一種中溫、低溫兩用的復疊式冷水機組的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及復疊式冷水機技術領域，尤其涉及一種中溫、低溫兩用的復疊式冷水機組。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)突飛猛進，不同的生產工藝對冷凍水的溫度要求也不盡相同，若需要提供溫度較高的冷凍水，則需要單級的冷水機組對冷媒進行冷凍，進而使冷凍水達到預期的溫度。
[0003]如申請?zhí)枮?01210240428.4名為“冷水機組”的中國發(fā)明專利申請公開了一種冷水機組，在換熱器的一側布置有壓縮機、吸氣段管路、排氣段管路、液管段管路、噴液冷卻段管路、液位器、和經濟器，壓縮機通過吸氣段管路與蒸發(fā)器相連，壓縮機的高溫高壓氣體口連接排氣段管路，排氣段管路連接至冷凝器，冷凝器連接液管段管路，液管段管路的第一回路連接經濟器換熱口，經濟器再通過電子膨脹閥連接蒸發(fā)器，蒸發(fā)器與壓縮機相連，液管段管路的第二回路通過電子膨脹閥連接經濟器的過熱口，經濟器再連接壓縮機，冷凝器上安裝集液器，集液器通過噴液冷卻段管路連接至壓縮機，液位器與集液器相連接；在機組的同一側還安裝有電氣柜和控制柜。通過控制系統(tǒng)對機組進行控制，制冷劑通過“氣態(tài)-液態(tài)-氣態(tài)”的過程，吸收冷媒中熱量，以提供冷凍水，但是，該冷水機組在運行范圍方面有一定限制，不能通過自身運行提供低溫和超低溫冷凍水，不能滿足特殊生產工藝對冷凍水的需要。
[0004]專用于提供低溫和超低溫冷凍水的復疊冷水機組可符合一些特殊生產工藝的需要。如申請?zhí)枮?00920089793.3名為“超低溫復疊機組”的中國發(fā)明專利申請公開了一種直接利用30°C以上冷卻水產出-40°C?-75°C冷源的水冷低溫機組。它是在單臺水冷低溫機組內采用兩組獨立的蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，其中一組的冷凝熱量做為另一組的蒸發(fā)吸熱用。并且兩組獨立的蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)之間的熱量傳遞采用高效復合式換熱器，提高機組換熱效率，減少中間環(huán)節(jié)熱傳遞損失，實現(xiàn)穩(wěn)定高效的長壽命工作。此種超低溫復疊機組通過兩組蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)對制冷劑制冷劑進行重疊換熱，使液態(tài)制冷劑能達到較低的溫度，從而與冷媒換熱，生產出低溫冷凍水。但是，該復疊機組中的兩套系統(tǒng)必須同時操作，該機組不能根據不同情況生產中溫、低溫的冷凍水。
[0005]因此，在實際生產中，為滿足不同生產工藝的要求，需要單獨配備不同溫度范圍的冷水機，這樣不僅操作繁瑣，而且占地面積大，能耗大，設備閑置率高，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)高效、節(jié)能、環(huán)保的生產要求。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中復疊冷水機組的不足，提供一種成本低、節(jié)約空間、操作簡單、運行范圍寬、能同時提供中溫、低溫冷凍水的中溫、低溫兩用的復疊式冷水機。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術方案得以實現(xiàn): 一種中溫、低溫兩用的復疊式冷水機組，所述復疊式冷水機組包括高溫級系統(tǒng)和低溫級系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)，所述高溫級系統(tǒng)與低溫級系統(tǒng)由中間換熱器相連接，所述高溫級系統(tǒng)由高溫級壓縮機、高溫級冷凝器和高溫級蒸發(fā)器依次連接形成環(huán)路，所述高溫級蒸發(fā)器兩端并聯(lián)有中間換熱器，所述低溫級系統(tǒng)由低溫級壓縮機、低溫級冷凝器、中間換熱器和低溫級蒸發(fā)器依次連接形成環(huán)路，其中，所述高溫級蒸發(fā)器的進液端和中間換熱器的高溫級進液端分別設有節(jié)流裝置，所述控制系統(tǒng)通過控制節(jié)流裝置的開啟或關閉，控制高溫級系統(tǒng)中液態(tài)制冷劑流經中間換熱器或高溫級蒸發(fā)器。
[0008]通過復疊冷水機組控制系統(tǒng)的控制，在中溫模式下，高溫級壓縮機運行，低溫級壓縮機停止運行，與高溫級蒸發(fā)器連接的節(jié)流裝置打開，與中間換熱器連接的節(jié)流裝置關閉，過冷的高溫級制冷劑只流經高溫級蒸發(fā)器，并與外界載冷劑進行換熱，以提供介于15~-25°C溫度較高的冷凍水。在低溫模式下，高溫級壓縮機和低溫級壓縮機同時運行，與高溫級蒸發(fā)器連接的節(jié)流裝置關閉，與中間換熱器連接的節(jié)流裝置打開，過冷的高溫級制冷劑只流經中間換熱器，并與低溫級系統(tǒng)進行換熱，最終使低溫級制冷劑的溫度降低，并與外界載冷劑換熱，以提供介于_25°C ~_60°C溫度較低的冷凍水。
[0009]其中，所述高溫級系統(tǒng)還包括高溫級油分離器、高溫級儲液器、高溫級經濟器和高溫級氣液分離器，所述高溫級油分離器頂部與高溫級壓縮機的出氣端和高溫級冷凝器分別連接。
[0010]所述高溫級儲液器進液端與高溫級冷凝器連接，出液端分成兩個支路，一個支路上設有節(jié)流裝置并通過該節(jié)流裝置與高溫級經濟器進液端、高溫級壓縮機的補氣口依次連接，另一支路通過高溫級經濟器與高溫級蒸發(fā)器連接。在高溫經濟器中，源于高溫級儲液器的液態(tài)制冷劑分兩路進入高溫級經濟器，并且兩路制冷劑相向流動，一路液態(tài)制冷劑在使另一路液態(tài)制冷劑過冷后變成氣態(tài)，并通過管道經高溫級壓縮機的補氣口流回吸氣腔中；過冷的液態(tài)制冷劑經管道進入高溫級蒸發(fā)器或中間換熱器。
[0011]所述高溫級氣液分離器設于高溫級蒸發(fā)器和高溫級壓縮機之間，高溫級氣液分離器的吸氣端與高溫級蒸發(fā)器出氣端連接，出氣端與高溫級壓縮機連接。
[0012]進一步地，所述高溫級系統(tǒng)還包括高溫級潤滑油系統(tǒng)，所述高溫級潤滑油系統(tǒng)為高溫級油分離器底部出油端通過設有的高溫級油壓差開關與高溫級壓縮機連接。通過高溫級油壓差開關控制潤滑油在油分離器與高溫級壓縮機之間流動，保證高溫級壓縮機在潤滑良好的情況下平穩(wěn)運行。
[0013]所述高溫級液噴系統(tǒng)為高溫級儲液器出液端還設有另一支路通過節(jié)流裝置與高溫級壓縮機吸氣腔相連，所述節(jié)流裝置還與設于高溫級壓縮機的出氣端的溫度傳感器相連接。當溫度傳感器檢測出高溫級壓縮機出氣端的氣體溫度過高時，控制系統(tǒng)控制高溫級儲液器與高溫級壓縮機吸氣腔的支路上的節(jié)流裝置開啟，高溫級儲液器中的液態(tài)制冷劑通過該支路流向高溫級壓縮機的吸氣腔，快速冷卻高溫級壓縮機，使高溫級壓縮機恢復正常運行的溫度，避免高溫級壓縮機內部部件損壞。
[0014]其中，所述低溫級系統(tǒng)還包括低溫級油分離器、低溫級冷凝器、低溫級儲液器、低溫級經濟器、低溫級氣液分離器和膨脹罐。所述低溫級油分離器頂部與低溫級壓縮機的出氣端和低溫級冷凝器的進氣端連接。
[0015]所述低溫級儲液器進液端與中間換熱器低溫級出液端連接，低溫級儲液器的出液端分成兩個支路，一個支路上設有節(jié)流裝置并通過該節(jié)流裝置與低溫級經濟器進液端、低溫級壓縮機的補氣口依次連接，另一支路通過低溫級經濟器與低溫級蒸發(fā)器連接。
[0016]所述低溫級氣液分離器設于低溫級蒸發(fā)器和低溫級壓縮機之間，低溫級氣液分離器的吸氣端與低溫級蒸發(fā)器出氣端連接，出氣端與低溫級壓縮機連接。
[0017]所述膨脹罐通過系統(tǒng)管道并聯(lián)于低溫級油分離器出氣端支路和低溫級氣液分離器出氣端支路之間，所述膨脹罐與低溫級油分離器連接的管道上還設置有節(jié)流裝置。
[0018]進一步地，所述低溫級系統(tǒng)還包括低溫級潤滑油系統(tǒng)，所述低溫級潤滑油系統(tǒng)為低溫級油分離器底部出油端通過設有的低溫級油壓差開關與低溫級壓縮機連接。通過低溫級油壓差開關控制潤滑油在油分離器與低溫級壓縮機之間流動，保證低溫級壓縮機在潤滑良好的情況下平穩(wěn)運行。
[0019]所述低溫級液噴系統(tǒng)為低溫級儲液器出液端還設有另一支路通過節(jié)流裝置與低溫級壓縮機吸氣腔相連，所述節(jié)流裝置還與低溫級壓縮機的出氣端的溫度傳感器相連接。當溫度傳感器檢測出低溫級壓縮機出氣端的氣體溫度過高時，控制系統(tǒng)控制低溫級儲液器與低溫級壓縮機吸氣腔的支路上的節(jié)流裝置開啟，低溫級儲液器中的液態(tài)制冷劑通過該支路流向低溫級壓縮機的吸氣腔，快速冷卻低溫級壓縮機，使低溫級壓縮機恢復正常運行的溫度，避免低溫級壓縮機內部部件損壞。
[0020]該中溫、低溫兩用的復疊式冷水機組按照以下方式進行工作:
在所述控制系統(tǒng)的面板上設定溫度，控制系統(tǒng)根據設定溫度，判斷設定溫度是處于中溫模式溫度范圍還是低溫模式溫度范圍，其中，中溫模式溫度范圍15°C ~_25°C，低溫模式溫度范圍_25°C ~-60°C。若判斷設定溫度處于中溫模式溫度范圍，則控制復疊機組進入中溫模式，若設定溫度處于低溫模式溫度范圍，則控制復疊機組進入低溫模式。
[0021]在中溫模式下，所述控制系統(tǒng)控制高溫級壓縮機開啟，連接高溫級經濟器、高溫級蒸發(fā)器的節(jié)流裝置處于開啟狀態(tài)；低溫級壓縮機停機，連接低溫級經濟器、低溫級蒸發(fā)器、膨脹罐、中間換熱器的節(jié)流裝置關閉。
[0022]氣態(tài)制冷劑通過高溫級壓縮機出氣端經系統(tǒng)管道流入高溫級油分離器，制冷劑從高溫級油分離器的出氣端進入高溫級冷凝器。制冷劑在高溫級冷凝器中由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，液態(tài)制冷劑由高溫級冷凝器進入到高溫級儲液器中，從高溫級儲液器出來的制冷劑經過節(jié)流裝置節(jié)流進入高溫級經濟器使制冷劑過冷。過冷的制冷劑經節(jié)流裝置進入高溫級蒸發(fā)器，制冷劑蒸發(fā)并吸收外界載