一种中温、低温两用的复叠式冷水机组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复叠式冷水机技术领域，尤其涉及一种中温、低温两用的复叠式冷水机组。
【背景技术】
[0002]现代工业突飞猛进，不同的生产工艺对冷冻水的温度要求也不尽相同，若需要提供温度较高的冷冻水，则需要单级的冷水机组对冷媒进行冷冻，进而使冷冻水达到预期的温度。
[0003]如申请号为201210240428.4名为“冷水机组”的中国发明专利申请公开了一种冷水机组，在换热器的一侧布置有压缩机、吸气段管路、排气段管路、液管段管路、喷液冷却段管路、液位器、和经济器，压缩机通过吸气段管路与蒸发器相连，压缩机的高温高压气体口连接排气段管路，排气段管路连接至冷凝器，冷凝器连接液管段管路，液管段管路的第一回路连接经济器换热口，经济器再通过电子膨胀阀连接蒸发器，蒸发器与压缩机相连，液管段管路的第二回路通过电子膨胀阀连接经济器的过热口，经济器再连接压缩机，冷凝器上安装集液器，集液器通过喷液冷却段管路连接至压缩机，液位器与集液器相连接；在机组的同一侧还安装有电气柜和控制柜。通过控制系统对机组进行控制，制冷剂通过“气态-液态-气态”的过程，吸收冷媒中热量，以提供冷冻水，但是，该冷水机组在运行范围方面有一定限制，不能通过自身运行提供低温和超低温冷冻水，不能满足特殊生产工艺对冷冻水的需要。
[0004]专用于提供低温和超低温冷冻水的复叠冷水机组可符合一些特殊生产工艺的需要。如申请号为200920089793.3名为“超低温复叠机组”的中国发明专利申请公开了一种直接利用30°C以上冷却水产出-40°C?-75°C冷源的水冷低温机组。它是在单台水冷低温机组内采用两组独立的蒸气压缩制冷循环系统，其中一组的冷凝热量做为另一组的蒸发吸热用。并且两组独立的蒸气压缩制冷循环系统之间的热量传递采用高效复合式换热器，提高机组换热效率，减少中间环节热传递损失，实现稳定高效的长寿命工作。此种超低温复叠机组通过两组蒸气压缩制冷循环系统对制冷剂制冷剂进行重叠换热，使液态制冷剂能达到较低的温度，从而与冷媒换热，生产出低温冷冻水。但是，该复叠机组中的两套系统必须同时操作，该机组不能根据不同情况生产中温、低温的冷冻水。
[0005]因此，在实际生产中，为满足不同生产工艺的要求，需要单独配备不同温度范围的冷水机，这样不仅操作繁琐，而且占地面积大，能耗大，设备闲置率高，不能满足现代工业高效、节能、环保的生产要求。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术中复叠冷水机组的不足，提供一种成本低、节约空间、操作简单、运行范围宽、能同时提供中温、低温冷冻水的中温、低温两用的复叠式冷水机。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案得以实现: 一种中温、低温两用的复叠式冷水机组，所述复叠式冷水机组包括高温级系统和低温级系统，以及控制系统，所述高温级系统与低温级系统由中间换热器相连接，所述高温级系统由高温级压缩机、高温级冷凝器和高温级蒸发器依次连接形成环路，所述高温级蒸发器两端并联有中间换热器，所述低温级系统由低温级压缩机、低温级冷凝器、中间换热器和低温级蒸发器依次连接形成环路，其中，所述高温级蒸发器的进液端和中间换热器的高温级进液端分别设有节流装置，所述控制系统通过控制节流装置的开启或关闭，控制高温级系统中液态制冷剂流经中间换热器或高温级蒸发器。
[0008]通过复叠冷水机组控制系统的控制，在中温模式下，高温级压缩机运行，低温级压缩机停止运行，与高温级蒸发器连接的节流装置打开，与中间换热器连接的节流装置关闭，过冷的高温级制冷剂只流经高温级蒸发器，并与外界载冷剂进行换热，以提供介于15~-25°C温度较高的冷冻水。在低温模式下，高温级压缩机和低温级压缩机同时运行，与高温级蒸发器连接的节流装置关闭，与中间换热器连接的节流装置打开，过冷的高温级制冷剂只流经中间换热器，并与低温级系统进行换热，最终使低温级制冷剂的温度降低，并与外界载冷剂换热，以提供介于_25°C ~_60°C温度较低的冷冻水。
[0009]其中，所述高温级系统还包括高温级油分离器、高温级储液器、高温级经济器和高温级气液分离器，所述高温级油分离器顶部与高温级压缩机的出气端和高温级冷凝器分别连接。
[0010]所述高温级储液器进液端与高温级冷凝器连接，出液端分成两个支路，一个支路上设有节流装置并通过该节流装置与高温级经济器进液端、高温级压缩机的补气口依次连接，另一支路通过高温级经济器与高温级蒸发器连接。在高温经济器中，源于高温级储液器的液态制冷剂分两路进入高温级经济器，并且两路制冷剂相向流动，一路液态制冷剂在使另一路液态制冷剂过冷后变成气态，并通过管道经高温级压缩机的补气口流回吸气腔中；过冷的液态制冷剂经管道进入高温级蒸发器或中间换热器。
[0011]所述高温级气液分离器设于高温级蒸发器和高温级压缩机之间，高温级气液分离器的吸气端与高温级蒸发器出气端连接，出气端与高温级压缩机连接。
[0012]进一步地，所述高温级系统还包括高温级润滑油系统，所述高温级润滑油系统为高温级油分离器底部出油端通过设有的高温级油压差开关与高温级压缩机连接。通过高温级油压差开关控制润滑油在油分离器与高温级压缩机之间流动，保证高温级压缩机在润滑良好的情况下平稳运行。
[0013]所述高温级液喷系统为高温级储液器出液端还设有另一支路通过节流装置与高温级压缩机吸气腔相连，所述节流装置还与设于高温级压缩机的出气端的温度传感器相连接。当温度传感器检测出高温级压缩机出气端的气体温度过高时，控制系统控制高温级储液器与高温级压缩机吸气腔的支路上的节流装置开启，高温级储液器中的液态制冷剂通过该支路流向高温级压缩机的吸气腔，快速冷却高温级压缩机，使高温级压缩机恢复正常运行的温度，避免高温级压缩机内部部件损坏。
[0014]其中，所述低温级系统还包括低温级油分离器、低温级冷凝器、低温级储液器、低温级经济器、低温级气液分离器和膨胀罐。所述低温级油分离器顶部与低温级压缩机的出气端和低温级冷凝器的进气端连接。
[0015]所述低温级储液器进液端与中间换热器低温级出液端连接，低温级储液器的出液端分成两个支路，一个支路上设有节流装置并通过该节流装置与低温级经济器进液端、低温级压缩机的补气口依次连接，另一支路通过低温级经济器与低温级蒸发器连接。
[0016]所述低温级气液分离器设于低温级蒸发器和低温级压缩机之间，低温级气液分离器的吸气端与低温级蒸发器出气端连接，出气端与低温级压缩机连接。
[0017]所述膨胀罐通过系统管道并联于低温级油分离器出气端支路和低温级气液分离器出气端支路之间，所述膨胀罐与低温级油分离器连接的管道上还设置有节流装置。
[0018]进一步地，所述低温级系统还包括低温级润滑油系统，所述低温级润滑油系统为低温级油分离器底部出油端通过设有的低温级油压差开关与低温级压缩机连接。通过低温级油压差开关控制润滑油在油分离器与低温级压缩机之间流动，保证低温级压缩机在润滑良好的情况下平稳运行。
[0019]所述低温级液喷系统为低温级储液器出液端还设有另一支路通过节流装置与低温级压缩机吸气腔相连，所述节流装置还与低温级压缩机的出气端的温度传感器相连接。当温度传感器检测出低温级压缩机出气端的气体温度过高时，控制系统控制低温级储液器与低温级压缩机吸气腔的支路上的节流装置开启，低温级储液器中的液态制冷剂通过该支路流向低温级压缩机的吸气腔，快速冷却低温级压缩机，使低温级压缩机恢复正常运行的温度，避免低温级压缩机内部部件损坏。
[0020]该中温、低温两用的复叠式冷水机组按照以下方式进行工作:
在所述控制系统的面板上设定温度，控制系统根据设定温度，判断设定温度是处于中温模式温度范围还是低温模式温度范围，其中，中温模式温度范围15°C ~_25°C，低温模式温度范围_25°C ~-60°C。若判断设定温度处于中温模式温度范围，则控制复叠机组进入中温模式，若设定温度处于低温模式温度范围，则控制复叠机组进入低温模式。
[0021]在中温模式下，所述控制系统控制高温级压缩机开启，连接高温级经济器、高温级蒸发器的节流装置处于开启状态；低温级压缩机停机，连接低温级经济器、低温级蒸发器、膨胀罐、中间换热器的节流装置关闭。
[0022]气态制冷剂通过高温级压缩机出气端经系统管道流入高温级油分离器，制冷剂从高温级油分离器的出气端进入高温级冷凝器。制冷剂在高温级冷凝器中由气态变为液态，液态制冷剂由高温级冷凝器进入到高温级储液器中，从高温级储液器出来的制冷剂经过节流装置节流进入高温级经济器使制冷剂过冷。过冷的制冷剂经节流装置进入高温级蒸发器，制冷剂蒸发并吸收外界载