專利名稱：水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，更具體的說，是涉及一種水冷冷凝器和汽液分離器中采用了水冷凝方式的內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)(auto-cascade refrigeration)在能源、航天、軍工、生物、醫(yī)藥、食品、材料等行業(yè)中有著非常好的的應(yīng)用前景。該技術(shù)制作的制冷機(jī)基于KLEEMENKO循環(huán)原理，采用非共沸混合工質(zhì)作制冷劑，整套系統(tǒng)只使用一臺壓縮機(jī)，用高沸點(diǎn)工質(zhì)的蒸發(fā)冷凝低沸點(diǎn)工質(zhì)，低沸點(diǎn)工質(zhì)的蒸發(fā)獲得冷量。對于雙工質(zhì)系統(tǒng)可獲得-50℃～-80℃的低溫。該系統(tǒng)由于設(shè)備少，成本低得到了廣泛的應(yīng)用。但目前在該系統(tǒng)的汽液分離器中由于采用高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)來冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽的方法，高沸點(diǎn)工質(zhì)的利用效率較低，整個系統(tǒng)的能效比較低。而且，由于高沸點(diǎn)工質(zhì)和低沸點(diǎn)工質(zhì)的分離技術(shù)的影響，使得低沸點(diǎn)工質(zhì)中含有一定比例的高沸點(diǎn)工質(zhì)，產(chǎn)生低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)溫度的漂移，造成系統(tǒng)穩(wěn)定性差。
專利公開號為CN1363815A，發(fā)明名稱為《深度制冷裝置》的專利文獻(xiàn)公開了一種采用精餾裝置分離技術(shù)有效地分離高、低沸點(diǎn)工質(zhì)的制冷裝置，其分離效率雖然提高，但由于高沸點(diǎn)工質(zhì)進(jìn)入精餾裝置和冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度不同，按照該系統(tǒng)循環(huán)，會使得在高沸點(diǎn)工質(zhì)進(jìn)入精餾裝置和冷凝蒸發(fā)器的分配上很難控制，且用節(jié)流后的高沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)汽液分離器上部冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽后再進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器冷凝低沸點(diǎn)工質(zhì)，勢必會造成低沸點(diǎn)工質(zhì)在汽液分離器中提前被冷凝下來，導(dǎo)致系統(tǒng)平衡時間長，能效比較低，很難實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)品化和工業(yè)化。另外，實(shí)驗(yàn)表明，在高沸點(diǎn)工質(zhì)中含有很少比例的低沸點(diǎn)工質(zhì)對系統(tǒng)的影響很小，但低沸點(diǎn)工質(zhì)中含有很少比例的高沸點(diǎn)工質(zhì)會產(chǎn)生低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)溫度的漂移，造成系統(tǒng)穩(wěn)定性差。因此在精餾塔中對高沸點(diǎn)工質(zhì)的加熱以提高高沸點(diǎn)工質(zhì)純度的意義不大，該裝置的系統(tǒng)穩(wěn)定性較低，而且高沸點(diǎn)工質(zhì)的利用效率較低，整個系統(tǒng)的能效比較低。
專利公開號為CN1677014A，發(fā)明名稱為《混合工質(zhì)內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)》的專利文獻(xiàn)公開了一種用高沸點(diǎn)工質(zhì)在冷凝蒸發(fā)器和汽液分離器中采用不同蒸發(fā)溫度達(dá)到分別冷凝低沸點(diǎn)工質(zhì)和高沸點(diǎn)工質(zhì)的目的，以達(dá)到縮短系統(tǒng)平衡時間、減少系統(tǒng)能耗的內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)。但由于采用風(fēng)冷凝方式，會增加混合工質(zhì)在風(fēng)冷式冷凝器的兩相流動中的阻力，系統(tǒng)冷凝壓力會相對提高，造成壓縮比增加。且在汽液分離器內(nèi)高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器出口與冷凝蒸發(fā)器內(nèi)高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器出口之間管接有蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥平衡系統(tǒng)回氣壓力，加大了系統(tǒng)的不可逆損失，而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種采用水冷凝方式冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，以實(shí)現(xiàn)混合工質(zhì)內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)的較好循環(huán)方式，更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，制冷效率高，系統(tǒng)平衡時間短，運(yùn)行穩(wěn)定，且便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，結(jié)構(gòu)簡單的水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)。
本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)、水冷卻系統(tǒng)、水冷冷凝器、汽液分離器及其內(nèi)的水冷卻器、冷凝蒸發(fā)器及其內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、保溫箱體及其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、第一回?zé)崞骱偷诙責(zé)崞?，所述水冷冷凝器和汽液分離器內(nèi)的水冷卻器分別與所述水冷卻系統(tǒng)連接；所述壓縮機(jī)的出口與所述水冷冷凝器的入口連接，所述水冷冷凝器的出口連接到汽液分離器的中部，所述汽液分離器頂部的氣體出口與所述冷凝蒸發(fā)器頂部的氣體入口連接；所述汽液分離器底部的液體出口依次與第二回?zé)崞?、電磁閥、高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述冷凝蒸發(fā)器底部的液體出口依次與第一回?zé)崞?、電磁閥、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口依次與第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞鬟B接；所述高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口與第二回?zé)崞鞯牡头悬c(diǎn)工質(zhì)出口通過管道并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)的入口。
所述節(jié)流元件為一段毛細(xì)管、手動或自動的閥門、孔板型減壓裝置中的一種或幾種的組合。
一種水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)、水冷卻系統(tǒng)、汽液分離器及其內(nèi)的第一水冷卻器和第二冷卻器、冷凝蒸發(fā)器及其內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、保溫箱體及其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、第一回?zé)崞骱偷诙責(zé)崞?，所述汽液分離器內(nèi)的第一水冷卻器和第二冷卻器分別與所述水冷卻系統(tǒng)連接；所述壓縮機(jī)的出口連接到汽液分離器的中部，所述汽液分離器頂部的氣體出口與所述冷凝蒸發(fā)器頂部的氣體入口連接；所述汽液分離器底部的液體出口依次與第二回?zé)崞?、電磁閥、高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述冷凝蒸發(fā)器底部的液體出口依次與第一回?zé)崞?、電磁閥、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口依次與第一回?zé)崞鳌⒌诙責(zé)崞鬟B接；所述高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口與第二回?zé)崞鞯牡头悬c(diǎn)工質(zhì)出口通過管道并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)的入口。
所述節(jié)流元件為一段毛細(xì)管、手動或自動的閥門、孔板型減壓裝置中的一種或幾種的組合。
本實(shí)用新型具有下述技術(shù)效果1.本實(shí)用新型水冷式混合工質(zhì)內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)由于采用了水冷凝方式，在汽液分離器中采用水冷卻器冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，水冷卻器中的水和冷凝器共用一套水系統(tǒng)，從而提高了高沸點(diǎn)工質(zhì)的利用效率，亦即提高了整體系統(tǒng)的能效比。
2.在汽液分離器中采用冷卻水冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，因而使得蒸汽壓縮內(nèi)復(fù)疊系統(tǒng)更趨于合理化，能有效控制高沸點(diǎn)工質(zhì)的純度和蒸發(fā)溫度，同時提高低沸點(diǎn)工質(zhì)的純度，降低低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)時的溫度漂移，增加了系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。而且，本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)平衡時間短，能很好的實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)控制。
3.本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)中使用的壓縮機(jī)為普通的用油潤滑的制冷壓縮機(jī)，壓縮比小于10。本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)中不需要低溫壓縮機(jī)，而且潤滑油也是普通潤滑油，或者說對潤滑油的使用也沒有限制，因此不但可降低制冷系統(tǒng)生產(chǎn)成本，也可以降低制冷系統(tǒng)使用成本，方便使用，便于推廣。


圖1為本實(shí)用新型水冷冷凝器和水冷卻器共用一套水系統(tǒng)的水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型位于汽液分離器中的兩個水冷卻器共用一套水系統(tǒng)的水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-壓縮機(jī)、2-水冷冷凝器、3-汽液分離器、4-水冷卻器、4-1-第一水冷卻器、4-2-第二水冷卻器、5-高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、7-電磁閥、8-高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、9-電磁閥、10-低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、11-保溫箱體、12-低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、13-第一回?zé)崞鳌?4-第二回?zé)崞鳌?5-水冷卻系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型水冷冷凝器和水冷卻器共用一套水系統(tǒng)的水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括壓縮機(jī)1、水冷卻系統(tǒng)15、水冷冷凝器2、汽液分離器3及其內(nèi)的水冷卻器4、冷凝蒸發(fā)器6及其內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5、保溫箱體11及其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12、第一回?zé)崞?3和第二回?zé)崞?4，水冷冷凝器2和汽液分離器內(nèi)的水冷卻器4分別與水冷卻系統(tǒng)15連接，這樣，水冷冷凝器2和汽液分離器內(nèi)的水冷卻器4公用一套水冷卻系統(tǒng)。壓縮機(jī)1的出口與水冷冷凝器2的入口連接，水冷冷凝器2的出口連接到汽液分離器3的中部，汽液分離器3頂部的氣體出口與冷凝蒸發(fā)器6頂部的氣體入口連接。汽液分離器3底部的液體出口依次與第二回?zé)崞?4、電磁閥7、高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件8、高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5的入口連接，冷凝蒸發(fā)器6底部的液體出口依次與第一回?zé)崞?3、電磁閥9、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件10、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12的入口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12的出口依次與第一回?zé)崞?3、第二回?zé)崞?4連接，高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口與第二回?zé)崞鞯牡头悬c(diǎn)工質(zhì)出口通過管道并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)1的入口。本實(shí)用新型水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)并在汽液分離器3中采用水冷卻器4水冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，水冷卻器4中的水和水冷冷凝器2共用一套水系統(tǒng)，取代了現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)在汽液分離器中用高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)來冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽的方法，如專利公開號為CN1363815A和CN1677014A的兩件專利文獻(xiàn)中公開的技術(shù)方案，避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提高了高沸點(diǎn)工質(zhì)的利用效率，亦即提高了整體系統(tǒng)的能效比。
本實(shí)用新型制冷系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)1為普通的用油潤滑的制冷壓縮機(jī)，壓縮比小于10。它的作用是壓縮低壓混合工質(zhì)以升高其壓力。本實(shí)用新型制冷系統(tǒng)中不需要低溫壓縮機(jī)，而且潤滑油也是普通潤滑油，或者說對潤滑油的使用也沒有限制，因此不但可降低制冷系統(tǒng)生產(chǎn)成本，也可以降低制冷系統(tǒng)使用成本，方便使用，便于推廣。
本實(shí)用新型制冷系統(tǒng)使用的水冷冷凝器2為普通制冷循環(huán)使用的水冷式冷凝器，其作用是放出經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮后的高壓混合工質(zhì)氣體的熱量，使高沸點(diǎn)工質(zhì)在其中冷凝，同時低沸點(diǎn)工質(zhì)在其中冷卻。其采用的吸熱介質(zhì)可以為常溫水、或其他流體。
本實(shí)用新型制冷系統(tǒng)中所述的汽液分離器3及配套管路，可以采用在化工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的填料式精餾塔或精餾系統(tǒng)。在此內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)中起到汽液分離的目的，其作用是將兩種或多種沸點(diǎn)不同的混合汽液工質(zhì)進(jìn)行分離，在本實(shí)用新型制冷系統(tǒng)中分離經(jīng)冷凝器2冷凝的高沸點(diǎn)工質(zhì)和經(jīng)冷凝器2未冷凝的低沸點(diǎn)工質(zhì)。使得低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽從上部進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器6，高沸點(diǎn)工質(zhì)液體則沉入下部，通過第二換熱器14、電磁閥7和高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件8后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器6中的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5。
水冷卻器4的作用是冷凝汽液分離器3中的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，以提高低沸點(diǎn)工質(zhì)的純度，降低低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)時的溫度漂移，增加了系統(tǒng)整體穩(wěn)定性，能很好的實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)控制。
電磁閥7、電磁閥9是普通電動截止閥，其作用是保證系統(tǒng)停機(jī)后工質(zhì)液體不再向相應(yīng)的蒸發(fā)器流動，保證壓縮機(jī)1高低壓兩側(cè)的壓力。
高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件8和低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件10為減壓裝置，其作用是使高壓工質(zhì)液體減壓。節(jié)流元件采用的形式不受限制，可以是一段毛細(xì)管，也可以是手動或自動的閥門，也可以是孔板型減壓裝置，或者是它們的任意組合。
高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5為一蒸發(fā)器，其作用是使低壓高沸點(diǎn)工質(zhì)液體蒸發(fā)以冷凝從汽液分離器3流入到冷凝蒸發(fā)器6中的高壓高沸點(diǎn)蒸汽。
低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12也是一蒸發(fā)器，其一側(cè)通過低壓低溫低沸點(diǎn)工質(zhì)流體進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，另一側(cè)是被冷卻物放熱，被冷卻物可以是流體或固體。
冷凝蒸發(fā)器6是現(xiàn)有技術(shù)中常用的換熱器，主要作用是利用高沸點(diǎn)工質(zhì)的蒸發(fā)冷凝低沸點(diǎn)工質(zhì)。其一側(cè)經(jīng)過的是低壓高沸點(diǎn)液體工質(zhì)，并蒸發(fā)吸熱；另一側(cè)經(jīng)過的是高壓低沸點(diǎn)氣體工質(zhì)，并冷凝放熱。
第一回?zé)崞?3也是常用的換熱器，其一側(cè)通過低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，另一側(cè)通過高壓高沸點(diǎn)工質(zhì)液體，實(shí)現(xiàn)熱交換。換熱器采用的換熱形式不受限定，可以是板式換熱器、也可以是螺旋管式換熱器、套管式換熱器，或者是其它形式的換熱器。
第二回?zé)崞?4也是常用的換熱器，其一側(cè)通過低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，另一側(cè)通過高壓低沸點(diǎn)工質(zhì)液體，以實(shí)現(xiàn)熱交換。其形式和第一回?zé)崞?3相同。
保溫箱體11由保溫材料和支撐材料組成，以確保冷量不被流失。保溫的形式可以是真空式、填料式、熱屏蔽式，或者是它們的組合。
本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)使用的混合工質(zhì)是高低沸點(diǎn)不同的工質(zhì)對或者幾種工質(zhì)的組合。所述的工質(zhì)可在以下物質(zhì)中選擇R134a、R22、R290、R600a、R123、R23、R13、R50、R1150、R170等，例如可以選擇的工質(zhì)對是R134a/R23、R600a/R170、R290/R50或R290/R170等，也可以是從空氣或者天然氣中分離出的氣體組成的工質(zhì)對。
本實(shí)用新型混合工質(zhì)內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)未述及的部分適用于現(xiàn)有技術(shù)。
本實(shí)用新型制冷系統(tǒng)的工作過程如下來自第二回?zé)崞?4的低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽與經(jīng)高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5的低壓高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽一同進(jìn)入壓縮機(jī)1，經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮的高壓混合工質(zhì)蒸汽進(jìn)入水冷冷凝器2，放出熱量后冷卻為高壓汽液混合物。其中高沸點(diǎn)工質(zhì)冷凝為液體，低沸點(diǎn)工質(zhì)仍為氣體。高壓汽液混合物進(jìn)入汽液分離器3，進(jìn)行兩種工質(zhì)的分離。在汽液分離器3中，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽上升進(jìn)入汽液分離器3的上部，高沸點(diǎn)工質(zhì)的液體下沉到其底部。上升到汽液分離器3上部的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽夾帶的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽被水冷卻器4冷凝，下沉到汽液分離器3底部。
底部液相高沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)過第二回?zé)崞?4被低溫低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽過冷，經(jīng)電磁閥7被高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件8降壓后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器6中的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5中，吸收低沸點(diǎn)工質(zhì)冷凝熱而蒸發(fā)為低沸點(diǎn)蒸汽后與第二回?zé)崞?4出口處的低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽合并回到壓縮機(jī)1。
在汽液分離器3的頂部高壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽經(jīng)水冷卻器4冷卻提純后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器6，這些低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽的純度已經(jīng)比進(jìn)入汽液分離器3中的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽純度要高。在冷凝蒸發(fā)器6中經(jīng)高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5的冷卻凝結(jié)為液體，下沉到冷凝蒸發(fā)器6的底部，此高壓低沸點(diǎn)工質(zhì)液體經(jīng)第一回?zé)崞?3被低溫低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽過冷，通過電磁閥9、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件10降壓進(jìn)入保溫箱體11中的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12進(jìn)行蒸發(fā)吸熱降溫，實(shí)現(xiàn)了制冷目的。經(jīng)吸熱蒸發(fā)從低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12出來的低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽依次進(jìn)入第一回?zé)崞?3及第二回?zé)崞?4，分別冷卻低沸點(diǎn)工質(zhì)液體和高沸點(diǎn)工質(zhì)液體，吸熱升溫后與從高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5出口處的低壓高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽合并回至壓縮機(jī)1，混合氣體再次被壓縮，從而完成全部系統(tǒng)循環(huán)。
本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例為在汽液分離器的上下兩部分分別安裝有水冷卻器4-1、4-2，上述兩個水冷卻器共用一套水冷卻系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括壓縮機(jī)1、水冷卻系統(tǒng)15、汽液分離器3及其內(nèi)的第一水冷卻器4-1和第二冷卻器4-2、冷凝蒸發(fā)器6及其內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5、保溫箱體11及其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12、第一回?zé)崞?3和第二回?zé)崞?4，汽液分離器3內(nèi)的第一水冷卻器4-1和第二冷卻器4-2分別與水冷卻系統(tǒng)15連接，共用一套水冷卻系統(tǒng)。壓縮機(jī)1的出口連接到汽液分離器3的中部，汽液分離器3頂部的氣體出口與冷凝蒸發(fā)器6頂部的氣體入口連接。汽液分離器3底部的液體出口依次與第二回?zé)崞?4、電磁閥7、高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件8、高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5的入口連接，冷凝蒸發(fā)器6底部的液體出口依次與第一回?zé)崞?3、電磁閥9、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件10、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12的入口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12的出口依次與第一回?zé)崞?3、第二回?zé)崞?4連接，高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5的出口與第二回?zé)崞?4的低沸點(diǎn)工質(zhì)出口通過管道并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)1的入口。該實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例的區(qū)別在于汽液分離器的上下兩部分分別安裝有水冷卻器，用其中的一個水冷卻器代替了水冷冷凝器，其它部分與圖1所示的實(shí)施例相同。其工作過程為來自第二回?zé)崞?4的低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽與經(jīng)高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5的低壓高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽一同進(jìn)入壓縮機(jī)1，經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮的高壓混合工質(zhì)蒸汽進(jìn)入汽液分離器3中。在汽液分離器3中，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽上升進(jìn)入汽液分離器3的上部，高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽被水冷卻器4-1和4-2冷凝，下沉到汽液分離器3底部。
底部液相高沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)過第二回?zé)崞?4被低溫低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽過冷，經(jīng)電磁閥7被高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件8降壓后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器6中的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5中，吸收低沸點(diǎn)工質(zhì)冷凝熱而蒸發(fā)為低沸點(diǎn)蒸汽后與第二回?zé)崞?4出口處的低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽合并回到壓縮機(jī)1。
在汽液分離器3的頂部高壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽經(jīng)水冷卻器4-1和4-2冷卻提純后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器6，這些低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽的純度已經(jīng)比進(jìn)入汽液分離器3中的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽純度要高。在冷凝蒸發(fā)器6中經(jīng)高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5的冷卻凝結(jié)為液體，下沉到冷凝蒸發(fā)器6的底部，此高壓低沸點(diǎn)工質(zhì)液體經(jīng)第一回?zé)崞?3被低溫低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽過冷，通過電磁閥9、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件10降壓進(jìn)入保溫箱體11中的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12進(jìn)行蒸發(fā)吸熱降溫，實(shí)現(xiàn)了制冷目的。經(jīng)吸熱蒸發(fā)從低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器12出來的低壓低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽依次進(jìn)入第一回?zé)崞?3及第二回?zé)崞?4，分別冷卻低沸點(diǎn)工質(zhì)液體和高沸點(diǎn)工質(zhì)液體，吸熱升溫后與從高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器5出口處的低壓高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽合并回至壓縮機(jī)1，混合氣體再次被壓縮，從而完成全部系統(tǒng)循環(huán)。
盡管參照實(shí)施例對所公開的涉及一種水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)進(jìn)行了特別描述，以上描述的實(shí)施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)、水冷卻系統(tǒng)、水冷冷凝器、汽液分離器及其內(nèi)的水冷卻器、冷凝蒸發(fā)器及其內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、保溫箱體及其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、第一回?zé)崞骱偷诙責(zé)崞?，所述水冷冷凝器和汽液分離器內(nèi)的水冷卻器分別與所述水冷卻系統(tǒng)連接；所述壓縮機(jī)的出口與所述水冷冷凝器的入口連接，所述水冷冷凝器的出口連接到汽液分離器的中部，所述汽液分離器頂部的氣體出口與所述冷凝蒸發(fā)器頂部的氣體入口連接；所述汽液分離器底部的液體出口依次與第二回?zé)崞鳌㈦姶砰y、高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述冷凝蒸發(fā)器底部的液體出口依次與第一回?zé)崞?、電磁閥、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口依次與第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞鬟B接；所述高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口與第二回?zé)崞鞯牡头悬c(diǎn)工質(zhì)出口通過管道并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)的入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)流元件為一段毛細(xì)管、手動或自動的閥門、孔板型減壓裝置中的一種或幾種的組合。
3.一種水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)、水冷卻系統(tǒng)、汽液分離器及其內(nèi)的第一水冷卻器和第二冷卻器、冷凝蒸發(fā)器及其內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、保溫箱體及其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、第一回?zé)崞骱偷诙責(zé)崞?，所述汽液分離器內(nèi)的第一水冷卻器和第二冷卻器分別與所述水冷卻系統(tǒng)連接；所述壓縮機(jī)的出口連接到汽液分離器的中部，所述汽液分離器頂部的氣體出口與所述冷凝蒸發(fā)器頂部的氣體入口連接；所述汽液分離器底部的液體出口依次與第二回?zé)崞?、電磁閥、高沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述冷凝蒸發(fā)器底部的液體出口依次與第一回?zé)崞?、電磁閥、低沸點(diǎn)工質(zhì)節(jié)流元件、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的入口連接，所述低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口依次與第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞鬟B接；所述高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的出口與第二回?zé)崞鞯牡头悬c(diǎn)工質(zhì)出口通過管道并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)的入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)流元件為一段毛細(xì)管、手動或自動的閥門、孔板型減壓裝置中的一種或幾種的組合。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)，旨在提供一種采用水冷凝方式，制冷效率高，系統(tǒng)平衡時間短，運(yùn)行穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單的水冷式內(nèi)復(fù)疊制冷系統(tǒng)。包括壓縮機(jī)、水冷卻系統(tǒng)、水冷冷凝器、汽液分離器及其內(nèi)的水冷卻器、冷凝蒸發(fā)器及其內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、保溫箱體及其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器、第一回?zé)崞骱偷诙責(zé)崞?，所述水冷冷凝器和汽液分離器內(nèi)的水冷卻器分別與所述水冷卻系統(tǒng)連接。由于采用了水冷凝方式，在汽液分離器中采用水冷卻器冷凝高沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽，水冷卻器中的水和冷凝器共用一套水系統(tǒng)，從而提高了高沸點(diǎn)工質(zhì)的利用效率，亦即提高了整體系統(tǒng)的能效比。而且結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)平衡時間短，能很好的實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)控制。
文檔編號F25B1/00GK2867223SQ200620025210
公開日2007年2月7日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者楊永安, 陸佩強(qiáng), 嚴(yán)雷 申請人:天津商學(xué)院