二氧化碳复叠制冷系统自动回油装置的制作方法

本实用新型涉及一种制冷设备，特别是一种二氧化碳复叠制冷系统自动回油装置，用于提取制冷系统低压侧的冷冻油并将其自动输送回压缩机。

背景技术：

近年来，人们对制冷行业大量应用的氟利昂类人工合成制冷剂对大气臭氧层的破坏作用和温室效应等环境问题越来越重视，相关人员也在积极研究氟利昂制冷剂的替代技术。低ODP（臭氧层破坏潜能）和低GWP（温室效应潜能）的环保制冷剂越来越受到重视。CO2为天然工质，化学性质稳定，ODP为0，GWP为1，不可燃，无毒，是一种非常环保的制冷剂，传热效率高，具有非常高的容积制冷量。CO2作为制冷剂也有缺点，就是工作压力高，工作范围小。为了发挥作为制冷剂的CO2的优点，克服其缺点，开发出了二氧化碳复叠制冷系统，二氧化碳作为低温级制冷剂，制取-30~-55℃的低温。

在大型二氧化碳复叠制冷系统中，二氧化碳压缩机多采用喷油螺杆式，由于运转的需要，在压缩二氧化碳气体的过程中会有一些冷冻油混入其中，尽管在压缩机排气口设置了油气分离器，但仍有少量的冷冻油会进入系统中的其它设备，这少量冷冻油不会自动回到压缩机的，随着时间的积累，就会产生2个问题：一是油气分离器的油位降低，需要补充新的冷冻油；二是低压循环桶中液体二氧化碳的冷冻油含量越来越高，这些冷冻油会严重阻碍二氧化碳在冷风机中的蒸发，降低冷风机的效率。

二氧化碳系统的冷冻油多为能与二氧化碳互溶的合成油，在低压循环桶内没有分层现象，无法直接放出冷冻油。现在常用的方法是从二氧化碳循环泵后引出一路液体，经节流阀后直接回压缩机的吸气口，这种做法的缺点是引回压缩机吸气口的液体绝大部分为二氧化碳，只含有少量的冷冻油，回油效率低，损耗了压缩机的制冷量，而且回液过多，给压缩机带来湿行程，影响压缩机的正常运转。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种在制冷系统中能将低压循环桶中溶解在二氧化碳中的冷冻油自动提纯出来并返回到压缩机，使系统中冷冻油的分布达到动态平衡状态，提高蒸发器的换热效率的二氧化碳复叠制冷系统自动回油装置。

1、本实用新型的二氧化碳复叠制冷系统自动回油装置，包括管壳式换热器所述的管壳式换热器倾斜设置；

与管壳式换热器壳程中部相连通有第一电磁阀和第一调节阀；

与管壳式换热器壳程底部相连通有第二电磁阀和第二调节阀；

与管壳式换热器壳程顶部相连通有压差调节阀；

与管壳式换热器壳程相连通有竖直设置的液位计，液位计的下部和上部分别连接有下液位开关和上液位开关；

管壳式换热器的底部端头设有第一接口，管壳式换热器的顶部端头设有第二接口，第一调节阀有第三接口，压差调节阀有第四接口，第二调节阀有第五接口。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

本装置中的第一接口与制冷系统中冷凝器或贮液器相连，第二接口与膨胀阀相连，第三接口与二氧化碳泵出口管路相连，第四接口与循环桶相连，第五接口与压缩机吸气口相连。运行时，二氧化碳和冷冻油混合液体中的二氧化碳蒸发来提纯冷冻油，提纯过程中蒸发的二氧化碳产生的冷量传递给了高压二氧化碳液体，形成过冷，回油器不损失系统的制冷量；提纯后排入压缩机的液体混合物数量很少，且冷冻油的含量很高，对压缩机正常运行影响微小；本发明回油效率高，工作可靠，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示：1为管壳式换热器，管壳式换热器1由壳体11、换热管12、管板13和封头14组成，形成管程和壳程两个腔体。管壳式换热器1倾斜设置，安装时可通过支架（座）进行固定支撑。

与管壳式换热器1壳程中部通过管路依次相连通有第一电磁阀3和第一调节阀2；

与管壳式换热器1壳程底部通过管路依次相连通有第二电磁阀5和第二调节阀6；

与管壳式换热器1壳程顶部通过管路相连通有压差调节阀4；

与管壳式换热器1壳程通过管路相连通有竖直设置的液位计7，液位计7的下部和上部分别连接有下液位开关8和上液位开关9；

管壳式换热器1的底部端头设有第一接口21，管壳式换热器1的顶部端头设有第二接口22，第一调节阀2连有第三接口23，压差调节阀4连有第四接口24，第二调节阀6连有第五接口25。

安装时，第一接口21与制冷系统中冷凝器或贮液器相连，第二接口22与膨胀阀相连，第三接口23与二氧化碳泵出口管路相连，第四接口24与循环桶相连，第五接口25与压缩机吸气口相连。

当整个制冷系统投入运行后，回油装置投入运行，该装置有2路流体，一路为从贮液器或冷凝器来的高温液体二氧化碳经第一接口21进入换热器管程，在管程内被过冷，经第二接口22出换热器后进入膨胀阀节流，这路流体的流动是连续无间断的；

另一路流体的流动是不连续的，具体如下：回油装置投入运行后首先进行取样，打开第一电磁阀3，经第三接口23从二氧化碳泵的出口管路引入一定量的低温含油二氧化碳液体进入壳程，当壳程液位达到上液位开关9位置后关闭第一电磁阀3，完成取样，样品液体在壳程内与管程液体进行换热蒸发，不断被提纯，蒸发产生的气体经壳程上部的压力调节阀4减压后经第四接口24回到循环桶，随着蒸发的进行壳程内的液位不断降低，液体内的冷冻油含量越来越高，当液位降到下液位开关8位置后，打开第二电磁阀6，壳程内的压力将提纯后剩余的液体混合物经第五接口25排入压缩机吸气，经过一段延时，完成排液，关闭第二电磁阀6，如此完成一个循环，再进行下一次取样。

通过调节压力调节阀4，使换热器壳程压力处于泵出口压力和低压循环桶压力之间的合适值。

将管壳式换热器倾斜放置，最大限度地将壳体底部的液体排入压缩机。

通过调整第一调节阀2和第二调节阀6的开度，减小第一电磁阀3和第二电磁阀5打开时形成的冲击。

液位计7选用磁浮子式液位计，液位计7连接的两个液位开关可提供控制信号。根据2个液位开关的动作，2个电磁阀执行不同的动作，可以实现自动回油，正常运行期间不需要人工干预。

回油装置工作时，壳体中蒸发的二氧化碳产生的冷量传递给了高压二氧化碳液体，形成过冷，回油器不损失系统的制冷量。管壳式换热器上部设置压差调节阀，用于控制壳体内二氧化碳的蒸发压力并为油回到压缩机提供动力。管壳式换热器倾斜放置，可最大限度地将壳体底部的液体排入压缩机。在2个电磁阀的上游各设1个调节阀，用于调节流速。