二氧化碳復疊制冷系統自動回油裝置的制作方法

本實用新型涉及一種制冷設備，特別是一種二氧化碳復疊制冷系統自動回油裝置，用于提取制冷系統低壓側的冷凍油并將其自動輸送回壓縮機。

背景技術：

近年來，人們對制冷行業大量應用的氟利昂類人工合成制冷劑對大氣臭氧層的破壞作用和溫室效應等環境問題越來越重視，相關人員也在積極研究氟利昂制冷劑的替代技術。低ODP（臭氧層破壞潛能）和低GWP（溫室效應潛能）的環保制冷劑越來越受到重視。CO2為天然工質，化學性質穩定，ODP為0，GWP為1，不可燃，無毒，是一種非常環保的制冷劑，傳熱效率高，具有非常高的容積制冷量。CO2作為制冷劑也有缺點，就是工作壓力高，工作范圍小。為了發揮作為制冷劑的CO2的優點，克服其缺點，開發出了二氧化碳復疊制冷系統，二氧化碳作為低溫級制冷劑，制取-30~-55℃的低溫。

在大型二氧化碳復疊制冷系統中，二氧化碳壓縮機多采用噴油螺桿式，由于運轉的需要，在壓縮二氧化碳氣體的過程中會有一些冷凍油混入其中，盡管在壓縮機排氣口設置了油氣分離器，但仍有少量的冷凍油會進入系統中的其它設備，這少量冷凍油不會自動回到壓縮機的，隨著時間的積累，就會產生2個問題：一是油氣分離器的油位降低，需要補充新的冷凍油；二是低壓循環桶中液體二氧化碳的冷凍油含量越來越高，這些冷凍油會嚴重阻礙二氧化碳在冷風機中的蒸發，降低冷風機的效率。

二氧化碳系統的冷凍油多為能與二氧化碳互溶的合成油，在低壓循環桶內沒有分層現象，無法直接放出冷凍油。現在常用的方法是從二氧化碳循環泵后引出一路液體，經節流閥后直接回壓縮機的吸氣口，這種做法的缺點是引回壓縮機吸氣口的液體絕大部分為二氧化碳，只含有少量的冷凍油，回油效率低，損耗了壓縮機的制冷量，而且回液過多，給壓縮機帶來濕行程，影響壓縮機的正常運轉。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種在制冷系統中能將低壓循環桶中溶解在二氧化碳中的冷凍油自動提純出來并返回到壓縮機，使系統中冷凍油的分布達到動態平衡狀態，提高蒸發器的換熱效率的二氧化碳復疊制冷系統自動回油裝置。

1、本實用新型的二氧化碳復疊制冷系統自動回油裝置，包括管殼式換熱器所述的管殼式換熱器傾斜設置；

與管殼式換熱器殼程中部相連通有第一電磁閥和第一調節閥；

與管殼式換熱器殼程底部相連通有第二電磁閥和第二調節閥；

與管殼式換熱器殼程頂部相連通有壓差調節閥；

與管殼式換熱器殼程相連通有豎直設置的液位計，液位計的下部和上部分別連接有下液位開關和上液位開關；

管殼式換熱器的底部端頭設有第一接口，管殼式換熱器的頂部端頭設有第二接口，第一調節閥有第三接口，壓差調節閥有第四接口，第二調節閥有第五接口。

本實用新型與現有技術相比具有如下有益效果：

本裝置中的第一接口與制冷系統中冷凝器或貯液器相連，第二接口與膨脹閥相連，第三接口與二氧化碳泵出口管路相連，第四接口與循環桶相連，第五接口與壓縮機吸氣口相連。運行時，二氧化碳和冷凍油混合液體中的二氧化碳蒸發來提純冷凍油，提純過程中蒸發的二氧化碳產生的冷量傳遞給了高壓二氧化碳液體，形成過冷，回油器不損失系統的制冷量；提純后排入壓縮機的液體混合物數量很少，且冷凍油的含量很高，對壓縮機正常運行影響微小；本發明回油效率高，工作可靠，實用性強。

附圖說明

圖1是本實用新型具體實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示：1為管殼式換熱器，管殼式換熱器1由殼體11、換熱管12、管板13和封頭14組成，形成管程和殼程兩個腔體。管殼式換熱器1傾斜設置，安裝時可通過支架（座）進行固定支撐。

與管殼式換熱器1殼程中部通過管路依次相連通有第一電磁閥3和第一調節閥2；

與管殼式換熱器1殼程底部通過管路依次相連通有第二電磁閥5和第二調節閥6；

與管殼式換熱器1殼程頂部通過管路相連通有壓差調節閥4；

與管殼式換熱器1殼程通過管路相連通有豎直設置的液位計7，液位計7的下部和上部分別連接有下液位開關8和上液位開關9；

管殼式換熱器1的底部端頭設有第一接口21，管殼式換熱器1的頂部端頭設有第二接口22，第一調節閥2連有第三接口23，壓差調節閥4連有第四接口24，第二調節閥6連有第五接口25。

安裝時，第一接口21與制冷系統中冷凝器或貯液器相連，第二接口22與膨脹閥相連，第三接口23與二氧化碳泵出口管路相連，第四接口24與循環桶相連，第五接口25與壓縮機吸氣口相連。

當整個制冷系統投入運行后，回油裝置投入運行，該裝置有2路流體，一路為從貯液器或冷凝器來的高溫液體二氧化碳經第一接口21進入換熱器管程，在管程內被過冷，經第二接口22出換熱器后進入膨脹閥節流，這路流體的流動是連續無間斷的；

另一路流體的流動是不連續的，具體如下：回油裝置投入運行后首先進行取樣，打開第一電磁閥3，經第三接口23從二氧化碳泵的出口管路引入一定量的低溫含油二氧化碳液體進入殼程，當殼程液位達到上液位開關9位置后關閉第一電磁閥3，完成取樣，樣品液體在殼程內與管程液體進行換熱蒸發，不斷被提純，蒸發產生的氣體經殼程上部的壓力調節閥4減壓后經第四接口24回到循環桶，隨著蒸發的進行殼程內的液位不斷降低，液體內的冷凍油含量越來越高，當液位降到下液位開關8位置后，打開第二電磁閥6，殼程內的壓力將提純后剩余的液體混合物經第五接口25排入壓縮機吸氣，經過一段延時，完成排液，關閉第二電磁閥6，如此完成一個循環，再進行下一次取樣。

通過調節壓力調節閥4，使換熱器殼程壓力處于泵出口壓力和低壓循環桶壓力之間的合適值。

將管殼式換熱器傾斜放置，最大限度地將殼體底部的液體排入壓縮機。

通過調整第一調節閥2和第二調節閥6的開度，減小第一電磁閥3和第二電磁閥5打開時形成的沖擊。

液位計7選用磁浮子式液位計，液位計7連接的兩個液位開關可提供控制信號。根據2個液位開關的動作，2個電磁閥執行不同的動作，可以實現自動回油，正常運行期間不需要人工干預。

回油裝置工作時，殼體中蒸發的二氧化碳產生的冷量傳遞給了高壓二氧化碳液體，形成過冷，回油器不損失系統的制冷量。管殼式換熱器上部設置壓差調節閥，用于控制殼體內二氧化碳的蒸發壓力并為油回到壓縮機提供動力。管殼式換熱器傾斜放置，可最大限度地將殼體底部的液體排入壓縮機。在2個電磁閥的上游各設1個調節閥，用于調節流速。