本發(fā)明涉及制冷研究領域，主要-60℃以下混合工質(zhì)低溫制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種混合工質(zhì)低溫制冷降溫的柔性控壓系統(tǒng)及其運行方法。
背景技術：
在制取較低溫度時，單級蒸氣壓縮制冷已經(jīng)不能滿足要求，混合工質(zhì)回熱制冷循環(huán)被廣泛應用。這種制冷系統(tǒng)由于其結構簡單、可靠性高、壽命長、成本低等優(yōu)點，成為研究的熱門。主要用于制取-40℃以下的溫度，選擇合適的工質(zhì)配比、優(yōu)化的運行參數(shù)，在高低沸點組分間實現(xiàn)復疊，以此制取較低溫度。
混合工質(zhì)低溫制冷系統(tǒng)啟動后的一段時間內(nèi)，高壓側(cè)的壓力往往很高。那是因為在系統(tǒng)啟動初期，制冷溫度較高，系統(tǒng)的平均溫度接近常溫，因此高壓測的低溫工質(zhì)無法正常冷凝，從而造成高壓側(cè)的壓力很高，有可能會造成管路破裂，構成安全威脅。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種混合工質(zhì)低溫制冷降溫的柔性控壓系統(tǒng)及其運行方法；防止制冷系統(tǒng)啟動降溫過程中出現(xiàn)的高壓問題，保證系統(tǒng)的安全運行。
本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：
一種混合工質(zhì)低溫制冷降溫的柔性控壓系統(tǒng)，其特征在于：包括混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)，在混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)管路上并聯(lián)有一柔性控壓系統(tǒng)；
所述柔性控壓系統(tǒng)包括如下部件：
測壓元件；
執(zhí)行機構；
電磁閥；
毛細管；
冷劑膨脹存儲罐；
所述毛細管的一端通過管路依次連接電磁閥、冷劑膨脹存儲罐；
所述測壓元件的信號端依次信號連接執(zhí)行機構、電磁閥。
所述混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)包括如下部件：
壓縮機；
冷凝器；
回熱單元，其包括a循環(huán)管路、b循環(huán)管路；
節(jié)流裝置；
蒸發(fā)器；
所述蒸發(fā)器的出口通過管路依次連接回熱單元的a循環(huán)管路、壓縮機、冷凝器、回熱單元的b循環(huán)管路、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器的進口；
所述測壓元件通過管路聯(lián)通在壓縮機的出口管路上；
所述毛細管的另一端通過管路聯(lián)通在蒸發(fā)器的出口管路上，或者連接在壓縮機的吸氣管路上；
測壓元件測得的壓縮機排氣管路上的壓力，并將其轉(zhuǎn)換為電信號后傳遞給執(zhí)行機構，再由執(zhí)行機構控制電磁閥的打開/關閉動作；
停機時，冷凝壓力逐漸降低，測壓元件將信號傳遞給執(zhí)行機構，并打開電磁閥，低沸點工質(zhì)受熱進入冷劑膨脹儲存罐，從而降低停機壓力；
開機初始，壓縮機排氣壓力逐漸升高，當排氣壓力大于pmax時，測壓元件將信號傳遞給執(zhí)行機構，并關閉電磁閥，混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)壓力不再升高，保證開機安全性。
混合工質(zhì)低溫制冷降溫的柔性控壓系統(tǒng)的運行方法，包括如下步驟：
通過測壓元件，將柔性控壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)范圍設置為pmin～pmax；
冷劑膨脹存儲罐的目標溫度設定為-150℃；
混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)啟動初期，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥打開，冷劑膨脹儲存罐內(nèi)的工質(zhì)通過毛細管緩慢進入制冷回路，壓縮機排氣壓力緩慢上升；
當壓縮機排氣壓力大于pmax時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥關閉，系統(tǒng)壓力不再升高，保證開機安全性；
隨著混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)降溫的進行，壓縮機排氣壓力降低，當其壓力小于pmin時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥打開，冷劑膨脹儲存罐內(nèi)的工質(zhì)通過毛細管緩慢進入混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)，補充混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)降溫所需的低溫冷劑；
壓縮機排氣壓力逐漸升高，當排氣壓力大于pmax時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥關閉，混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)壓力不再升高；隨后繼續(xù)開始降溫，排氣壓力逐漸降低；當排氣壓力小于pmin時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥打開；如此反復循環(huán)，直至蒸發(fā)溫度降至所需溫度，保證混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)高壓壓力保持在一定范圍之內(nèi)和高效的降溫過程。
當混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)停機時，冷凝壓力逐漸降低，電磁閥開打，低沸點工質(zhì)受熱進入冷劑膨脹儲存罐，從而降低停機壓力，以保證下次開機的順利進行，從而增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
本發(fā)明技術手段簡便易行，可以在高壓壓力較低時使冷劑從膨脹存儲單元以小流量輸出與輸入，從而防止降溫初期系統(tǒng)壓力過高，保證系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、可靠運行。
附圖說明
圖1為本發(fā)明混合工質(zhì)低溫制冷降溫的柔性控壓系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。
實施例
如圖1所示。本發(fā)明公開了一種混合工質(zhì)低溫制冷降溫的柔性控壓系統(tǒng)，其特征在于：包括混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)，在混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)管路上并聯(lián)有一柔性控壓系統(tǒng)；
所述柔性控壓系統(tǒng)包括如下部件：測壓元件；執(zhí)行機構；電磁閥；毛細管；冷劑膨脹存儲罐。
所述毛細管的一端通過管路依次連接電磁閥、冷劑膨脹存儲罐；
所述測壓元件的信號端依次信號連接執(zhí)行機構、電磁閥。
所述混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)包括如下部件：
壓縮機；冷凝器；節(jié)流裝置；蒸發(fā)器；回熱單元；
所述回熱單元包括a循環(huán)管路、b循環(huán)管路；
所述蒸發(fā)器的出口通過管路依次連接回熱單元的a循環(huán)管路、壓縮機、冷凝器、回熱單元的b循環(huán)管路、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器的進口；
所述測壓元件通過管路聯(lián)通在壓縮機的出口管路上；
所述毛細管的另一端通過管路聯(lián)通在蒸發(fā)器的出口管路上，或者連接在壓縮機的吸氣管路上；
測壓元件測得的壓縮機排氣管路上的壓力，并將其轉(zhuǎn)換為電信號后傳遞給執(zhí)行機構，再由執(zhí)行機構控制電磁閥的打開/關閉動作；
停機時，冷凝壓力逐漸降低，測壓元件將信號傳遞給執(zhí)行機構，并打開電磁閥，低沸點工質(zhì)受熱進入冷劑膨脹儲存罐，從而降低停機壓力；
開機初始，壓縮機排氣壓力逐漸升高，當排氣壓力大于pmax時，測壓元件將信號傳遞給執(zhí)行機構，并關閉電磁閥，混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)壓力不再升高，保證開機安全性。
本發(fā)明混合工質(zhì)低溫制冷降溫的柔性控壓系統(tǒng)的運行方法，可通過如下步驟實現(xiàn)：
通過測壓元件，將柔性控壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)范圍設置為pmin～pmax；
冷劑膨脹存儲罐的目標溫度設定為-150℃；
混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)啟動初期，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥打開，冷劑膨脹儲存罐內(nèi)的工質(zhì)通過毛細管緩慢進入制冷回路，壓縮機排氣壓力緩慢上升；
當壓縮機排氣壓力大于pmax時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥關閉，系統(tǒng)壓力不再升高，保證開機安全性；
隨著混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)降溫的進行，壓縮機排氣壓力降低，當其壓力小于pmin時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥打開，冷劑膨脹儲存罐內(nèi)的工質(zhì)通過毛細管緩慢進入混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)，補充混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)降溫所需的低溫冷劑；
壓縮機排氣壓力逐漸升高，當排氣壓力大于pmax時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥關閉，混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)壓力不再升高；隨后繼續(xù)開始降溫，排氣壓力逐漸降低；當排氣壓力小于pmin時，柔性控壓系統(tǒng)的電磁閥打開；如此反復循環(huán)，直至蒸發(fā)溫度降至所需溫度，保證混合工質(zhì)制冷循環(huán)系統(tǒng)高壓壓力保持在一定范圍之內(nèi)和高效的降溫過程。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。