本發(fā)明涉及低溫儲(chǔ)存領(lǐng)域，具體的說，涉及兩級復(fù)疊噴氣增焓低溫制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在醫(yī)學(xué)標(biāo)本保存、生物醫(yī)療及氣體液化等領(lǐng)域，常需要低于-80℃的低溫保存環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)-80℃以下低溫，常采用復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括經(jīng)典復(fù)疊系統(tǒng)和自然復(fù)疊系統(tǒng)。

自然復(fù)疊系統(tǒng)利用氣液分離器實(shí)現(xiàn)高低溫制冷劑的自行分離，以獲得更低的蒸發(fā)溫度，但這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，一旦發(fā)生泄漏就要將制冷劑全部排掉，然后按比例重新充注，給系統(tǒng)的維修造成很大困難。由于醫(yī)學(xué)標(biāo)本的珍貴性，在保存過程中不允許出現(xiàn)任何問題，這就對低溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更為嚴(yán)格的要求。本發(fā)明是對兩級復(fù)疊低溫制冷系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，使其穩(wěn)定性好，啟停比低，且易實(shí)現(xiàn)-86℃低溫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種易于維持低溫工況的兩級復(fù)疊噴氣增焓低溫制冷系統(tǒng)，通過在低溫級制冷循環(huán)回路增加噴射回路來實(shí)現(xiàn)低溫制冷劑的過冷，以維持箱體內(nèi)低溫工況，同時(shí)降低機(jī)組啟停比，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

兩級復(fù)疊噴氣增焓低溫制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、第一油分離器、雙極冷凝器、第一干燥過濾器、第一毛細(xì)管、中間換熱器、第二油分離器、第二干燥過濾器、節(jié)流閥、板式換熱器、第二毛細(xì)管、蒸發(fā)器、噴氣增焓壓縮機(jī)；其中，雙極冷凝器包括高溫級和低溫級，中間換熱器包括高溫級和低溫級，板式換熱器包括高溫級和低溫級，壓縮機(jī)包括回氣口和排氣口，噴氣增焓壓縮機(jī)包括回氣口、中間噴氣口、排氣口；在高溫級制冷循環(huán)回路，壓縮機(jī)的排氣口、第一油分離器、雙極冷凝器的高溫級、第一干燥過濾器、第一毛細(xì)管、中間換熱器的高溫級依次相接后，再接回壓縮機(jī)的回氣口；在低溫級制冷循環(huán)回路，噴氣增焓壓縮機(jī)的排氣口、雙極冷凝器的低溫級、第二油分離器、中間換熱器的低溫級、第二干燥過濾器依次相接后分成主回路和噴射回路；在噴射回路中，節(jié)流閥、板式換熱器的低溫級依次相接后，再接回噴氣增焓壓縮機(jī)的中間噴氣口；在主回路中，板式換熱器的高溫級、第二毛細(xì)管、蒸發(fā)器依次相接后，再接回噴氣增焓壓縮機(jī)的回氣口。采用這種結(jié)構(gòu)后，雙級冷凝器可實(shí)現(xiàn)高、低溫制冷劑的冷凝與預(yù)冷，提高低溫級油分效率，減小中間換熱器的熱負(fù)荷。在低溫級噴射回路中，部分制冷劑經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入板式換熱器，冷卻主回路中的低溫制冷劑。

作為一種優(yōu)選，連接中間換熱器的高溫級和壓縮機(jī)的回氣口的管路為第一回氣管，第一毛細(xì)管纏繞第一回氣管。連接板式換熱器和噴氣增焓壓縮機(jī)的回氣口的管路為第二回氣管，第二毛細(xì)管纏繞第二回氣管。采用這種結(jié)構(gòu)后，降低了高、低溫制冷劑的蒸發(fā)壓力。

作為一種優(yōu)選，高溫級制冷循環(huán)回路為R404A制冷循環(huán)回路，低溫級制冷循環(huán)回路為R508B制冷循環(huán)回路。

作為一種優(yōu)選，蒸發(fā)器為五層絲管式蒸發(fā)器，中間換熱器為2.5HP，壓縮機(jī)為1-3/4HP，噴氣增焓壓縮機(jī)為1-1/2HP，第一毛細(xì)管為Φ1.5×4m～5m毛細(xì)管，第二毛細(xì)管為Φ1.5×4m～5m毛細(xì)管。采用這種結(jié)構(gòu)后，為醫(yī)用500L～600L-86℃低溫存儲(chǔ)箱的最優(yōu)系統(tǒng)參數(shù)配置。

作為一種優(yōu)選，將第一毛細(xì)管替換為1.5P內(nèi)平衡式熱力膨脹閥，將第二毛細(xì)管替換為1.5P外平衡式低溫膨脹閥。

作為一種優(yōu)選，雙極冷凝器為四排管束翅片管式冷凝器，內(nèi)側(cè)兩排為高溫級，外側(cè)兩排為低溫級。采用這種結(jié)構(gòu)后，兩級獨(dú)立運(yùn)行，降低后期的維修難度。

作為一種優(yōu)選，兩級復(fù)疊噴氣增焓低溫制冷系統(tǒng)，為-86℃低溫制冷系統(tǒng)。

作為一種優(yōu)選，R404A的加注量為550g～650g，R508B的加注量為540g～600g。此配比為最優(yōu)配比，極易實(shí)現(xiàn)-86℃低溫。

作為一種優(yōu)選，板式換熱器的高溫級和低溫級逆流傳熱。

總的說來，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過使用一個(gè)四排管束翅片管式冷凝器來實(shí)現(xiàn)高溫制冷劑的冷凝和低溫制冷劑的預(yù)冷，外側(cè)冷凝R508B，內(nèi)側(cè)冷凝R404A，兩級獨(dú)立運(yùn)行，減小中間換熱器的熱負(fù)荷。

2.通過第一、第二毛細(xì)管纏繞第一、第二回氣管實(shí)現(xiàn)對高、低溫制冷劑的過冷，以降低低溫制冷劑蒸發(fā)壓力。

3.高、低溫級制冷劑獨(dú)立運(yùn)行，省去了氣液分離器，后期維修時(shí)不必排空制冷劑，在節(jié)約成本的同時(shí)降低了系統(tǒng)的啟停比，提高了機(jī)組的使用壽命和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理圖。

圖2是蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是蒸發(fā)器在低溫存儲(chǔ)柜內(nèi)的布置圖。

其中，1為壓縮機(jī)，2為第一油分離器，3為雙極冷凝器，4為第一干燥過濾器，5為第一毛細(xì)管，6為中間換熱器，7為第二油分離器，8為第二干燥過濾器，9為節(jié)流閥，10為板式換熱器，11為第二毛細(xì)管，12為蒸發(fā)器，13為噴氣增焓壓縮機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面來對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

兩級復(fù)疊噴氣增焓低溫制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、第一油分離器、雙極冷凝器、第一干燥過濾器、第一毛細(xì)管、中間換熱器、第二油分離器、第二干燥過濾器、節(jié)流閥、板式換熱器、第二毛細(xì)管、蒸發(fā)器、噴氣增焓壓縮機(jī)；其中，雙極冷凝器包括高溫級和低溫級，中間換熱器包括高溫級和低溫級，板式換熱器包括高溫級和低溫級，壓縮機(jī)包括回氣口和排氣口，噴氣增焓壓縮機(jī)包括回氣口、中間噴氣口、排氣口。兩級復(fù)疊噴氣增焓低溫制冷系統(tǒng)為-86℃低溫制冷系統(tǒng)，高溫級制冷循環(huán)回路為R404A制冷循環(huán)回路，低溫級制冷循環(huán)回路為R508B制冷循環(huán)回路。

在高溫級制冷循環(huán)回路，壓縮機(jī)的排氣口、第一油分離器、雙極冷凝器的高溫級、第一干燥過濾器、第一毛細(xì)管、中間換熱器的高溫級依次相接后，再接回壓縮機(jī)的回氣口。連接中間換熱器的高溫級和壓縮機(jī)的回氣口的管路為第一回氣管，第一毛細(xì)管纏繞第一回氣管。

在低溫級制冷循環(huán)回路，噴氣增焓壓縮機(jī)的排氣口、雙極冷凝器的低溫級、第二油分離器、中間換熱器的低溫級、第二干燥過濾器依次相接后分成主回路和噴射回路；在噴射回路中，節(jié)流閥、板式換熱器的低溫級依次相接后，再接回噴氣增焓壓縮機(jī)的中間噴氣口；在主回路中，板式換熱器的高溫級、第二毛細(xì)管、蒸發(fā)器依次相接后，再接回噴氣增焓壓縮機(jī)的回氣口。連接板式換熱器和噴氣增焓壓縮機(jī)的回氣口的管路為第二回氣管，第二毛細(xì)管纏繞第二回氣管。

將本發(fā)明用于600L低溫存儲(chǔ)柜，最優(yōu)系統(tǒng)參數(shù)配置為：蒸發(fā)器為五層絲管式蒸發(fā)器，中間換熱器為2.5HP，壓縮機(jī)為1-3/4HP，噴氣增焓壓縮機(jī)為1-1/2HP，第一毛細(xì)管為Φ1.5×4m～5m毛細(xì)管，第二毛細(xì)管為Φ1.5×4m～5m毛細(xì)管。雙極冷凝器為四排管束翅片管式冷凝器，內(nèi)側(cè)兩排為高溫級，外側(cè)兩排為低溫級。R404A的加注量為550g～650g，R508B的加注量為540g～600g。

整個(gè)系統(tǒng)包含兩級回路，高溫制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)的排氣口、第一油分離器、雙級冷凝器的高溫級、第一干燥過濾器、第一毛細(xì)管及中間換熱器的高溫級，然后回壓縮機(jī)的回氣口，完成對低溫制冷劑的冷凝；低溫制冷劑經(jīng)噴氣增焓壓縮機(jī)的排氣口、雙級冷凝器的低溫級、第二油分離器、中間換熱器的低溫級、第二干燥過濾器，然后部分制冷劑在噴射回路中經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入板式換熱器，然后回噴氣增焓壓縮機(jī)的的中間噴氣口，完成對主回路低溫制冷劑的過冷，主回路制冷劑經(jīng)板式換熱器后，在第一毛細(xì)管中完成節(jié)流，進(jìn)入蒸發(fā)器后回噴氣增焓壓縮機(jī)的回氣口，實(shí)現(xiàn)箱體內(nèi)-86℃低溫。

系統(tǒng)中，部分低溫制冷劑經(jīng)噴射回路中的節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入板式換熱器，以實(shí)現(xiàn)主回路中制冷劑的過冷，通過控制節(jié)流閥開度變化可實(shí)現(xiàn)對箱體內(nèi)降溫速度的控制，以滿足某些醫(yī)學(xué)標(biāo)本、試劑的保存要求。

本發(fā)明通過第一、第二毛細(xì)管纏繞第一、第二回氣管可實(shí)現(xiàn)高、低溫制冷劑的過冷，降低低溫制冷劑在箱體內(nèi)的蒸發(fā)壓力和機(jī)組的啟停比；此外，雙級冷凝器實(shí)現(xiàn)了高、低溫制冷劑的冷凝和預(yù)冷，減小了中間換熱器的熱負(fù)荷，使系統(tǒng)運(yùn)行更為穩(wěn)定。

本發(fā)明中系統(tǒng)的參數(shù)配置為最優(yōu)配置，包括壓縮機(jī)的容積，毛細(xì)管的長度和直徑，高、低溫制冷劑的加載量，低溫制冷劑過冷的實(shí)現(xiàn)及低溫壓縮機(jī)油的更換，避免自然復(fù)疊系統(tǒng)維修時(shí)制冷劑加注量的匹配問題及降低調(diào)節(jié)系統(tǒng)至穩(wěn)定運(yùn)行的難度。

除了本實(shí)施例提及的方式外，可將第一毛細(xì)管替換為1.5P內(nèi)平衡式熱力膨脹閥，將第二毛細(xì)管替換為1.5P外平衡式低溫膨脹閥，這些變換方式均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。