液阀的开启时长，对流经后级节流管后进入后级压缩机压缩腔的制冷剂流量进行调控，使进入后级压缩机压缩腔的制冷剂与压缩腔吸入的过热蒸气进行混合，降低后级压缩机排气温度；使低温级制冷单元在-80℃～200℃温区任一温度工作时，后级压缩机排气温度不超110℃，避免冷冻机油碳化。