四循環雙級壓縮制冷系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種四循環雙級壓縮制冷系統，提供一種既可實現一次節流雙級壓縮制冷循環，又可實現二次節流雙級壓縮制冷循環的四循環雙級壓縮制冷系統。低壓壓縮機排氣口與第一閥門和第二閥門連接，第一閥門與中間冷卻器液面下進口連接，第二閥門出口與中間冷卻器殼側氣體出口并聯后與高壓壓縮機吸氣口連接，高壓壓縮機排氣口與冷凝器進口連接，冷凝器出口與第三閥門進口和中間冷卻器管側進口連接，中間冷卻器管側出口與第四閥門進口和第五閥門進口連接，第三閥門出口和第四閥門出口并聯后經第二節流閥與中間冷卻器殼側進口連接，中間冷卻器殼側液體出口與第六閥門進口連接，第五閥門出口和第六閥門出口并聯后經第一節流閥與蒸發器進口連接。
【專利說明】四循環雙級壓縮制冷系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及制冷【技術領域】，特別是涉及一種既可實現一次節流雙級壓縮制冷循環又可實現二次節流雙級壓縮制冷循環的制冷系統。
【背景技術】
[0002]現有雙級壓縮制冷系統循環方式有四種，分別是一次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環、一次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環、二次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環和二次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環。其中一次節流中間完全冷卻雙級壓縮循環包括:一次節流中間完全冷卻的冷卻前節流雙級壓縮制冷循環和一次節流中間完全冷卻的冷卻后節流雙級壓縮制冷循環兩種；一次節流中間不完全冷卻雙級壓縮循環也包括:一次節流中間不完全冷卻的冷卻前節流雙級壓縮制冷循環和一次節流中間不完全冷卻的冷卻后節流雙級壓縮制冷循環兩種。
[0003]對于教學及測試用一次節流雙級壓縮制冷循環和二次節流雙級壓縮制冷循環，通常采用某一雙級壓縮制冷系統實現單一循環，當需要不同種循環效果的比較教學或測試時，需要分別建立循環系統，不利于多種雙級壓縮循環之間的相互比較，同時，由于系統不同影響實驗或測試結果的準確性，且系統造價高。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術中存在的空白，提供一種既可實現一次節流雙級壓縮制冷循環，又可實現二次節流雙級壓縮制冷循環的四循環雙級壓縮制冷系統。
[0005]為實現本實用新型的目的所采用的技術方案是:
[0006]一種四循環雙級壓縮制冷系統，由低壓壓縮機、高壓壓縮機、蒸發器、第一節流閥、第二節流閥、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、冷凝器和中間冷卻器組成；所述低壓壓縮機排氣口分別與所述第一閥門進口和所述第二閥門進口連接，所述第一閥門出口與所述中間冷卻器液面下進口連接，所述第二閥門出口與所述中間冷卻器殼側氣體出口并聯后與所述高壓壓縮機吸氣口連接，所述高壓壓縮機排氣口與所述冷凝器進口連接，所述冷凝器出口分別與所述第三閥門進口和所述中間冷卻器管側進口連接，所述中間冷卻器管側出口分別與所述第四閥門進口和所述第五閥門進口連接，所述第三閥門出口和所述第四閥門出口并聯后經所述第二節流閥與所述中間冷卻器殼側進口連接，所述中間冷卻器殼側液體出口與所述第六閥門進口連接，所述第五閥門出口和所述第六閥門出口并聯后經所述第一節流閥與所述蒸發器進口連接，所述蒸發器出口與所述低壓壓縮機吸氣口連接；通過控制所述第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門和第六閥門的開啟或關閉實現一次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環、一次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環、二次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環和二次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環。
[0007]所述節流閥為電子膨脹閥、熱力膨脹閥、毛細管或孔板。[0008]所述中間冷卻器為板式換熱器或套管式換熱器。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0010]本實用新型的四循環雙級壓縮制冷系統中，在低壓壓縮機的排氣口并聯連接有第一閥門和第二閥門，并在中間冷卻器的不同接口安裝閥門，通過多個閥門的不同連接方式及控制多個閥門的開啟或關閉，能同時實現雙級壓縮制冷循環的所有循環方式，當需要不同種循環效果的比較教學或測試時，可以使用一個系統實現多種循環，有利于多種雙級壓縮循環之間的相互比較，實驗或測試結果的準確性更高，且降低了系統造價，節省了投資。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1所示為本實用新型四循環雙級壓縮制冷系統示意圖。
[0012]圖中:1.低壓壓縮機，2.高壓壓縮機，3.蒸發器，4-1.第一節流閥，4-2.第二節流閥，5-1.第一閥門，5-2.第二閥門，5-3.第三閥門，5-4.第四閥門，5-5.第五閥門，5-6.第六閥門，6.冷凝器，7.中間冷卻器。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0014]圖1所示為本實用新型四循環雙級壓縮制冷系統示意圖，由低壓壓縮機1、高壓壓縮機2、蒸發器3、第一節流閥4-1、第二節流閥4-2、第一閥門5-1、第二閥門5_2、第三閥門5-3、第四閥門5-4、第五閥門5-5、第六閥門5-6、冷凝器6和中間冷卻器7組成。所述低壓壓縮機I排氣口分別與所述第一閥門5-1進口和所述第二閥門5-2進口連接，所述第一閥門5-1出口與所述中間冷卻器7液面下進口連接，所述第二閥門5-2出口與所述中間冷卻器7殼側氣體出口并聯后與所述高壓壓縮機2吸氣口連接，所述高壓壓縮機2排氣口與所述冷凝器6進口連接，所述冷凝器6出口分別與所述第三閥門5-3和所述中間冷卻器7管側進口連接，所述中間冷卻器7管側出口分別與所述第四閥門5-4進口和所述第五閥門5-5進口連接，所述第三閥門5-3和所述第四閥門5-4出口并聯同時經所述第二節流閥4-2與所述中間冷卻器7殼側進口連接，所述中間冷卻器7殼側液體出口與所述第六閥門5-6進口連接，所述第五閥門5-5出口和所述第六閥門5-6出口并聯同時經所述第一節流閥4-1與所述蒸發器3進口連接，所述蒸發器3出口與所述低壓壓縮機I吸氣口連接。通過控制所述第一閥門5-1、第二閥門5-2、第三閥門5-3、第四閥門5-4、第五閥門5_5和第六閥門5_6的開啟或關閉實現一次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環、一次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環、二次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環和二次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環。
[0015]本實用新型的四循環雙級壓縮制冷系統實現一次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環(包括一次節流中間完全冷卻的冷卻前節流雙級壓縮制冷循環和一次節流中間完全冷卻的冷卻后節流雙級壓縮制冷循環)、一次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環(包括一次節流中間不完全冷卻的冷卻前節流雙級壓縮制冷循環和一次節流中間不完全冷卻的冷卻后節流雙級壓縮制冷循環)、二次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環和二次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環的工作原理如下:
[0016]1、一次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環[0017](I) 一次節流中間完全冷卻的冷卻前節流雙級壓縮制冷循環
[0018]第二閥門5-2、第四閥門5-4和第六閥門5-6關閉，第一閥門5_1、第三閥門5_3和第五閥門5-5開啟。由蒸發器3蒸發后的低壓蒸氣制冷劑在低壓壓縮機I中進行一級壓縮，壓縮后的中壓過熱蒸氣制冷劑經第一閥門5-1在中間冷卻器7中被液體冷卻至中壓飽和狀態，從中間冷卻器9殼側氣體出口出來的中壓飽和蒸氣制冷劑進入高壓壓縮機2中進行第二級壓縮，壓縮后的高壓過熱蒸氣制冷劑在冷凝器6中冷凝，冷凝后的高壓液體制冷劑分為兩部分，一部分高壓液體制冷劑經第三閥門5-3在第二節流閥4-2中節流為中壓飽和氣液兩相制冷劑后進入中間冷卻器7中，冷卻流經中間冷卻器7管側進口至管側出口的高壓液體制冷劑和從中間冷卻器7液面下方進口進入中間冷卻器7的中壓過熱蒸氣制冷劑，另一部分高壓液體制冷劑由中間冷卻器7管側進口進入中間冷卻器7中被冷卻為高壓過冷液體制冷劑，高壓過冷液體制冷劑從中間冷卻器7管側出口出來，經第五閥門5-5在第一節流閥4-1中節流為低壓飽和氣液兩相制冷劑后進入蒸發器3中蒸發完成循環。
[0019](2) 一次節流中間完全冷卻的冷卻后節流雙級壓縮制冷循環
[0020]第二閥門5-2、第三閥門5-3和第六閥門5-6關閉，第一閥門5_1、第四閥門5_4和第五閥門5-5開啟。由蒸發器3蒸發后的低壓蒸氣制冷劑在低壓壓縮機I中進行一級壓縮，壓縮后的中壓過熱蒸氣制冷劑經第一閥門5-1在中間冷卻器7中被液體冷卻至中壓飽和狀態，從中間冷卻器7殼側氣體出口出來的中壓飽和蒸氣制冷劑進入高壓壓縮機2中進行第二級壓縮，壓縮后的高壓過熱蒸氣制冷劑在冷凝器6中冷凝，冷凝后的高壓液體制冷劑從中間冷卻器7管側進口進入中間冷卻器7中被冷卻為高壓過冷液體制冷劑，從中間冷卻器7管側出口出來的高壓過冷液體制冷劑分為兩部分，一部分高壓過冷液體制冷劑經第四閥門5-4在第二節流閥4-2中節流為中壓飽和氣液兩相制冷劑后進入中間冷卻器7中，冷卻流經中間冷卻器7管側進口至管側出口的高壓液體制冷劑和從中間冷卻器7液面下方進口進入中間冷卻器7的中壓過熱蒸氣制冷劑；另一部分高壓過冷液體制冷劑經第五閥門5-5在第一節流閥4-1中節流為低壓飽和氣液兩相制冷劑后進入蒸發器3中蒸發，完成制冷循環。
[0021]2、一次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環
[0022](I) 一次節流中間不完全冷卻的冷卻前節流雙級壓縮制冷循環
[0023]第一閥門5-1、第四閥門5-4和第六閥門5-6關閉，第二閥門5_2、第三閥門5_3和第五閥門5-5開啟。由蒸發器3蒸發后的低壓蒸氣制冷劑在低壓壓縮機I中進行一級壓縮，壓縮后的中壓過熱蒸氣制冷劑經第二閥門5-2與從中間冷卻器7殼側氣體出口出來的中壓飽和蒸氣制冷劑混合為中壓過熱蒸氣制冷劑進入高壓壓縮機2中進行二級壓縮，壓縮后的高壓過熱蒸氣制冷劑在冷凝器6中冷凝，冷凝后的高壓液體制冷劑分為兩部分，一部分高壓液體制冷劑經第三閥門5-3在第二節流閥4-2中節流為中壓飽和氣液兩相制冷劑后進入中間冷卻器7中，冷卻流經中間冷卻器7管側進口至管側出口的高壓液體制冷劑，中間冷卻器7中的中壓飽和蒸氣制冷劑參與二級壓縮；另一部分高壓液體制冷劑由中間冷卻器7管側進口進入中間冷卻器7中被冷卻為高壓過冷液體制冷劑，高壓過冷液體制冷劑從中間冷卻器7管側出口出來，經第五閥門5-5在第一節流閥4-1中節流為低壓飽和氣液兩相制冷劑后進入蒸發器3中蒸發，完成制冷循環。
[0024](2) 一次節流中間不完全冷卻的冷卻后節流雙級壓縮制冷循環
[0025]第一閥門5-1、第三閥門5-3和第六閥門5-6關閉，第二閥門5_2、第四閥門5_4和第五閥門5-5開啟。由蒸發器3蒸發后的低壓蒸氣制冷劑在低壓壓縮機I中進行一級壓縮，壓縮后的中壓過熱蒸氣制冷劑經第二閥門5-2與從中間冷卻器7殼側氣體出口出來的中壓飽和蒸氣制冷劑混合為中壓過熱蒸氣制冷劑進入高壓壓縮機2中進行二級壓縮，壓縮后的高壓過熱蒸氣制冷劑在冷凝器6中冷凝，冷凝后的高壓液體制冷劑從中間冷卻器7管側進口進入中間冷卻器7中被冷卻為高壓過冷液體制冷劑，從中間冷卻器7管側出口出來的高壓過冷液體制冷劑分為兩部分，一部分高壓過冷液體制冷劑經第四閥門5-4在第二節流閥4-2中節流為中壓飽和氣液兩相制冷劑后進入中間冷卻器7中，冷卻流經中間冷卻器7管側進口至管側出口的高壓液體制冷劑，其中中壓飽和蒸氣制冷劑參與二級壓縮；其余高壓過冷液體制冷劑經第五閥門5-5在第一節流閥4-1中節流為低壓飽和氣液兩相制冷劑后進入蒸發器3中蒸發，完成制冷循環。
[0026]3、二次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環
[0027]第二閥門5-2、第四閥門5-4和第五閥門5_5關閉，第一閥門5_1、第三閥門5_3和第六閥門5-6開啟。由蒸發器3蒸發后的低壓蒸氣制冷劑在低壓壓縮機I中進行一級壓縮，壓縮后的中壓過熱蒸氣制冷劑經第一閥門5-1在中間冷卻器7中被液體冷卻至中壓飽和狀態，從中間冷卻器7殼側氣體出口出來的中壓飽和蒸氣制冷劑進入高壓壓縮機2中進行第二級壓縮，壓縮后的高壓過熱蒸氣制冷劑在冷凝器6中冷凝，冷凝后的高壓液體制冷劑經第三閥門5-3在第二節流閥4-2中節流為中壓飽和氣液兩相制冷劑后進入中間冷卻器7中，其中中壓飽和蒸氣制冷劑參與二級壓縮，其余中壓液體制冷劑從中間冷卻器7液體出口出來，經第六閥門5-6在第一節流閥4-1中節流為低壓飽和氣液兩相制冷劑后進入蒸發器3中蒸發，完成制冷循環。
[0028]4、二次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環
[0029]第一閥門5-1、第四閥門5-4和第五閥門5-5關閉，第二閥門5_2、第三閥門5_3和第六閥門5-6開啟。由蒸發器3蒸發后的低壓蒸氣制冷劑在低壓壓縮機I中進行一級壓縮，壓縮后的中壓過熱蒸氣制冷劑經第二閥門5-2與從中間冷卻器7殼側氣體出口出來的中壓飽和蒸氣制冷劑混合為中壓過熱蒸氣制冷劑進入高壓壓縮機2中進行二級壓縮，壓縮后的高壓過熱蒸氣制冷劑在冷凝器6中冷凝，冷凝后的高壓液體制冷劑經第三閥門5-3在第二節流閥4-2中節流為中壓飽和氣液兩相制冷劑后進入中間冷卻器7中，其中中壓飽和蒸氣制冷劑參與二級壓縮，其余中壓液體制冷劑從中間冷卻器7液體出口出來，經第六閥門5-6在第一節流閥4-1中節流為低壓飽和氣液兩相制冷劑后進入蒸發器3中蒸發，完成制冷循環。
[0030]本實用新型所述高壓壓縮機和低壓壓縮機為渦旋壓縮機、轉子壓縮機、螺桿壓縮機、活塞壓縮機任一種，或其它型式壓縮機。所述冷凝器和蒸發器為風冷式、水冷式或其它型式。所述節流閥為電子膨脹閥、熱力膨脹閥、毛細管或孔板節流中的任一種，也可以是其它可降壓力的節流裝置。所述中間冷卻器可以是板式換熱器、套管式換熱器或其它型式換熱器。所述閥門可以是球閥、閘閥或其它型式閥門，可以用電磁閥代替，也可以用三通閥、四通閥代替。
[0031]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種四循環雙級壓縮制冷系統，其特征在于，由低壓壓縮機、高壓壓縮機、蒸發器、第一節流閥、第二節流閥、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、冷凝器和中間冷卻器組成；所述低壓壓縮機排氣口分別與所述第一閥門進口和所述第二閥門進口連接，所述第一閥門出口與所述中間冷卻器液面下進口連接，所述第二閥門出口與所述中間冷卻器殼側氣體出口并聯后與所述高壓壓縮機吸氣口連接，所述高壓壓縮機排氣口與所述冷凝器進口連接，所述冷凝器出口分別與所述第三閥門進口和所述中間冷卻器管側進口連接，所述中間冷卻器管側出口分別與所述第四閥門進口和所述第五閥門進口連接，所述第三閥門出口和所述第四閥門出口并聯后經所述第二節流閥與所述中間冷卻器殼側進口連接，所述中間冷卻器殼側液體出口與所述第六閥門進口連接，所述第五閥門出口和所述第六閥門出口并聯后經所述第一節流閥與所述蒸發器進口連接，所述蒸發器出口與所述低壓壓縮機吸氣口連接；通過控制所述第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門和第六閥門的開啟或關閉實現一次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環、一次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環、二次節流中間完全冷卻雙級壓縮制冷循環和二次節流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷循環。
2.根據權利要求1所述的四循環雙級壓縮制冷系統，其特征在于，所述節流閥為電子膨脹閥、熱力膨脹閥、毛細管或孔板。
3.根據權利要求1或2所述的四循環雙級壓縮制冷系統，其特征在于，所述中間冷卻器為板式換熱器或套管式換熱器。
【文檔編號】F25B41/06GK203454449SQ201320396046
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月4日 優先權日:2013年7月4日
【發明者】楊永安, 臧潤清, 劉圣春 申請人:天津商業大學