本實(shí)用新型涉及制冷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步地涉及一種制冷系統(tǒng)。此外，本實(shí)用新型還提供一種包括上述制冷系統(tǒng)的凍干機(jī)。

背景技術(shù)：

凍干機(jī)起源于真空冷凍干燥技術(shù)，經(jīng)歷了幾十年的發(fā)明取得了長足進(jìn)展。真空凍干技術(shù)憑借其它干燥方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質(zhì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

冷凍干燥的基本原理是基于水的三態(tài)變化，水有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，三種相態(tài)既可以相互轉(zhuǎn)換又可以共存。當(dāng)水在三相點(diǎn)(溫度為0.01℃，水蒸氣壓為610.5Pa)時(shí)，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。在高真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分，不經(jīng)過冰的融化，直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去，從而達(dá)到冷凍干燥的目的。凍干制品成海綿狀、無干縮、復(fù)水性極好、含水分極少，相應(yīng)包裝后可在常溫下長時(shí)間保存和運(yùn)輸。

在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的凍干機(jī)采用單臺(tái)壓縮機(jī)或多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)的方式獲取冷量，單臺(tái)壓縮機(jī)的功率較低，難以滿足大量制冷劑的使用需求；多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)使用的方式也并不能提高壓縮比，無法滿足超低溫的使用需求。

因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，如何設(shè)計(jì)一種能夠有效提高壓縮比，滿足更低溫度的使用需求的凍干機(jī)，是目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種制冷系統(tǒng)，能夠有效提高壓縮比，滿足更低溫度的使用需求。具體方案如下：

一種制冷系統(tǒng)，包括：

前級(jí)壓縮機(jī)，用于吸收系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)行一次壓縮；

后級(jí)壓縮機(jī)，所述后級(jí)壓縮機(jī)至少設(shè)置一個(gè)，與所述前級(jí)壓縮機(jī)串聯(lián)設(shè)置，接收從所述前級(jí)壓縮機(jī)中排出的制冷劑并進(jìn)行二次壓縮；

冷凝器，接收從所述后級(jí)壓縮機(jī)排出的制冷劑，將流經(jīng)的制冷劑冷卻；

冷阱，接收從所述冷凝器冷卻的制冷劑，用于熱交換；

板層，與所述冷阱并聯(lián)，接收從所述冷凝器冷卻的制冷劑，用于熱交換；經(jīng)所述冷阱和/或所述板層完成熱交換的制冷劑回流到所述前級(jí)壓縮機(jī)。

可選地，所述前級(jí)壓縮機(jī)設(shè)置用于檢測(cè)和限定最低壓力值的壓力監(jiān)控裝置；所述后級(jí)壓縮機(jī)上設(shè)置用于檢測(cè)和限定最高壓力值的壓力監(jiān)控裝置；所述冷凝器流出的制冷劑由制冷劑儲(chǔ)液器存儲(chǔ)，所述制冷劑儲(chǔ)液器的高度低于所述冷凝器，經(jīng)過所述制冷劑儲(chǔ)液器向所述冷阱和/或所述板層輸送。

可選地，所述前級(jí)壓縮機(jī)上的壓力監(jiān)控裝置為低壓壓力繼電器，所述后級(jí)壓縮機(jī)上的壓力監(jiān)控裝置為高壓壓力繼電器。

可選地，還包括設(shè)置于所述后級(jí)壓縮機(jī)與所述冷凝器之間的油分離器，所述油分離器將所述后級(jí)壓縮機(jī)中流出的制冷劑中的潤滑油分離，并將潤滑油通過回油管路輸送到所述前級(jí)壓縮機(jī)。

可選地，所述冷阱和所述板層并聯(lián)的管路與所述冷凝器之間設(shè)置中間換熱器，所述冷凝器中流出的制冷劑先經(jīng)過所述中間換熱器再流向所述冷阱和/或所述板層；

所述冷凝器與所述中間換熱器之間并聯(lián)設(shè)置兩條制冷管路，其中第一制冷管路上設(shè)置冷卻電磁閥膨脹閥，第二制冷管路直接接入所述中間換熱器，所述第一制冷管路和所述第二制冷管路中的制冷劑在所述中間換熱器進(jìn)行熱交換；所述第二制冷管路中的制冷劑輸送到所述冷阱和/或所述板層。

可選地，所述前級(jí)壓縮機(jī)與所述后級(jí)壓縮機(jī)之間設(shè)置中間混合器，所述第一制冷管路中的制冷劑經(jīng)過所述中間換熱器回流到所述中間混合器；所述中間混合器將所述前級(jí)壓縮機(jī)流出的高溫制冷劑和所述中間換熱器流出的低溫制冷劑混合。

可選地，進(jìn)入所述板層的管路包括兩條相互并聯(lián)的送液管路，其中一條上設(shè)置板冷電磁電磁閥膨脹閥，另一條上設(shè)置板冷調(diào)節(jié)電磁閥膨脹閥。

可選地，所述冷阱的輸送管路上設(shè)置阱冷電磁閥膨脹閥。

可選地，所述中間換熱器的兩條并聯(lián)的制冷管路前設(shè)置過濾器，經(jīng)所述過濾器濾除水汽或雜質(zhì)。

此外，本實(shí)用新型還提供一種凍干機(jī)，包括上述任意一項(xiàng)所述的制冷系統(tǒng)。

本實(shí)用新型提供了一種制冷系統(tǒng)，包括前級(jí)壓縮機(jī)、后級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、冷阱和板層等結(jié)構(gòu)，其中前級(jí)壓縮機(jī)用于吸收系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)行一次壓縮；一次壓縮后的制冷劑送到后級(jí)壓縮機(jī)，后級(jí)壓縮機(jī)與前級(jí)壓縮機(jī)串聯(lián)設(shè)置，接收從前級(jí)壓縮機(jī)中排出的制冷劑并進(jìn)行二次壓縮。通過串聯(lián)至少兩個(gè)壓縮機(jī)的方式對(duì)制冷劑進(jìn)行二次或多次壓縮，從而提高了制冷劑的壓縮比，從而使整個(gè)系統(tǒng)能夠達(dá)到更低的溫度。

冷凝器接收從后級(jí)壓縮機(jī)排出的制冷劑，將流經(jīng)的制冷劑冷卻；冷阱和板層相互并聯(lián)，兩者均能夠接收從冷凝器冷卻的制冷劑，用于熱交換，實(shí)現(xiàn)冷卻的作用。經(jīng)冷阱和/或板層完成熱交換的制冷劑回流到前級(jí)壓縮機(jī)，制冷劑形成一個(gè)完整的回路。

本實(shí)用新型還提供一種凍干機(jī)，包括上述的制冷系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型提供的制冷系統(tǒng)的一種具體結(jié)構(gòu)圖。

其中包括：

前級(jí)壓縮機(jī)1、后級(jí)壓縮機(jī)2、中間混合器3、高壓壓力繼電器4、油分離器5、冷凝器6、制冷劑儲(chǔ)液器7、過濾器8、冷卻電磁閥膨脹閥9、中間換熱器10、阱冷電磁閥膨脹閥11、板冷電磁閥膨脹閥12、板冷調(diào)節(jié)電磁閥膨脹閥13、低壓壓力繼電器14、冷阱15、板層16。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的核心在于提供一種制冷系統(tǒng)，能夠有效提高壓縮比，滿足更低溫度的使用需求。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖及具體的實(shí)施方式，對(duì)本申請(qǐng)的制冷系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的介紹說明。

如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的制冷系統(tǒng)的一種具體結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括前級(jí)壓縮機(jī)1、后級(jí)壓縮機(jī)2、冷凝器6、冷阱15和板層16等部件，部件之間通過管路保持連通，用于傳遞氣態(tài)或者液態(tài)等狀態(tài)的物質(zhì)。

其中前級(jí)壓縮機(jī)1用于吸收系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑，以進(jìn)行一次壓縮；經(jīng)過初步壓縮的制冷劑向前輸送給后級(jí)壓縮機(jī)2，后級(jí)壓縮機(jī)2至少設(shè)置一個(gè)，與前級(jí)壓縮機(jī)1串聯(lián)設(shè)置，本實(shí)用新型中以一個(gè)后級(jí)壓縮機(jī)2為例進(jìn)行說明，若設(shè)置有兩個(gè)或者更多的后級(jí)壓縮機(jī)以相同的方式串聯(lián)設(shè)置。后級(jí)壓縮機(jī)2接收從前級(jí)壓縮機(jī)1中排出的制冷劑并進(jìn)行二次壓縮，轉(zhuǎn)化成高溫高壓的氣體形態(tài)。經(jīng)過兩次或者更多次的壓縮過程，使制冷劑達(dá)到更高的壓縮比。經(jīng)過二次壓縮的制冷劑從后級(jí)壓縮機(jī)2中排出，繼續(xù)向前輸送；冷凝器6接收從后級(jí)壓縮機(jī)2排出的制冷劑，將流經(jīng)的制冷劑冷卻，將制冷劑降溫。冷凝器6可通過多種方式進(jìn)行冷卻降溫，優(yōu)選地采用風(fēng)冷的方式實(shí)現(xiàn)冷卻，通過強(qiáng)制對(duì)流空氣把流經(jīng)風(fēng)冷凝器散熱管的高溫制冷劑冷卻。風(fēng)冷凝器由蛇形銅制盤管、散熱翅片、風(fēng)機(jī)組成，制冷劑在銅管內(nèi)流通，散熱翅片焊接在銅管上輔助散熱，風(fēng)機(jī)置于散熱片一側(cè)，采用吸風(fēng)方式在散熱片表面產(chǎn)生對(duì)流空氣，提高換熱效率。

冷阱15和板層16保持并聯(lián)設(shè)置，通過兩條并聯(lián)的管路連通于冷凝器6，兩者均可接收從冷凝器6冷卻的制冷劑，用于熱交換，通過冷阱15和板層16與外界進(jìn)行熱交換，起到干冷降溫的作用。冷阱15和板層16之間可以同時(shí)流通制冷劑，也可分別控制使其中一個(gè)制冷。經(jīng)冷阱15和/或板層16完成熱交換的制冷劑回流到前級(jí)壓縮機(jī)1，整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)完整的回路。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹评湎到y(tǒng)包括串聯(lián)設(shè)置至少兩級(jí)壓縮機(jī)，氣態(tài)的制冷劑經(jīng)過兩次壓縮過程，最終具有更高的壓縮比，可以提供更低的溫度。

在上述方案的基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)?jiān)谇凹?jí)壓縮機(jī)1上設(shè)置用于檢測(cè)和限定最低壓力值的壓力監(jiān)控裝置，后級(jí)壓縮機(jī)2上設(shè)置用于檢測(cè)和限定最高壓力值的壓力監(jiān)控裝置；分別用于檢測(cè)壓力值，當(dāng)壓力值高于最高或低于最低預(yù)設(shè)值后可以進(jìn)行泄壓，起到保護(hù)的作用。冷凝器6流出的制冷劑由制冷劑儲(chǔ)液器7存儲(chǔ)，制冷劑儲(chǔ)液器7位于冷凝器6前方的管路上，制冷劑儲(chǔ)液器7的高度低于冷凝器6，以便于制冷劑流動(dòng)。經(jīng)過冷凝器6的冷卻后高溫制冷劑降溫液化成為液體，先存儲(chǔ)在制冷劑儲(chǔ)液器7，再由制冷劑儲(chǔ)液器7向冷阱15和/或板層16輸送。制冷劑經(jīng)過冷卻后，轉(zhuǎn)換成中溫高壓的液體形態(tài)，流入制冷劑儲(chǔ)液器7，制冷劑儲(chǔ)液器7出口上有手閥，如需要可截止制冷劑的流通。

具體地，本實(shí)用新型中的前級(jí)壓縮機(jī)1上的壓力監(jiān)控裝置為低壓壓力繼電器14，后級(jí)壓縮機(jī)2上的壓力監(jiān)控裝置為高壓壓力繼電器4。低壓壓力繼電器14設(shè)置在前級(jí)壓縮機(jī)1的吸氣口處，限定系統(tǒng)內(nèi)的低壓壓力不超過設(shè)定值1.2bar。高壓壓力繼電器4設(shè)置在后級(jí)壓縮機(jī)2的排氣口處，限定系統(tǒng)內(nèi)的壓力不超過設(shè)定值22bar。

進(jìn)一步，該制冷系統(tǒng)還包括設(shè)置于后級(jí)壓縮機(jī)2與冷凝器6之間的油分離器5，從后級(jí)壓縮機(jī)2中流出的制冷劑先經(jīng)過油分離器5，油分離器5流經(jīng)的制冷劑中的潤滑油分離，并將潤滑油通過回油管路輸送到前級(jí)壓縮機(jī)1的吸氣口位置，以保持壓縮機(jī)保持潤滑的運(yùn)行狀態(tài)。

在上述任一技術(shù)方案及其相互組合的基礎(chǔ)上，為了使制冷劑的冷卻效率更高，冷阱15和板層16并聯(lián)的管路與冷凝器6之間設(shè)置中間換熱器10，從冷凝器6中流出的制冷劑先經(jīng)過中間換熱器10再分為兩條管路分別流向冷阱15和/或板層16。制冷劑在供給凍干機(jī)蒸發(fā)吸熱之前，會(huì)在中間換熱器中再次冷卻，提高制冷劑的單位制冷量。

中間換熱器10對(duì)從冷凝器6中流出的制冷器進(jìn)行二次冷卻，具體的原理是：冷凝器6與中間換熱器10之間通過并聯(lián)設(shè)置兩條制冷管路連通，分別稱為第一制冷管路和第二制冷管路。其中第一制冷管路上設(shè)置冷卻電磁閥膨脹閥9制冷劑先經(jīng)過冷卻電磁閥膨脹閥9再進(jìn)入中間換熱器10。冷卻電磁閥膨脹閥9包括電磁閥和膨脹閥兩個(gè)部件，制冷劑經(jīng)過電磁閥和膨脹閥后可以進(jìn)一步降溫，達(dá)到更低的溫度。

第二制冷管路直接接入中間換熱器10，第一制冷管路和第二制冷管路中的制冷劑在中間換熱器10中分為兩條相互獨(dú)立的管路，兩條制冷管路中的制冷劑在經(jīng)過中間換熱器10時(shí)在其內(nèi)部進(jìn)行熱交換，在第二制冷管路中成為低溫高壓的液態(tài)制冷劑。第二制冷管路中的制冷劑輸送到冷阱15和/或板層16，以更低的溫度進(jìn)行制冷過程。

更具體地，為了使從上述第一制冷管路中流出的制冷劑更好地被利用，在前級(jí)壓縮機(jī)1與后級(jí)壓縮機(jī)2之間的管路上設(shè)置中間混合器3。第一制冷管路中的制冷劑經(jīng)過中間換熱器10回流到中間混合器3中。中間混合器3將前級(jí)壓縮機(jī)1流出的高溫制冷劑和中間換熱器10流出的低溫制冷劑混合，使制冷劑達(dá)到飽和狀態(tài)。中間混合器3內(nèi)部混合的制冷劑包括來自前級(jí)壓機(jī)1的高溫制冷劑和中間換熱器10返回的低溫制冷劑，經(jīng)過充分的熱交換，把進(jìn)入后級(jí)壓縮機(jī)2的制冷劑的溫度和壓力限定在一定范圍內(nèi)。中間混合器3具有溫度和壓力檢測(cè)裝置，控制中間混合器3內(nèi)的制冷劑處于正常工況。

進(jìn)入板層16的管路包括兩條相互并聯(lián)的送液管路，其中一條上設(shè)置板冷電磁電磁閥膨脹閥12，另一條上設(shè)置板冷調(diào)節(jié)電磁閥膨脹閥13。板冷電磁電磁閥膨脹閥12具體包括板冷電磁閥和膨脹閥，在給凍干機(jī)的板層16降溫時(shí)開啟，控制制冷劑的輸出滿足降溫速率的要求。板冷調(diào)節(jié)電磁閥膨脹閥13包括板冷調(diào)節(jié)電磁閥和膨脹閥，在給板層16控溫時(shí)使用，可滿足板層控溫時(shí)冷量的需要，又能把制冷系統(tǒng)的功耗控制在較低的水平。板層16并聯(lián)設(shè)置兩個(gè)回路，可以分別應(yīng)用在不同的工作狀態(tài)，在保證板層16降溫的情況下達(dá)到節(jié)能的目的。

冷阱15的輸送管路上設(shè)置阱冷電磁閥膨脹閥11。阱冷電磁閥膨脹閥11包括阱冷電磁閥和膨脹閥，控制進(jìn)入凍干機(jī)冷阱內(nèi)制冷劑的量，調(diào)節(jié)其蒸發(fā)溫度可低于-70度以下，并保證足夠的冷量。

綜上所述，從中間換熱器10中流出的液態(tài)制冷劑將分為三路：第一路經(jīng)過阱冷電磁閥膨脹閥11，為凍干機(jī)的冷阱提供冷量；第二路經(jīng)過板冷電磁閥膨脹閥12，給凍干機(jī)的板層降溫；第三路經(jīng)過板冷調(diào)節(jié)電磁閥膨脹閥13，在板層控溫時(shí)使用。

中間換熱器10的兩條并聯(lián)的制冷管路前設(shè)置過濾器8，進(jìn)入中間換熱器10之前經(jīng)過濾器8濾除水汽或雜質(zhì)。過濾器8為可在線更換的設(shè)置方式，濾除雜質(zhì)過多時(shí)可以及時(shí)更換。

本實(shí)用新型還提供一種凍干機(jī)，包括上述的制冷系統(tǒng)，因此可以實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果，該凍干機(jī)的其他部分請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)?jiān)诖瞬辉儋樖觥?/p>

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。