一种双级压缩制冷系统的制作方法

本发明涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种带膨胀机双级压缩制冷系统。

背景技术：

对于需要较低温度制冷时，通常采用单级压缩或双级压缩制冷循环。这种温度需求度对于单级压缩制冷循环应用有以下不足:压缩机长期工作在较大的工作压差之间，耗功大，对压缩机的磨损程度大，造成单级压缩制冷循环的性能系数比较低，维护成本高。这种温度需求度对于双级压缩制冷循环存在以下不足：制冷系统结构复杂，投入成本较高，所以对双级压缩制冷循环系统进行优化是十分有必要的。无论是单级压缩制冷系统还是双级压缩制冷系统都有以下不足：节流降压元件的节流过程损失较大，造成整个制冷循环熵增较大，系统的性能系数较低。因此，如何减少节流损失，使节流过程接近等熵膨胀过程，减少制冷循环的熵增，提高循环系统的能效，节约能源，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种带膨胀机的双级压缩制冷系统，以降低节流过程的损失，提高系统能效。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种双级压缩制冷系统，包括功能压缩机、冷凝器、膨胀机、节流元件、蒸发器、接收器和增压压缩机；所述功能压缩机的排气口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与所述膨胀机的进口端连接，所述膨胀机的出口端与所述接收器的气液进口连接，所述接收器的液体出口通过所述节流元件与所述蒸发器的进口连接，所述蒸发器的出口与所述增压压缩机的吸气口连接，所述增压压缩机的排气口与所述接收器的气体进口连接，所述接收器的气体出口与所述功能压缩机的吸气口连接，所述增压压缩机由所述膨胀机驱动；所述增压压缩机由所述蒸发器的出口吸入低压工质蒸气压缩成中压完成第一级压缩，所述功能压缩机经所述接收器的气体出口把饱和的中压气体工质吸入压缩成高压完成第二级压缩。

所述功能压缩机的排气口流出的高压气体工质进入所述冷凝器中进行冷凝，冷凝后的高压液体工质进入所述膨胀机进行膨胀，工质在所述膨胀机中膨胀对外做功驱动所述增压压缩机工作，从所述膨胀机中出来的中压气液工质经所述接收器的气液进口进入所述接收器中，所述接收器中的液体工质经所述接收器的液体出口进入所述节流元件进行膨胀节流，从所述节流元件流出的低压工质进入所述蒸发器中蒸发吸热，产生制冷现象，从所述蒸发器中流出的低压气体被所述增压压缩机吸气端吸入完成制冷循环。

所述功能压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机、活塞压缩机中和离心式压缩机中的任一种。

所述增压压缩机为开启式压缩机。

所述增压压缩机为螺杆压缩机、活塞压缩机和离心式压缩机中的任一种

所述冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。

所述蒸发器为风冷式或溶液载冷式蒸发器。

所述接收器为板式换热器或壳管式换热器。

所述膨胀机为活塞膨胀机或透平膨胀机。

所述节流元件为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、节约能源，系统能效比高：本发明的制冷系统利用膨胀机膨胀做功驱动增压压缩机运行，利用增压压缩机将由蒸发器的出口吸入的低压工质蒸气压缩成中压完成第一级压缩，减少了节流过程损失，减小了制冷循环的熵增，使制冷循环更加接近逆卡诺循环，提高了循环系统的能效比，同时，减少了功能压缩机的工作压差，减少了功能压缩机的压缩耗功，提高了制冷循环的能效比。

2、功能压缩机故障少：本发明的制冷系统利用膨胀机膨胀做功驱动增压压缩机，缩小了功能压缩机的工作压差，功能压缩机从接收器中吸入饱和的气体工质，避免了蒸发器中供液量与蒸发量不平衡时造成的制冷压缩机液击现象，使功能压缩机工作稳定，减少功能压缩机故障，降低制冷系统的维护成本。

3、换热效率高，降低成本：本发明的制冷系统引入接收器，使进入蒸发器的制冷剂干度减小，气体比重减少，加强了蒸发器的换热，减少了蒸发器的换热面积，降低投入成本。

4、降低成本：本发明的制冷系统对现有的双级压缩制冷系统进行优化，结构简单，安装方便，工作稳定，节约能源，投入成本低。

附图说明

图1所示为本发明的双级压缩制冷系统的原理图；

图中：1、功能压缩机；2、冷凝器；3、膨胀机；4、增压压缩机；5、蒸发器；6、节流元件；7接收器。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明一种带膨胀机的双级压缩制冷系统原理图如图1所示，包括功能压缩机1、冷凝器2、膨胀机3、增压压缩机4、蒸发器5、节流元件6和接收器7。所述功能压缩机1的排气口与所述冷凝器2的进口连接，所述冷凝器2的出口与所述膨胀机3的进口端连接，所述膨胀机3的出口端与所述接收器7的气液进口连接，所述接收器7的液体出口通过所述节流元件6与所述蒸发器5的进口连接，所述蒸发器5的出口与所述增压压缩机4的吸气口连接，所述增压压缩机4的排气口与所述接收器7的气体进口连接，所述接收器7的气体出口与所述功能压缩机1的吸气口连接，所述增压压缩机4由所述膨胀机3驱动。所述增压压缩机由所述蒸发器5的出口吸入低压工质蒸气压缩成中压完成第一级压缩，所述功能压缩机1经所述接收器7的气体出口把饱和的中压气体工质吸入压缩成高压完成第二级压缩。

所述功能压缩机1的排气口流出的高压气体工质进入所述冷凝器2中进行冷凝，冷凝后的高压液体工质进入所述膨胀机3进行膨胀，工质在所述膨胀机3中膨胀对外做功驱动所述增压压缩机4工作，从所述膨胀机3中出来的中压气液工质经所述接收器7的气液进口进入所述接收器7中，所述接收器7中的液体工质经所述接收器的液体出口进入所述节流元件6进行膨胀节流，从所述节流元件6流出的低压工质进入所述蒸发器5中蒸发吸热，产生制冷现象，从所述蒸发器5中流出的低压气体被所述增压压缩机4吸气端吸入完成制冷循环。

其中，所述功能压缩机1为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机、活塞压缩机中和离心式压缩机的任一种。

所述增压压缩机4为开启式压缩机，可以采用螺杆压缩机、活塞压缩机和离心式压缩机中的任一种。

所述冷凝器2为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。

所述蒸发器5为风冷式或溶液载冷式。

所述接收器7可以为板式换热器或壳管式换热器。

所述膨胀机3为活塞膨胀机和透平膨胀机。

所述节流元件6为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。

本发明的制冷系统利用膨胀机膨胀做功驱动增压压缩机运行，减少了节流过程损失，减小了制冷循环的熵增，同时，减少了功能压缩机的工作压差，减少了功能压缩机的压缩耗功，提高制冷循环的能效比。同时，避免了蒸发器中供液量与蒸发量不平衡时造成的制冷压缩机液击现象，使功能压缩机工作稳定，减少功能压缩机故障，降低制冷系统的维护成本。而且，通过对现有的双级压缩制冷系统进行优化，结构简单，安装方便，工作稳定，节约能源，投入成本低。

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。