多级压缩式制冷剂循环系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多级压缩式制冷剂循环系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]冷冻机组常常会碰到高压缩比，风冷热泵在制取高温热水、低环境温度制热时也会碰到高压缩比的要求，解决的办法是多级串联压缩机，目前的方案采用同一种压缩机进行串联。
【发明内容】
[0003]本发明的一个实施例提供一种多级压缩式制冷剂循环系统，包括多级压缩机、冷凝器、第一节流装置以及第一蒸发器，并提供制冷剂在所述多级压缩机、所述冷凝器、所述第一节流装置以及所述第一蒸发器之间依次循环的循环回路。其中该多级压缩机包括第一级压缩机和第二级压缩机，所述第一和第二级压缩机为具有不同种类压缩机构的压缩机，第一级压缩机的排气量大于第二级压缩机的排气量，第二级压缩机的压力差大于第一级压缩机的压力差，所述压力差为排气压力与入口压力之差，第二级压缩机连接在第一级压缩机的排气侧。
[0004]在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述第一级压缩机为离心式压缩机，所述第二级压缩机为螺杆式压缩机。
[0005]在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述第一级压缩机为螺杆式压缩机，所述第二级压缩机为活塞式压缩机或涡旋式压缩机。
[0006]在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述第一级压缩机与第一单向导通装置并联于所述第二级压缩机的吸气侧，以容许所述第一级压缩机停止工作时制冷剂经过所述第一单向导通装置进入所述第二级压缩机。
[0007]在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述第二级压缩机与第二单向导通装置并联于所述第一级压缩机的排气侧，以容许所述第二级压缩机停止工作时制冷剂经第一级压缩机压缩后经过所述第二单向导通装置进入所述第二级压缩机的下游侧。
[0008]在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述第二级压缩机与第二单向导通装置并联于所述第一级压缩机的排气侧，以容许所述第二级压缩机停止工作时制冷剂经第一级压缩机压缩后经过所述第二单向导通装置进入所述第二级压缩机的下游侧。
[0009]在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述压缩式制冷剂循环系统还包括经济器和第二节流装置，所述冷凝器的排液侧设置经过所述经济器的第一流路和第二流路，以使从所述冷凝器输出的冷凝液分别进入到所述第一流路和所述第二流路；所述第二流路中设置有所述第二节流装置，所述经济器容许所述第一流路和所述第二流路的制冷剂相互换热，以使所述第一流路的制冷剂经过所述经济器进行过冷后再进入所述第一节流装置，并且还使所述第二流路的制冷剂由所述第二节流装置节流后，再经过所述经济器进行蒸发，然后再进入所述第二级压缩机的上游侧。
[0010]在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述第一级压缩机的排气侧设置连接到所述冷凝器的第三流路，以便于在所述第一级压缩机的排气量大于所述第二级压缩机的吸气量时所述冷凝器接收超出所述第二级压缩机吸气量的所述第一级压缩机的排气；所述第二级压缩机的下游侧设置有热水器和第三节流装置，所述热水器用于对所述第二级压缩机的排气冷凝后制取热水，所述第三节流装置用于对经过所述热水器的制冷剂节流并排放到所述冷凝器；所述冷凝器用于将接收的制冷剂冷凝后排放到所述第一节流装置。
[0011 ] 在一优选的实施例中，所述的多级压缩式制冷剂循环系统的所述压缩式制冷剂循环系统还包括第二蒸发器和第四节流装置；第二压缩机的排气侧设置所述冷凝器和第一节流装置，所述冷凝器用于冷凝所述第二压缩机的排气，所述第一节流装置用于节流所述冷凝器输出的制冷剂并排放到所述第一蒸发器，所述第一蒸发器具有两排气侧，其中的一个排气侧与所述第四节流装置连通，所述第二蒸发器用于将经过所述第四节流装置的制冷剂冷凝并排放到所述第一级压缩机的吸气侧，其中的另一个排气侧通过第四流路与所述第二级压缩机的吸气侧连通，以使在所述第一级压缩机的排气量小于所述第二级压缩机的吸气量时所述第二蒸发器能借助于所述第四流路补充气态制冷剂到所述第二级压缩机。
[0012]本发明的另一实施例还提供一种多级压缩式制冷剂循环系统的控制方法，包括提供制冷剂在多级压缩机、冷凝器、第一节流装置以及第一蒸发器之间依次循环的循环回路。其中，该方法还提供第一级压缩机和第二级压缩机作为所述多级压缩机，其中所述第一和第二级压缩机为具有不同种类压缩机构的压缩机，第一级压缩机的排气量大于第二级压缩机的排气量，第二级压缩机的压力差大于第一级压缩机的压力差，所述压力差为排气压力与入口压力之差，将第二级压缩机连接在第一级压缩机的排气侧；
[0013]提供额定点工作模式、中小负荷模式、制冷初始模式、低温制热模式、供热水模式和/或制冰模式；
[0014]其中，在所述额定点工作模式，利用第一级压缩机对制冷剂进行增压，再利用第二级压缩机对所述制冷剂进行再次压缩，利用冷凝器对再次压缩的制冷剂冷凝，将冷凝后的制冷剂分两路，一路经过经济器进行过冷后进入所述循环回路中的所述第一节流装置，另一路经过经济器进行蒸发，再进入所述第二级压缩机吸气侧；
[0015]在所述中小负荷模式，停止所述第一级压缩机，仅使用所述第二级压缩机进行增压；
[0016]在所述制冷初始模式，停止所述第二级压缩机，仅使用所述第一级压缩机对制冷剂增压；
[0017]在所述低温制热模式，在所述额定点工作模式的基础上，提高第一级压缩机、第二级压缩机的增压倍数；
[0018]在所述供热水模式，将第一级压缩机的排气量调节成大于第二级压缩机的吸气量，利用第一级压缩机对制冷剂进行增压，将增压后的制冷剂大部分直接排到冷凝器，用于制冷，同时利用第二压缩机将吸取第一级压缩机剩余部分的排气，进行二次压缩，将第二压缩机的排气排到热水器中，得到高温出水，并进一步将经过热水器的制冷剂节流后排放到所述冷凝器进行冷凝；
[0019]在所述制冰模式，将第一级压缩机的排气量调节成小于第二级压缩机的吸气量，将第二级压缩机的压缩后的制冷剂由冷凝器冷凝，再由第一节流装置节流，将第一蒸发器将节流后的制冷剂蒸发并分两路输出，将其中一路返回到第二级压缩机的吸气侧，将其中另一路由第四节流装置节流后再由第二蒸发器蒸发，然后返回到第一级压缩机的吸气侧，之后由第一级压缩机压缩后排出到第二级压缩机的吸气侧，利用制冷剂在第二蒸发器的蒸发制冰。
[0020]依据本发明的实施例，在输气能力交汇的场合，第一级压缩机采用高输气能力的，第二级压缩机由于制冷剂密度递增，体积流量变小采用输气能力低一些的，同时抗压差能力增强的，这样避免小流量、大压差下第一级压缩机的效率低下的情况发生。
【附图说明】