CN109506383A - 三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统，其将中温级循环、低温级循环的制冷压缩机的排出气体与过冷液直接接触冷凝进行制冷循环，从而能降低中制冷压缩机、低温级制冷压缩机的压力比，降低制冷压缩机的功率消耗，从而提高了三级复叠制冷循环的总体性能，节约能源，保护环境。

Description

三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统。

背景技术

当用于低温材料试验的装置，冷间用冷温度较低，如在低于-80℃以下时，常规的双级压缩制冷循环和复叠式制冷循环制冷压缩机的压力比较大，制冷压缩机不能正常工作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种三级复叠制冷循环系统，以解决低温制冷系统的高效运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统，包括冷凝器、高温制冷压缩机、中温直接接触换热器、中温循环泵、中温制冷压缩机、低温直接接触换热器、低温循环泵、低温制冷压缩机、蒸发器、低温膨胀阀、低温过冷器、中温膨胀阀、中温过冷器、高温膨胀阀。

所述蒸发器的出口与低温制冷压缩机的入口连接，低温制冷压缩机的排气出口与低温直接接触换热器的气体入口连接，低温直接接触换热器的饱和液体出口与低温过冷器的低温循环饱和液体入口连接，低温过冷器的低温过冷液体出口分为两路，一路经低温膨胀阀与蒸发器的入口连接，另一路经低温循环泵与低温直接接触换热器的过冷液入口连接；

所述低温过冷器的中温气体出口与中温制冷压缩机的入口连接，中温制冷压缩机的排气出口与中温直接接触换热器的气体入口连接，中温直接接触换热器的饱和液体出口与中温过冷器的中温循环饱和液体入口连接，中温过冷器的中温过冷液体出口分为两路，一路经中温膨胀阀与低温过冷器的中温气液混合流体入口连接，另一路经中温循环泵与中温直接接触换热器的过冷液入口连接；

所述中温过冷器的高温气体出口与高温制冷压缩机的入口连接，高温制冷压缩机的排气出口与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口经高温膨胀阀与中温过冷器的高温气液混合流体入口连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统，将中、低温级循环的制冷压缩机的排出气体与过冷液直接接触冷凝，降低中、低温级制冷压缩机的压力比，降低制冷压缩机的功率消耗，提高了三级复叠制冷循环的总体性能，节约能源，保护环境。

附图说明

图1所示为本发明提供的三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统，包括冷凝器1、高温制冷压缩机2、中温直接接触换热器3、中温循环泵4、中温制冷压缩机5、低温直接接触换热器6、低温循环泵7、低温制冷压缩机8、蒸发器9、低温膨胀阀10、低温过冷器11、中温膨胀阀12、中温过冷器13、高温膨胀阀14；

所述蒸发器9的出口与低温制冷压缩机8的入口连接，所述低温制冷压缩机8的排气出口与低温直接接触换热器6的气体入口连接，所述低温直接接触换热器6的饱和液体出口与低温过冷器11的低温循环饱和液体入口连接，所述低温过冷器11的低温过冷液体出口分为两路，一路经低温膨胀阀10与蒸发器9的入口连接，另一路经低温循环泵7与低温直接接触换热器6的过冷液入口连接；

所述低温过冷器11的中温气体出口与中温制冷压缩机5的入口连接，所述中温制冷压缩机5的排气出口与中温直接接触换热器3的气体入口连接，中温直接接触换热器3的饱和液体出口与中温过冷器13的中温循环饱和液体入口连接，中温过冷器13的中温过冷液体出口分为两路，一路经中温膨胀阀12与低温过冷器11的中温气液混合流体入口连接，另一路经中温循环泵4与中温直接接触换热器3的过冷液入口连接；

所述中温过冷器13的高温气体出口与高温制冷压缩机2的入口连接，高温制冷压缩机2的排气出口与冷凝器1的入口连接，冷凝器1的出口经高温膨胀阀14与中温过冷器13的高温气液混合流体入口连接。

需要说明的是，本发明中，所述的高温制冷压缩机2、中温直接接触换热器3、中温循环泵4、中温制冷压缩机5、低温直接接触换热器6、低温循环泵7、低温制冷压缩机8、低温膨胀阀10、低温过冷器11、中温膨胀阀12、中温过冷器13、高温膨胀阀14，均采用现有技术的制冷压缩机、直接接触式换热器、循环泵、膨胀阀以及过冷器的现有设备，所述冷凝器1以及蒸发器9为现有冷凝器以及蒸发器。

在该制冷循环系统运行时，高温循环制冷压缩机2排出的气体在冷凝器1中与冷却介质热交换，冷凝成高温高压液体，经高温膨胀阀14节流降压为高温气液混合流体，进入中温过冷器13，中温制冷压缩机5排出的气体进入中温直接接触换热器3与过冷液混合热交换，凝结的液体进入中温过冷器13与高温气液混合流体热交换过冷后分为两路，一路经中温膨胀阀12节流降压为中温气液混合流体，进入低温过冷器11，另一路经中温循环泵4进入中温直接接触换热器3；低温制冷压缩机8排出的气体进入低温直接接触换热器6与过冷液混合热交换，凝结成液体进入低温过冷器11与中温气液混合流体热交换过冷后分为两路，一路经低温膨胀阀10节流降压为低温气液混合流体，进入蒸发器9吸收被冷却空间的热量，另一路经低温循环泵7进入低温直接接触换热器6。

本发明的三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统，将中、低温级循环的制冷压缩机的排出气体与过冷液直接接触冷凝，降低中、低温级制冷压缩机的压力比，降低制冷压缩机的功率消耗，提高了三级复叠制冷循环的总体性能，节约能源，保护环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种三级复叠直接接触冷凝制冷循环系统，其特征在于，其蒸发器的出口与低温制冷压缩机的入口连接，低温制冷压缩机的排气出口与低温直接接触换热器的气体入口连接，低温直接接触换热器的饱和液体出口与低温过冷器的低温循环饱和液体入口连接，低温过冷器的低温过冷液体出口分为两路，一路经低温膨胀阀与蒸发器的入口连接，另一路经低温循环泵与低温直接接触换热器的过冷液入口连接；

所述低温过冷器的中温气体出口与中温制冷压缩机的入口连接，中温制冷压缩机的排气出口与中温直接接触换热器的气体入口连接，中温直接接触换热器的饱和液体出口与中温过冷器的中温循环饱和液体入口连接，中温过冷器的中温过冷液体出口分为两路，一路经中温膨胀阀与低温过冷器的中温气液混合流体入口连接，另一路经中温循环泵与中温直接接触换热器的过冷液入口连接；

所述中温过冷器的高温气体出口与高温制冷压缩机的入口连接，高温制冷压缩机的排气出口与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口经高温膨胀阀与中温过冷器的高温气液混合流体入口连接。