一种单级压缩超低温制冷系统及制冷设备的制作方法

1.本实用新型属于制冷设备技术领域，涉及一种单级压缩超低温制冷系统及制冷设备。


背景技术：

2.目前市面上的制冷设备采用的制冷系统主要为单级压缩蒸汽式制冷系统、复叠式以及双级压缩制冷系统。在进行温度达-45℃以下的超低温制冷时，采用单级压缩蒸汽式制冷系统的运行可靠性大大降低，系统存在管路泄漏、部件老化加速等问题。究其原因是压缩机的排气压力、温度过高，压缩机温度过高，从而导致系统不能稳定、可靠运行。而采用复叠式或双级压缩制冷系统，相较于单级压缩蒸汽式制冷系统，系统构成复杂，导致超低温制冷设备的制造成本居高不下。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种单级压缩超低温制冷系统及制冷设备，以在超低温制冷时提高系统运行的可靠性。
4.本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：
5.一种单级压缩超低温制冷系统，包括换热器、压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器；
6.所述换热器设置有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，所述第一进口与所述第一出口之间连通有第一换热管路，所述第二进口与所述第二出口之间连通有第二换热管路；
7.压缩机的排气口经第一制冷管路依次连接冷凝器及第一进口，第一出口经第二制冷管路依次连接节流器、蒸发器及第二进口，第二出口经第三制冷管路连接压缩机的进气口。
8.优选地，所述压缩机内设置有冷却器，第一出口经第四制冷管路依次连接冷却器及压缩机的排气口。
9.优选地，所述压缩机内盛装有冷冻机油，所述冷却器浸没于冷冻机油中。
10.优选地，所述冷却器设置为呈蛇形弯曲的管状结构。
11.优选地，所述第一换热管路设置呈螺旋形结构，所述第二换热管路设置为套筒结构，所述第一换热管路位于所述第二换热管路内部。
12.优选地，所述压缩机的壳体与所述冷凝器之间连接有导热体。
13.优选地，所述导热体设置为导热硅胶片。
14.优选地，所述压缩机的壳体布置有温度传感器，所述冷凝器处布置有散热扇，控制器经信号线缆连接所述温度传感器和所述散热扇。
15.优选地，所述节流器包括第一毛细管、第一阀门、第五制冷管路、第二毛细管、第二阀门和第六制冷管路，所述第五制冷管路串联第一毛细管和第一阀门，所述第六制冷管路串联第二毛细管和第二阀门，第五制冷管路、第六制冷管路并联后再串联所述第二制冷管
路。
16.优选地，所述压缩机的排气口设置有压力传感器，控制器经信号线缆连接所述压力传感器和所述节流器。
17.一种制冷设备，所述制冷设备设置上述的单级压缩超低温制冷系统。
18.本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
19.如上所述，本实用新型述及了一种单级压缩超低温制冷系统，系统构成简单，制造及维护成本较低，将其应用于制冷设备，制冷剂在各制冷管路流动，通过压缩机压缩成高温高压的气态制冷剂后，进入冷凝器换热形成中温高压的液态制冷剂，液态制冷剂通过换热器的第一换热管路，来自蒸发器的低温低压气态制冷剂进入第二换热管路，第一换热管路中的制冷剂与第二换热管路中的制冷剂进行热量交换，以将第一换热管路中温高压的液态制冷剂冷却成为低温高压的液态制冷剂，上述过程中提高了制冷剂的过冷度，降低了压缩机的排气压力、温度，也降低了压缩机的温度；再者，通过在压缩机内设置冷却器以及通过导热体连接压缩机的壳体与冷凝器，以降低压缩机的温度；此外，由温度传感器实时监测压缩机的温度，通过散热扇配合导热体以调节压缩机的温度；由压力传感器实时监测压缩机的排气压力，通过调节节流器的流量以调节压缩机的排气压力。
附图说明
20.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。
21.图1为本实用新型实施例中单级压缩超低温制冷系统的布置示意图；
22.图2为本实用新型实施例中单级压缩超低温制冷系统中换热器的结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例中单级压缩超低温制冷系统中冷却器布置于压缩机内的结构示意图。
具体实施方式
24.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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可
以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
30.实施例：
31.如图1至图3所示，本实施例中单级压缩超低温制冷系统，包括换热器1、压缩机2、冷凝器3、节流器和蒸发器4。
32.换热器1设置有第一进口v1、第一出口c1、第二进口v2和第二出口c2，第一进口v1与第一出口c1之间连通有第一换热管路11，第二进口v2与第二出口c2之间连通有第二换热管路12。
33.其中，第一换热管路11设置呈螺旋形结构，第二换热管路12设置为套筒结构，第一换热管路11位于第二换热管路12内部。如此，制冷剂在第一换热管路11及第二换热管路12流动时，第二换热管路12中的制冷剂包裹第一换热管路11，增大第二换热管路12中的制冷剂与第一换热管路11的接触面积，提高第一换热管路11、第二换热管路12间制冷剂的换热效率。
34.压缩机2的排气口经第一制冷管路依次连接冷凝器3及第一进口v1，第一出口c1经第二制冷管路依次连接节流器、蒸发器4及第二进口v2，第二出口c2经第三制冷管路连接压缩机2的进气口。
35.制冷系统工作时，制冷剂经过压缩机2压缩形成高温高压的气态制冷剂，通过压缩机2压缩成高温高压的气态制冷剂后，进入冷凝器3换热形成中温高压的液态制冷剂，液态制冷剂通过换热器1的第一换热管路11，来自蒸发器4的低温低压气态制冷剂进入第二换热管路12，第一换热管路11中的制冷剂与第二换热管路12中的制冷剂进行热量交换，以将第一换热管路11中温高压的液态制冷剂冷却成为低温高压的液态制冷剂，上述过程中提高了制冷剂的过冷度，降低了压缩机2的排气压力、温度，也降低了压缩机2的温度。
36.压缩机2内设置有冷却器21，冷却器21设置为呈蛇形弯曲的管状结构，冷却器21布置于压缩机2壳体内部下方位置。第一出口c1经第四制冷管路依次连接冷却器21及压缩机2的排气口。其中，为了提高对压缩机2的冷却效率，在压缩机2内盛装有冷冻机油，冷却器21浸没于冷冻机油中。流经冷却器21的相对较低温度的制冷剂与冷冻机油进行热交换，降低冷冻机油的温度，从而达到降低压缩机2温度的目的。
37.从第一出口c1流出的低温高压的液态制冷剂，一路回流至冷却器21，以通过冷却器21与压缩机2实现热量交换，实现热量交换后的制冷剂进入压缩机2的排气口。
38.压缩机2的壳体与冷凝器3之间连接有导热体，其中，导热体设置为导热硅胶片。如此，以利用冷凝器3的低温对压缩机2进一步降温。
39.压缩机2的壳体布置有温度传感器5，冷凝器3处布置有散热扇31，控制器经信号线缆连接温度传感器5和散热扇31。温度传感器5监测压缩机2的壳体温度为tx，t为预设的数值，且t＞0。当tx≥t时，散热扇31转速为n，当tx＜t时，散热扇31转速为m。通过导热体和散热扇31的共同作用，可以降低压缩机2的温度。当压缩机2的壳体温度较高时，散热扇31转速
快，以快速降低压缩机2的温度,当压缩机2壳体温度较低时，散热扇31转速低，以节约能耗并降低噪音。
40.节流器包括第一毛细管61、第一阀门71、第五制冷管路、第二毛细管62、第二阀门72和第六制冷管路。第五制冷管路串联第一毛细管61和第一阀门41，第六制冷管路串联第二毛细管62和第二阀门72，第五制冷管路、第六制冷管路并联后再串联第二制冷管路。第一毛细管61的流量小于第二毛细管62的流量，通过开启第一阀门71或第二阀门72，以开启不同的毛细管，以调节压缩机2的排气压力。
41.从第一出口c1流出的低温高压的液态制冷剂，另一路流至节流器，通过节流器节流降压，再流经蒸发器4、换热器1并进入压缩机2的进气口。
42.压缩机2的排气口设置有压力传感器8，控制器经信号线缆连接压力传感器8和节流器的第一阀门71、第二阀门72。压力传感器8监测压缩机2的排气压力为px，p为预设的数值，且p＞0。当px≥p时，开启第一阀门71，关闭第二阀门72；当px＜p时，开启第二阀门72，关闭第一阀门71。通过导通不同的毛细管以调节节流器的流量，进而调节压缩机2的排气压力。
43.一种制冷设备，该制冷设备优选为冰箱，制冷设备设置本实施例上述的单级压缩超低温制冷系统。
44.至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型的单级压缩超低温制冷系统有了清楚的认识。本实用新型的单级压缩超低温制冷系统，系统构成简单，制造及维护成本较低，将其应用于制冷设备，制冷剂在各制冷管路流动，通过压缩机2压缩成高温高压的气态制冷剂后，进入冷凝器3换热形成中温高压的液态制冷剂，液态制冷剂通过换热器1的第一换热管路11，来自蒸发器4的低温低压气态制冷剂进入第二换热管路12，第一换热管路11中的制冷剂与第二换热管路12中的制冷剂进行热量交换，以将第一换热管路11中温高压的液态制冷剂冷却成为低温高压的液态制冷剂，上述过程中提高了制冷剂的过冷度，降低了压缩机2的排气压力、温度，也降低了压缩机的温度；再者，通过在压缩机2内设置冷却器21以及通过导热体连接压缩机2的壳体与冷凝器3，以降低压缩机2的温度；此外，由温度传感器5实时监测压缩机2的温度，通过散热扇31配合导热体以调节压缩机2的温度；由压力传感器8实时监测压缩机2的排气压力，通过调节节流器的流量以调节压缩机2的排气压力。
45.当然，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内，理应受到本实用新型的保护。