本實(shí)用新型涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙級(jí)復(fù)疊低溫冷凝機(jī)組。

背景技術(shù)：

在低溫制冷領(lǐng)域中，低于在-40℃～-70℃低溫區(qū)間，應(yīng)用需求廣泛。使用如用于科研院所、金屬處理、生物工程、血站、醫(yī)院、衛(wèi)生防疫系統(tǒng)、高校實(shí)驗(yàn)室、軍工企業(yè)等領(lǐng)域中。速凍食品設(shè)備（海鮮、肉類、水餃等）、冷庫、低溫冷凍柜、低溫實(shí)驗(yàn)設(shè)備及專用設(shè)備、低溫真空干燥設(shè)備、車用冷凍（藏）設(shè)備、物流周轉(zhuǎn)冷凍（藏）設(shè)備、疫苗運(yùn)輸、生鮮電商冷鏈配送、生鮮電商中轉(zhuǎn)站及便利店自提站、最后1公里冷鏈配送。應(yīng)用溫度低于-18度時(shí)，普遍存在制冷量不足的情況，具體表現(xiàn)為降溫時(shí)間長、或溫度難以降低。尤其速凍設(shè)備要求快速降溫，冷量需求更為嚴(yán)格。

雙級(jí)復(fù)疊式制冷原理為：高溫部分使用中溫制冷劑，低溫部分使用低溫制冷劑。高溫部分系統(tǒng)中制冷劑的蒸發(fā)是用來使低溫部分系統(tǒng)中制冷劑冷凝，用一個(gè)冷凝蒸發(fā)器將兩部分聯(lián)系起來，它既是高溫部分的蒸發(fā)器，又是低溫部分的冷凝器。低溫部分的制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)向被冷卻對(duì)象吸取熱量（即制取冷量），并將此熱量傳給高溫部分制冷劑，然后再由高溫部分制冷劑將熱量傳給冷卻介質(zhì)（水或空氣）。

現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用中， -40℃以上的制冷冷凝機(jī)組的結(jié)構(gòu)圖，如圖 1 所示，-40℃以上的制冷冷凝機(jī)組包括儲(chǔ)液器15、制冷壓縮機(jī)16、 冷凝器17和冷凝風(fēng)機(jī)18、截止閥（液）19、截止閥（汽）20， -40℃以上的制冷冷凝機(jī)組在低于-40℃以下運(yùn)行和使用中存在以下問題：1、制冷能力問題，單級(jí)壓縮制冷使用循環(huán)工質(zhì)特性決定，當(dāng)蒸發(fā)溫度低于-30℃以下時(shí)，壓縮機(jī)表現(xiàn)出壓力趨向0kg/cm²，吸氣壓力底吸氣能力嚴(yán)重不足，所以導(dǎo)致冷量快速衰減，無法達(dá)到要求溫度。如采用R13\R23,等高溫制冷劑，冷凝壓力過高且常溫環(huán)境下無法對(duì)氣態(tài)冷凝。2、可靠性問題，中溫制冷劑吸氣壓力的降低導(dǎo)致壓縮機(jī)的壓比增加，壓比超過10以上時(shí)會(huì)影響壓縮機(jī)的正常壽命和效率。高溫制冷劑在常溫不能冷凝，且冷壓力過高不安全。

綜上原因，-40℃以上制冷方式可以采用單級(jí)壓縮制冷，-40℃以下制冷方式則需采用雙級(jí)壓縮或復(fù)疊式壓縮制冷才能正常運(yùn)行和獲取需要的工作溫度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種雙級(jí)復(fù)疊低溫冷凝機(jī)組，解決現(xiàn)有低溫制冷設(shè)備不能在-40℃～-70℃溫度區(qū)間內(nèi)穩(wěn)定使用的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種雙級(jí)復(fù)疊低溫冷凝機(jī)組，包括第一級(jí)中溫制冷壓縮機(jī)、與中溫制冷壓縮機(jī)的輸出口連接冷凝器、對(duì)冷凝器吸風(fēng)或吹風(fēng)的冷凝風(fēng)機(jī)，冷凝器的冷媒輸出口連接儲(chǔ)液器，經(jīng)節(jié)流元件后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)入口管，中溫制冷壓縮機(jī)的輸入口連接冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)出口管形成一路制冷循環(huán)。第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)的輸出口連接的油氣分離器，經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的冷凝側(cè)入口管，最終從冷凝側(cè)出口管連接低溫冷凝機(jī)組的液管閥，低溫制冷壓縮機(jī)的輸入口連接低溫冷凝機(jī)組的汽管閥，液管閥和汽管閥連通到蒸發(fā)裝置。

作為一種優(yōu)選：冷凝風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)是水平對(duì)置安裝。

作為一種優(yōu)選：第一級(jí)中低溫制冷壓縮機(jī)和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式采用臥式或立式，第一級(jí)中低溫制冷壓縮機(jī)和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)形式是滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式或渦旋式。

作為一種優(yōu)選：冷凝蒸發(fā)器是板式換熱器或套管式換熱器或管片式換熱器或微通道換熱器。

作為一種優(yōu)選：冷凝器采用管片式或平行流式或管帶式或微通道式。

作為一種優(yōu)選：冷凝風(fēng)機(jī)是罩機(jī)電機(jī)或內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)或外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

作為一種優(yōu)選：第一級(jí)節(jié)流元件采用毛細(xì)管或電子膨脹閥或熱力膨脹閥。

作為一種優(yōu)選：油氣分離器安裝在壓縮機(jī)出口，結(jié)構(gòu)為離心式。

作為一種優(yōu)選：第一級(jí)中溫壓縮機(jī)使用制冷劑為：R134a、R404A、R22、R407C、R410A其中的一種。

作為一種優(yōu)選：第二級(jí)低溫壓縮機(jī)使用制冷劑為：R23或R13。

本實(shí)用新型有益效果：

1、通過第一級(jí)中溫制冷壓縮機(jī)和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)的聯(lián)合控制解決了單臺(tái)壓縮機(jī)負(fù)荷過重?zé)o法實(shí)現(xiàn)-40以下制冷的要求。

2、第一級(jí)中溫制冷壓縮機(jī)和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)之間共同連接到冷凝蒸發(fā)器，兩路互不干擾，即是一路損壞，另一路也能維持工作一定的制冷效果，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)冷凝機(jī)組更加穩(wěn)定的運(yùn)行，。

3、第一級(jí)中溫制冷壓縮機(jī)和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)的散熱器件不同，分別是冷凝風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，彼此工作時(shí)，對(duì)置安裝，從而可以通過空氣路通，彼此相互提高散熱效果。

附圖說明

附圖1：常規(guī)低溫制冷冷凝機(jī)組的結(jié)構(gòu)圖。

附圖2：本實(shí)用新型一種雙級(jí)復(fù)疊低溫冷凝機(jī)組的系統(tǒng)原理圖。

附圖3：本實(shí)用新型一種雙級(jí)復(fù)疊低溫冷凝機(jī)組的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記說明：1-冷凝風(fēng)機(jī)，2-冷凝器，3-節(jié)流元件，4-儲(chǔ)液器，5-第一級(jí)中溫制冷壓縮機(jī)，6-油氣分離器，7-第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)，8-冷凝蒸發(fā)器，9-液管閥，10-氣管閥，11-冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)入口管，12-冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)出口管，13-冷凝蒸發(fā)器冷凝側(cè)入口管，14-冷凝蒸發(fā)器冷凝側(cè)出口管，15-儲(chǔ)液器，16-中低溫制冷壓縮機(jī)，17-冷凝器，18-冷凝風(fēng)機(jī)，19-液體截止閥，20-汽體截止閥。

虛線框?yàn)檎舭l(fā)裝置，內(nèi)部為21-蒸發(fā)器，22-蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，23-節(jié)流元件。

具體實(shí)施方式

如圖2所示的一種雙級(jí)復(fù)疊低溫冷凝機(jī)組，包括第一級(jí)中溫制冷壓縮機(jī)5、與中溫制冷壓縮機(jī)5的輸出口連接冷凝器2、對(duì)冷凝器2吸風(fēng)或吹風(fēng)的冷凝風(fēng)機(jī)1，冷凝器2的冷媒輸出口連接儲(chǔ)液器4，經(jīng)節(jié)流元件3后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器8的蒸發(fā)側(cè)入口管11，中溫制冷壓縮機(jī)5的輸入口連接冷凝蒸發(fā)器8的蒸發(fā)側(cè)出口管12形成一路制冷循環(huán)。第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)7的輸出口連接的油氣分離器6，經(jīng)冷凝蒸發(fā)器8的冷凝側(cè)入口管13，最終從冷凝側(cè)出口管14連接低溫冷凝機(jī)組的液管閥9，低溫制冷壓縮機(jī)7的輸入口連接低溫冷凝機(jī)組的汽管閥10，所述的液管閥9和汽管閥10連通到蒸發(fā)裝置。第一級(jí)中溫制冷壓縮機(jī)和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)的散熱器件不同，分別是冷凝風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，彼此工作時(shí)，冷凝風(fēng)機(jī)1與蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)22是對(duì)置安裝，從而可以通過空氣路通，彼此相互提高散熱效果。

第一級(jí)中低溫制冷壓縮機(jī)5和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)7的結(jié)構(gòu)形式采用臥式或立式，第一級(jí)中低溫制冷壓縮機(jī)5和第二級(jí)低溫制冷壓縮機(jī)7的活塞運(yùn)動(dòng)形式是滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式或渦旋式。

冷凝蒸發(fā)器8是板式換熱器或套管式換熱器或管片式換熱器或微通道換熱器。冷凝器2采用管片式或平行流式或管帶式或微通道式。冷凝風(fēng)機(jī)1是罩機(jī)電機(jī)或內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)或外轉(zhuǎn)子電機(jī)。第一級(jí)節(jié)流元件3采用毛細(xì)管或電子膨脹閥或熱力膨脹閥。節(jié)流元件3與儲(chǔ)液器4之間安裝電磁閥。油氣分離器6安裝在壓縮機(jī)7出口，結(jié)構(gòu)為離心式。

為了保證制冷的階梯效果，并防止能源浪費(fèi)，第一級(jí)中溫壓縮機(jī)使用制冷劑為：R134a、R404A、R22、R407C、R410A其中的一種。第二級(jí)低溫壓縮機(jī)使用制冷劑為：R23或R13。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。