二次制冷系统及用其制冷的外循环式低温恒温循环仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种二次制冷系统及用其制冷的外循环式低温恒温循环仪，其具有由前机压缩机提供动力的前机回路和由后机压缩机提供动力的后机回路；并具有以下设备和相应连接管道：一级冷凝器，其中设有用于冷凝前机回路制冷剂的前机冷凝管A，和用于冷凝后机回路制冷剂的后机冷凝管；蒸发器，其中设有用于前机回路制冷剂蒸发的前机蒸发管，和用于后机回路制冷剂通过蒸发器的后机降温管；二级冷凝器，其中设有用于冷凝经前机蒸发管蒸发后的前机回路制冷剂的前机冷凝管C，和供前机冷凝管A冷凝后的前机回路制冷剂通过的前机冷凝管B；本系统能够提高冷却降温速度；本实用新型还提供了利用此二次制冷系统制造的外循环式低温恒温循环仪，能够用于油田等节省水资源。
【专利说明】二次制冷系统及用其制冷的外循环式低温恒温循环仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷【技术领域】，特别是指一种二次制冷系统和利用此系统制作的外循环式低温恒温循环仪。
【背景技术】
[0002]现有的制冷系统一般包括压缩机、冷凝器、蒸发器等几个主要设备。其制冷原理是:压缩机用于把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的回气口，从而完成制冷循环。
[0003]由上可以看出，整个制冷循环系统中制冷剂在每个设备中是进行单次循环的，由压缩机开始依次通过冷凝器、蒸发器再回到压缩机。
[0004]在当前各大油田、化工行业、学校、电厂、化验室等均有一些挥发性的有毒物质需要进行快速冷却，以免挥发导致空气污染以及对人体造成伤害。比如油田中某一些工作岗位的员工需要戴着防毒面具进行工作。而现有的制冷系统无法完成对这类物质、设备的瞬间冷却，以致当前对这类易挥发类有毒物质的冷却方式，往往采用自来水、长流水对需要冷却的设备进行冷却，这种冷却方式造成水资源的大量浪费，并且冷却效果不够理想，污染环境。
实用新型内容
[0005]本实用新型针对上述行业的现状，设计研发了一种二次制冷系统，极大提高了制冷系统的制冷速度，能够在瞬间对需要冷却的设备进行降温处理，并据此系统设计了一种外循环式低温恒温循环仪，解决了上述行业长流水冷却导致水资源浪费的问题。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]—种二次制冷系统，其具有两个制冷回路，分别为由前机压缩机提供动力的前机回路和由后机压缩机提供动力的后机回路；
[0008]并具有以下设备和相应连接管道:
[0009]一级冷凝器，其中设有用于冷凝前机回路制冷剂的前机冷凝管A，和用于冷凝后机回路制冷剂的后机冷凝管；
[0010]蒸发器，其中设有用于前机回路制冷剂蒸发的前机蒸发管，和用于后机回路制冷剂通过蒸发器的后机降温管；
[0011]二级冷凝器，其中设有用于冷凝前机回路中经前机蒸发管蒸发后的前机回路制冷剂的前机冷凝管C，和供一级冷凝器中前机冷凝管A冷凝后的前机回路制冷剂通过的前机冷凝管B ；
[0012]经前机压缩机压缩的前机回路制冷剂由前机压缩机的排气口进入一级冷凝器的前机冷凝管A冷凝后，通过二次冷凝器的前机冷凝管B进入蒸发器的前机蒸发管，经前机蒸发管排出的前机回路制冷剂通过位于二级冷凝器内的前机冷凝管C后返回前机压缩机；
[0013]经后机压缩机压缩的后机回路制冷剂由后机压缩机的排气口进入一级冷凝器的后机冷凝管，经后机冷凝管冷凝后的后机回路制冷剂进入蒸发器的后机降温管并被前机蒸发管中前机回路制冷剂的蒸发吸收热量而降温，经后机降温管降温后的后机回路制冷剂进入设置于待冷却处的后机蒸发管内蒸发而完成对待冷却处降温，之后返回后机压缩机。
[0014]由上可知，本二次制冷系统中，前机回路的制冷剂经一级冷凝器前机冷凝管A —次冷凝、进入蒸发器的前机蒸发管蒸发之后还有部分冷度，这些经前机蒸发管排出的前机回路制冷剂会进入二级冷凝器中的前机冷凝管C中并与此处通过前机冷凝管B的前机回路制冷剂互相作用，使之达到最佳温度后进入蒸发器的前机蒸发管蒸发，而通过前机冷凝管C的前机回路制冷剂则返回前机压缩机；而后机回路的制冷剂经一级冷凝器的后机冷凝管一次冷凝后进入设置于蒸发器中的后机降温管，此时前机回路制冷剂在蒸发器的前机蒸发管中吸热蒸发，此过程会对通过后机降温管的后机回路制冷剂进行二次降温，使其达到更佳冷却温度后进入设置于待冷却处的后机蒸发管内蒸发而完成对待冷却物降温，之后返回后机压缩机继续循环。
[0015]作为对上述技术方案的一个改进，在所述后机回路中，还设有油分器，其设置于后机压缩机的排气口与一级冷凝器的后机冷凝管的进口之间，用于将油与后机回路制冷剂分离，以免降一级低冷凝器等设备的导热性。
[0016]作为对上述技术方案的进一步改进，一级冷凝器的前机冷凝管A的出口与前机蒸发管的进口之间设有前机回路毛细管D、以及蒸发器中后机降温管的出口与设置于待冷却处的后机蒸发管的进口之间设有后机回路毛细管E，用于将经过冷凝的高压液态制冷剂，通过节流膨胀作用转换成为低压的液态制冷剂，再送入蒸发管进行蒸发。
[0017]作为对上述技术方案的进一步改进，所述前机回路中还设有前机过滤器，其设置于二级冷凝器中前机冷凝管B的出口和前机回路毛细管D的进口之间，用于吸收制冷系统中的水分，阻挡系统中的杂质使其不能通过，防止制冷系统管路、尤其是毛细管发生冰堵和脏堵。
[0018]作为对上述技术方案的进一步改进，所述后机回路中还设有后机过滤器，其设置于蒸发器中后机降温管的出口与后机回路毛细管E的进口之间，用于在后机回路制冷剂进入毛细管和待冷却处的后机蒸发管蒸发之前对后机回路制冷剂进行过滤。
[0019]作为上述技术方案的一个优选实施方案，所述前机回路制冷剂和所述后机回路制冷剂均为氟利昂。
[0020]作为上述技术方案的一个优选实施方案，所述油分器为油-氟利昂分离器。
[0021]本实用新型还提供了一种外循环式低温恒温循环仪，其利用了上述二次制冷系统进行制冷，并且还包括外部循环系统以及控温系统；
[0022]所述外部循环系统由盛放有冷却液的浴槽和与浴槽连接的管道以及水泵构成；
[0023]所述浴槽即为二次制冷系统中后机回路的待冷却处，浴槽内设置有后机蒸发管(浴槽蒸发管)，二次制冷系统中后机回路制冷剂进入浴槽内的后机蒸发管吸热蒸发，同时给浴槽内的冷却液降温；
[0024]浴槽内经降温后的冷却液由水泵送至待冷却物和/或设备上对其进行冷却，后经管道送回浴槽；[0025]所述控温系统用于根据冷却液温度控制二次制冷系统的运行和停止。
[0026]作为对上述技术方案的一个优选实施方案，浴槽内的所述冷却液为水。
[0027]作为对上述技术方案的一个优选实施方案，所述浴槽为白钢浴槽。
[0028]综上所述，本实用新型提供的二次制冷系统由于具有两个可以互相作用的制冷回路，通过前机回路制冷剂的二次冷凝和蒸发能够对后机回路制冷剂进行更好更快的降温，提升其对待冷却处进行降温的速度，并提高降温幅度，得到更好的降温效果；本实用新型提供的外循环式低温恒温循环仪成功解决了油田等行业一些高毒害物质作业中为了冷却造成的水资源浪费现象，并能够极大提升对外部待冷却物和/或设备进行降温的速度，提高了降温效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本实用新型二次制冷系统的制冷原理示意图(含用于浴槽制冷部分)；
[0031]图2为二次制冷系统的一级冷凝器的结构原理示意图；
[0032]图3为二次制冷系统的二级冷凝器的结构原理示意图；
[0033]图4为二次制冷系统的蒸发器的结构原理示意图；
[0034]图中:1-前机回路；2-后机回路；3-前机压缩机；31-前机压缩机排气口 ；32_前机压缩机回气口 ；4_ 一级冷凝器；41_前机冷凝管A ；42-后机冷凝管；5_蒸发器；51_前机蒸发管；52_后机降温管；6_后机压缩机；61_后机压缩机排气口 ；62_后机压缩机回气口 ；71-前机过滤器；72_后机过滤器；8_ 二级冷凝器；81_前机冷凝管B ;82_前机冷凝管C ；9-油-氟利昂分离器；10_浴槽；11-后机蒸发管。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]如图1至图4所示，一种二次制冷系统，其具有两个制冷回路，分别为由前机压缩机3提供动力的如机回路I和由后机压缩机6提供动力的后机回路2 ；
[0037]并具有以下设备和相应连接管道:
[0038]一级冷凝器4，其中设有用于冷凝前机回路制冷剂的前机冷凝管A41，和用于冷凝后机回路制冷剂的后机冷凝管42 ；
[0039]蒸发器5，其中设有用于前机回路制冷剂蒸发的前机蒸发管51，和用于后机回路制冷剂通过蒸发器的后机降温管52 ；
[0040]二级冷凝器8，其中设有用于冷凝前机回路I中经前机蒸发管51蒸发后的前机回路制冷剂的前机冷凝管C82，和供一级冷凝器中4中前机冷凝管A41冷凝后的前机回路制冷剂通过的前机冷凝管B81 ；
[0041]经前机压缩机3压缩的前机回路制冷剂由前机压缩机的排气口 31进入一级冷凝器4的前机冷凝管A41冷凝后，通过二次冷凝器8的前机冷凝管B81进入蒸发器5的前机蒸发管51，经前机蒸发管51排出的前机回路制冷剂通过位于二级冷凝器8内的前机冷凝管C82后返回前机压缩机3 ；
[0042]经后机压缩机6压缩的后机回路制冷剂由后机压缩机的排气口 61进入一级冷凝器4的后机冷凝管42，经后机冷凝管42冷凝后的后机回路制冷剂进入蒸发器5的后机降温管52并被前机蒸发管51中前机回路制冷剂的蒸发吸收热量而降温，经后机降温管52降温后的后机回路制冷剂进入设置于待冷却处的后机蒸发管11内蒸发而完成对待冷却处降温，之后返回后机压缩机6。
[0043]由上可知，本二次制冷系统中，前机回路的制冷剂经一级冷凝器4的前机冷凝管A41 一次冷凝、进入蒸发器5的前机蒸发管51蒸发之后还有部分冷度，这些经前机蒸发管51排出的前机回路制冷剂会进入二级冷凝器8中的前机冷凝管C82中并与此处通过前机冷凝管B81的前机回路制冷剂互相作用，使之达到最佳温度后进入蒸发器5的前机蒸发管51蒸发，而通过前机冷凝管C82的前机回路制冷剂则返回前机压缩机3 ;而后机回路的制冷剂经一级冷凝器4的后机冷凝管42 —次冷凝后进入设置于蒸发器5中的后机降温管52，此时前机回路制冷剂在蒸发器5的前机蒸发管51中吸热蒸发，此过程会对通过后机降温管52内的后机回路制冷剂进行二次降温，使其达到更佳冷却温度后进入设置于待冷却处的后机蒸发管11内蒸发而完成对待冷却处降温，之后返回后机压缩机6继续循环。
[0044]作为对上述技术方案的一个改进，在所述后机回路2中，还设有油分器(图中为具代表性的油-氟利昂分离器9)，其设置于后机压缩机的排气口 61与一级冷凝器4的后机冷凝管42的进口之间，用于将油与后机回路制冷剂分离，以免降一级低冷凝器4等设备的导热性。
[0045]作为对上述技术方案的进一步改进，一级冷凝4器的前机冷凝管A41的出口与前机蒸发管51的进口之间设有前机回路毛细管D(制冷系统常用设置，图上未示出)、以及蒸发器5中后机降温管52的出口与设置于待冷却处的后机蒸发管11的进口之间设有后机回路毛细管E(制冷系统常用设置，图上未示出)，用于将经过冷凝的高压液态制冷剂，通过节流膨胀作用转换成为低压的液态制冷剂，再送入蒸发管进行蒸发。
[0046]作为对上述技术方案的进一步改进，所述前机回路I中还设有前机过滤器71，其设置于二级冷凝器8中前机冷凝管B81的出口和前机回路毛细管D的进口之间，用于吸收制冷系统中的水分，阻挡系统中的杂质使其不能通过，防止制冷系统管路、尤其是毛细管发生冰堵和脏堵。
[0047]作为对上述技术方案的进一步改进，所述后机回路2中还设有后机过滤器72，其设置于蒸发器5中后机降温管52的出口与后机回路毛细管E的进口之间，用于在后机回路制冷剂进入毛细管和待冷却处的后机蒸发管11蒸发之前对后机回路制冷剂进行过滤。
[0048]作为上述技术方案的一个优选实施方案，所述前机回路制冷剂和所述后机回路制冷剂均为氟利昂。
[0049]作为上述技术方案的一个优选实施方案，所述油分器为油-氟利昂分离器9。
[0050]具体的，所述一级冷凝器4中设置有大量盘管，分为前机冷凝管A41和后机冷凝管42两种，分别用于冷凝前机回路制冷剂和后机回路制冷剂。前机冷凝管A41的进口接前机压缩机的排气口 31 ;前机冷凝管A41的出口接前机蒸发管51的进口，或者当蒸发器5前连接有毛细管时接前机回路毛细管D的进口，或者当毛细管前连接有前机过滤器71时接前机过滤器71的进口。后机冷凝管42的进口接后机压缩机的排气口 61，或者当设有油分器时接油分器的出口 ；后机冷凝管42的出口接蒸发器5中后机降温管52的进口。
[0051]所述二级冷凝器8中也设置有大量盘管，分为前机冷凝管B81和前机冷凝管C82。前机冷凝管B81的进口接一级冷凝器4中前机冷凝管A41的出口 ；前机冷凝管B81的出口接前机蒸发管51的进口、或者当设有前机回路毛细管D时接前机回路毛细管D的进口、或者当设有前机过滤器71时接前机过滤器71的进口，用于供经一级冷凝器4的前机冷凝管A41冷凝后的前机回路制冷剂通过二级冷凝管8并进入蒸发器5或者前机回路毛细管D或者前机过滤器71。前机冷凝管C82的进口接蒸发器5的前机蒸发管51的出口 ；前机冷凝管C82的出口接前机压缩机的回气口 32，用于使经蒸发器5的前机蒸发管51排出的前机回路制冷剂进入二级冷凝器8完成对前机冷凝管B81中的制冷剂二次冷凝后回到前机压缩机3。
[0052]所述蒸发器5中也设置有大量盘管，分为前机蒸发管51和后机降温管52。前机蒸发管51的进口接前机冷凝管B81的出口、或者当前机回路设有毛细管时接前机回路毛细管D的出口 ；前机蒸发管51的出口接前机冷凝管C83的进口。后机降温管52的进口接后机冷凝管42的出口 ；后机降温管52的出口接后机蒸发管11的进口、或者当设有后机回路毛细管E时接后机回路毛细管E的进口、或者当设有后机过滤器72时接后机过滤器72的进口。
[0053]以上所有连接方式均通过现有技术中的管道或相关连接方式进行具体连接。
[0054]本实用新型还提供了一种外循环式低温恒温循环仪，其利用了上述二次制冷系统进行制冷，并且还包括外部循环系统以及控温系统；
[0055]所述外部循环系统由盛放有冷却液的浴槽10 (图上未示出外部循环系统其他结构，其余结构根据具体应用情况设置，均为常用设备)和与浴槽10连接的管道以及水泵构成；
[0056]所述浴槽10即为二次制冷系统中后机回路2的待冷却处，浴槽10内设置有后机蒸发管11 (浴槽蒸发管)，二次制冷系统中后机回路制冷剂进入浴槽10内的后机蒸发管11吸热蒸发，同时给浴槽10内的冷却液降温；
[0057]浴槽10内经降温后的冷却液由水泵送至待冷却物和/或设备上对其进行冷却，后经管道送回浴槽10 ；
[0058]所述控温系统用于根据冷却液温度控制二次制冷系统的运行和停止。
[0059]作为对上述技术方案的一个优选实施方案，浴槽10内的所述冷却液为水。
[0060]作为对上述技术方案的一个优选实施方案，所述浴槽10为白钢浴槽。
[0061]综上所述，本实用新型提供的二次制冷系统由于具有两个可以互相作用的制冷回路，通过前机回路制冷剂的二次冷凝和蒸发能够对后机回路制冷剂进行更好更快的降温，提升其对待冷却处进行降温的速度，并提高降温幅度，得到更好的降温效果；本实用新型提供的外循环式低温恒温循环仪成功解决了油田等行业一些高毒害物质作业中为了冷却造成的水资源浪费现象，并能够极大提升对外部待冷却物和/或设备进行降温的速度，提高了降温效果。
[0062]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种二次制冷系统，其特征在于: 系统具有两个制冷回路，分别为由前机压缩机提供动力的前机回路和由后机压缩机提供动力的后机回路； 并具有以下设备和相应连接管道: 一级冷凝器，其中设有用于冷凝前机回路制冷剂的前机冷凝管A，和用于冷凝后机回路制冷剂的后机冷凝管； 蒸发器，其中设有用于前机回路制冷剂蒸发的前机蒸发管，和用于后机回路制冷剂通过蒸发器的后机降温管； 二级冷凝器，其中设有用于冷凝经前机蒸发管蒸发后的前机回路制冷剂的前机冷凝管C，和供前机冷凝管A冷凝后的前机回路制冷剂通过的前机冷凝管B ； 前机回路制冷剂由前机压缩机排出后依次途经一级冷凝器的前机冷凝管A、二次冷凝器的前机冷凝管B、蒸发器的前机蒸发管、二级冷凝器的前机冷凝管C后返回前机压缩机；后机回路制冷剂由后机压缩机排出后依次途经一级冷凝器的后机冷凝管、蒸发器的后机降温管、设置于待冷却处的后机蒸发管后返回后机压缩机。
2.根据权利要求1所述的二次制冷系统，其特征在于:还设有油分器，其设置于后机压缩机的排气口与一级冷凝器的后机冷凝管的进口之间，用于将油与后机回路制冷剂分离。
3.根据权利要求2所述的二次制冷系统，其特征在于:一级冷凝器的前机冷凝管A的出口与前机蒸发管的进口之间设有前机回路毛细管D、以及蒸发器中后机降温管的出口与设置于待冷却处的后机蒸发管的进口之间设有后机回路毛细管E。
4.根据权利要求3所述的二次制冷系统，其特征在于:所述前机回路中还设有前机过滤器，其设置于二级冷凝器中前机冷凝管B的出口和前机回路毛细管D的进口之间。
5.根据权利要求3所述的二次制冷系统，其特征在于:所述后机回路中还设有后机过滤器，其设置于蒸发器中后机降温管的出口与后机回路毛细管E的进口之间。
6.利用权利要求1至5任一项所述的二次制冷系统进行制冷的外循环式低温恒温循环仪，其特征在于: 还包括外部循环系统以及控温系统； 所述外部循环系统由盛放有冷却液的浴槽和与浴槽连接的管道以及水泵构成； 所述浴槽内设有后机蒸发管； 浴槽内经降温后的冷却液由水泵送至待冷却物和/或设备上对其进行冷却，后经管道送回浴槽； 所述控温系统用于根据冷却液温度控制二次制冷系统的运行和停止。
7.根据权利要求6所述的外循环式低温恒温循环仪，其特征在于:浴槽内的冷却液为水。
8.根据权利要求6所述的外循环式低温恒温循环仪，其特征在于:所述浴槽为白钢浴槽。
【文档编号】F25B49/02GK203533951SQ201320599989
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】王金玉 申请人:王金玉