一种虹吸式水冷螺杆低温溶液机组的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于制冷领域，具体涉及一种虹吸式水冷螺杆低温溶液机组。
【背景技术】
[0002]目前，在制冷领域，低温冷冻场合普遍使用一种以盐水(NaCl或CaC12)或乙二醇溶液作为载冷剂并采用螺杆式压缩机的制冷机组，换热器采用干式壳管式蒸发器和水冷壳管式冷凝器的该类机组一般称为干式水冷螺杆低温盐水(乙二醇)溶液机组。由于使用干式壳管式蒸发器的制冷系统依靠蒸发器自身回气带油，蒸发器内不存油，无需设置额外的回油系统，所以系统设计及控制简单。但干式蒸发器换热为管内沸腾换热，随着制冷剂不断蒸发，则气体制冷剂必占据一部分换热面积，同时干式蒸发器端部的制冷剂分配很难做到均匀，从而影响换热器整体的换热效率，制冷剂与载冷剂之间的传热温差一般在5°C以上，其传热效率的提升受到限制，致使整个制冷机组的运行效率很难提升。
[0003]在空调领域的冷水机组普遍采用满液式蒸发器，满液式蒸发器制冷剂在管外液池内沸腾换热，可以实现较小的传热温差，一般在2°C以内，从而使制冷机组运行效率大大提升；由于满液式蒸发器内存有大量的液体制冷剂，会有一定量的冷冻油溶于制冷剂内，而回气是无法带走这部分的冷冻油的，所以满液式蒸发器一般通过文丘里引射器使用高压气体为动力引射蒸发器内的液体来实现回油，但空调工况的制冷机组蒸发温度均在0°C以上，冷冻油的流动性较好，满液式蒸发器内的回油效果较好，但满液式蒸发器应用于_15°C以下的中、低温场合时，则蒸发器内的回油就会出现不畅，致使蒸发器内大量存油，这样会大大降低换热器的换热效率，进而影响整个制冷机组的运行效率和安全;而且采用满液式蒸发器的制冷机组，制冷剂充注量要远远大于干式机组，也使满液式制冷机组的经济型和环保性大大下降；另外使用满液式蒸发器时，在低温工况下载冷剂在换热管内流动，由于低温流体的质量浓度和运动粘度都较大，流动边界层和热边界层较厚，会严重影响载冷剂侧的换热系数，从而大大降低满液式蒸发器的传热效果，所以在目前的制冷领域中蒸发温度在_15°C以下的水冷螺杆低温盐水/乙二醇溶液机组上几乎没有采用满液式蒸发器。
[0004]而且工业制冷系统中载冷剂通常要求温度在(TC以下，所以工业载冷剂常用氯化钙、乙二醇、氯化钠、碱水等水溶液。越是低温，载冷剂的质量浓度和运动粘度就越大，使得载冷剂流体雷诺数Re大幅下降，流动阻力增加，并且流动边界层和热边界层增厚，使载冷剂单相流的换热系数大幅度下降，从而使整个换热器的传热效率大幅下降。为了提高载冷剂的换热效果，一般采取两种办法:一种是提高载冷剂流体的流速，即加大流量的办法以增强换热；另一种则是增大换热器的换热面积;前者必将加大流体的流动阻力，增加了流体的驱动设备即栗的功率消耗，后者是以增加设备制造的成本为代价用以弥补传热效率的下降，显然这两种方法都是非常不经济的。现有使用常规干式蒸发器的干式水冷螺杆低温盐水(乙二醇)溶液机组，在低温工况使用还存在一些问题，如干式蒸发器普遍采用弓形折流板，载冷剂在折流板间的不同位置其流动状态极为不均匀，并存在流动死区，且折流板与壳体内壁之间存在间隙，致使载冷剂流体旁通量较大，特别是高浓度、高粘度流体则尤为明显，致使换热器换热效率大打折扣。
[0005]所以，对于水冷螺杆低温盐水/乙二醇溶液机组，在追求不断提升能效的迫切要求下，不管采用干式还是满液式蒸发器均存在一定的技术问题和困难，如何提升水冷螺杆低温盐水/乙二醇溶液机组的效率是当前摆在技术人员面前的一个技术难题。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种运行效率高，机组运行安全可靠，且易于维护保养的虹吸式水冷螺杆低温溶液机组。
[0007]技术方案:本发明所述虹吸式水冷螺杆低温溶液机组，包括螺杆压缩机、带内置油分冷凝器、气液分离器循环桶、虹吸式蒸发器，所述螺杆压缩机的排气口通过排气管路与所述带内置油分冷凝器的进气口连通，所述带内置油分冷凝器的出液口通过供液系统分别与所述气液分离器循环桶、虹吸式蒸发器的进液口连通，所述气液分离器循环桶的出液口和所述虹吸式蒸发器的进液口通过下降管连通，所述气液分离器循环桶的进气口和所述虹吸式蒸发器的出气口通过上升管连通；
所述气液分离器循环桶的出气口通过吸气管路与所述螺杆压缩机的进气口连通，所述气液分离器循环桶与所述带内置油分冷凝器的出油阀通过回油系统与所述吸气管路连通；所述供液系统包括若干段供液管路、回油热交换器和经济器，所述回油热交换器、经济器均为板式换热器，内部均设置有两个换热通道，其中第一通道连通第一进口和第一出口，第二通道连通第二进口和第二出口 ；所述带内置油分冷凝器的出液口通过第一段供液管路与所述回油热交换器的第一进口连通，所述回油热交换器的第一出口通过第二段供液管路与经济器的第一进口连通，经济器的第一出口通过第三段供液管路与三通管件连接，所述三通管件再通过第四、第五段供液管路分别与所述气液分离器循环桶、虹吸式蒸发器的进液口连通，所述第四、第五段供液管路上还分别设置有第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀；所述第一段供液管路还连接有补气系统，所述补气系统包括热力膨胀阀、电磁阀和单向阀，所述热力膨胀阀的进口通过旁通管路和电磁阀与所述第一段供液管路连通，并由所述电磁阀控制所述旁通管路的通、断，所述热力膨胀阀的出口与所述经济器的第二进口连通，所述经济器的第二出口再通过补气管路和单向阀与所述螺杆压缩机的节能补气口连通，所述热力膨胀阀的外平衡管与所述补气管路连通，热力膨胀阀的感温包设置在所述补气管路的外侧并与所述补气管路充分接触。
[0008]在本发明中补气系统的工作原理是:在低温工况运行时电磁阀打开，部分液体制冷剂经过热力膨胀阀节流降压后进入经济器第二通道，与经济器第一通道内的液体制冷剂进行热交换，经济器第二通道里的液态制冷剂蒸发成气态，并吸收经济器第一通道内的液体制冷剂的热量，经济器第一通道内的液体制冷剂温度降低实现过冷，经济器第二通道里的液态制冷剂蒸发成气态后通过补气管路进入螺杆压缩机的节能补气口，以增加螺杆压缩机的排气量，从而实现系统能效的提升。
[0009]本发明进一步优选地技术方案为，所述回油系统由低压侧回油管路和冷凝器回油管路组成，所述低压侧回油管路的进口与所述气液分离器循环桶的出油阀连接，并依次连通第一油过滤器、所述回油热交换器的第二进口和第二出口、引射器，再通过第一回油阀与所述吸气管路连通，所述引射器为文丘里管装置，其第一进口和出口与所述低压侧回油管路连通，第二进口通过引射管路与设置在所述带内置油分冷凝器上的引射气体阀连接；所述冷凝器回油管路的进口与所述带内置油分冷凝器的分离器出油阀连接，并依次连通第二油过滤器、回油电磁阀，再通过第二回油阀与所述吸气管路连通。当螺杆压缩机里的油压较低时会触及油位开关动作，控制信号会指令回油电磁阀打开，此时带内置油分冷凝器中的油会在高低压差的作用下通过回油管路被输送到吸气管路内，然后回到螺杆压缩机内。
[0010]本发明的回油系统中回油热交换器为一板式换热器，换热器内第一通道流过的是从带内置油分冷凝器流出来的高温液体制冷剂，换热器内第二通道流过的是从气液分离循环桶流出来的低温液体制冷剂和冷冻油的混合物，第二通道内的流体吸收第一通道内流体的热量，从而提高回油温度，降低回油粘度，使低压侧的回油更加顺畅，同时使带内置油分冷凝器出来的液体制冷剂温度降低，实现一定的过冷度，从而提升机组运行效率;在实现相同的过冷度的情况下，可实现减小经济器的换热器面积，从而降低成本。另外，引射器为一文丘里管装置，利用带内置油分冷凝器里的高压气体将蒸发器里低压状态的液态制冷剂和油引射到吸气管路内。
[0011]优选地，所述低压侧回油管路和冷凝器回油管路上还分别设置有第一回油视镜和第二回油视镜。
[0012]优选地，由于低温制冷系统压缩机的压比较大，导致排气温度较高，螺杆压缩机油槽处于高压高温侧，所以在大压比运行时冷冻油的温度会比较高，超过一定温度后粘度大大下降甚至会碳化，从而严重影响压缩机内运动部件的润滑和冷却，因此，