一种可实现单级、双级压缩制冷系统切换运行的制冷机组的制作方法

1.本实用新型涉及制冷机组技术领域，具体而言是一种可实现单级、双级压缩制冷系统切换运行的制冷机组。


背景技术：

2.在现有的制冷机组设备领域，通常为单级压缩系统或双级压缩系统。当系统运行在更低的蒸发温度时，压缩机的压缩比也随之增加，压缩机的容积效率下降，压缩过程不可逆损失增加，压缩机效率降低，引起制冷量和cop明显下降，压缩机排气温度也会上升，甚至会超过允许的最大值。在氟用国产标准系列压缩机的单级制冷压缩系统中，当压缩比超过10时，应采用双级压缩。目前双级压缩机组使用的双级压缩机机头的成本通常高于单级压缩机机头，而使用单级压缩机机头配比成的双级压缩系统，当蒸发温度变化时机组无法切换成单级压缩系统，导致目前双级压缩机组存在成本较高，特殊工况下机组运行的经济性有待提高的问题。


技术实现要素：

3.针对目前双级压缩机组存在的以上问题，并应对机组在不同蒸发温度的应用场合，本实用新型提供一种可实现单级、双级压缩制冷系统切换运行的制冷机组。
4.本实用新型采用的技术手段如下：
5.一种可实现单级、双级压缩制冷系统切换运行的制冷机组，包括一号压缩机组，一号压缩机组包括一号压缩机，一号压缩机的吸气端与中间压力级气液分离器组件连接，中间压力级排气集管组件与中间压力级气液分离器组件连接，一号压缩机的排气端与高压级排气集管组件连通，还包括低压级气液分离器组件和二号压缩机组；
6.二号压缩机组包括二号压缩机、二号排气单向阀和二号排气阀，二号压缩机的吸气端与低压级气液分离器组件连通，排气端通过二号排气单向阀与高压级排气集管组件连接、通过二号排气阀与中间压力级排气集管组件连接；低压级气液分离器组件通过冷媒旁通单向阀与中间压力级气液分离器组件连接。
7.优选地，还包括至少一个三号压缩机组，三号压缩机组的数量可以根据需要设置一组或多组。三号压缩机组包括三号压缩机、三号排气单向阀、三号排气阀、三号吸气阀和三号吸气单向阀；三号压缩机的吸气端通过三号吸气阀与中间压力级气液分离器组件连接、通过三号吸气单向阀与低压级气液分离器组件连接；三号压缩机的排气端通过三号排气单向阀与高压级排气集管组件连接、通过三号排气阀与中间压力级排气集管组件连接。
8.优选地，二号排气阀、三号排气阀和三号吸气阀均采用电动活塞阀；上述所有单向阀为常开阀。
9.优选地，高压级排气集管组件与水冷冷凝器组件连接。水冷冷凝器组件用于将高压级排气集管组件中的排气冷凝为冷凝液体；高压级排气集管组件通过油分模块与水冷冷凝器组件连接。油分模块用于将高压级排气集管组件中的油分离。水冷冷凝器组件通过供
液管路过滤器与经济器连接。水冷冷凝器组件中的冷凝液体分两路进入经济器中，其中第二路冷凝液体为第一路冷凝液体过冷，生成的气体进入中间压力级排气集管组件，与中间压力级排气集管组件中的气体混合。
10.优选地，经济器的出液口和蒸发器连接，蒸发器通过低压级气液分离器入口过滤器与低压级气液分离器组件连接。
11.优选地，经济器的出液口通过取液管、设置在取液管上的电磁阀、上述低压级气液分离器入口过滤器与低压级气液分离器组件连接。所述取液管内设有喷液膨胀阀组件，所述喷液膨胀阀组件的感温包设置在所述高压级排气集管组件内，所述感温包感应所述高压级排气集管组件内的温度超过所述喷液膨胀阀组件的设定温度时，所述喷液膨胀阀组件打开。
12.优选地，中间压力级排气集管组件通过中间压力级气液分离器入口过滤器与中间压力级气液分离器组件连接。
13.较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
14.1、本机组在二号压缩机的排气端设置有二号排气电动活塞阀，在三号压缩机的排气端设置有三号排气电动活塞阀及在进气端设置有三号吸气电动活塞阀，并通过调整上述各个电动活塞阀的开闭，即可控制冷媒所流过的制冷剂管路系统，从而可以实现单级压缩或双级压缩之间的压缩系统切换，以对应更大范围的蒸发温度，机组运行的经济性得以提高。
15.2、根据制冷量的需求增加，可以增加三号压缩机组的数量，满足不同制冷量的需求。
16.3、本实用新型所使用的压缩机都是单级压缩机，且能够实现单级、双级压缩系统切换，满足蒸发温度由5℃～-35℃高温、中温、低温可跨温区切换运行。
17.基于上述理由本实用新型可在制冷机组等领域广泛推广。
附图说明
18.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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型具体实施方式中一种可实现单级、双级压缩制冷系统切换运行的制冷机组结构连接示意图。
20.图中：1、高压级排气集管组件；2、中间压力级排气集管组件；3、中间压力级气液分离器组件；4、低压级气液分离器组件；5、一号压缩机；6、二号压缩机；7、二号排气单向阀；8、二号排气电动活塞阀；9、三号压缩机； 10、三号排气单向阀；11、三号排气电动活塞阀；12、三号吸气电动活塞阀； 13、三号吸气单向阀；14、油分模块；15、水冷冷凝器组件；16、供液管路过滤器；17、经济器；18、电磁阀；19、低压级气液分离器入口过滤器；20、喷液膨胀阀组件；21、中间压力级气液分离器入口过滤器；22、冷媒旁通单向阀；23、蒸发器。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
26.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
27.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
28.如图1所示，一种可实现单级、双级压缩制冷系统切换运行的制冷机组，包括一号
压缩机组，一号压缩机组包括一号压缩机5，一号压缩机5的吸气端与中间压力级气液分离器组件3连接，中间压力级排气集管组件2与中间压力级气液分离器组件3连接，一号压缩机5的排气端与高压级排气集管组件1连通，还包括低压级气液分离器组件4和二号压缩机组；
29.二号压缩机组包括二号压缩机6、二号排气单向阀7和二号排气电动活塞阀8，二号压缩机6的吸气端与低压级气液分离器组件4连通，排气端通过二号排气单向阀7与高压级排气集管组件1连接、通过二号排气电动活塞阀8与中间压力级排气集管组件2连接；低压级气液分离器组件4通过冷媒旁通单向阀22与中间压力级气液分离器组件3连接。
30.本实施方式中，当二号排气电动活塞阀8打开时，二号压缩机6的吸气端吸入低压级气液分离器组件4中的低压级气体，之后通过二号压缩机6的排气端、二号排气电动活塞阀8进入中间压力级排气集管组件2中，后进入中间压力级气液分离器组件3进行气液分离，一号压缩机5的吸气端吸入中间压力级气液分离器组件3中的中间压力级气体，之后排出高压级气体进入高压级排气集管组件1，形成双级压缩。二号排气电动活塞阀8打开状态时，高压级排气集管组件1中的压力高于二号压缩机6的排气端处的压力，二号排气单向阀7不能流通，且因为是单向阀，高压级排气集管组件1中的高压级气体也不能进入二号压缩机6的排气端处。当二号排气电动活塞阀8关闭时，二号压缩机6吸入低压级气液分离器组件4中的低压级气体，之后通过二号压缩机6的排气端、二号排气单向阀7进入高压级排气集管组件1，此时中间压力级气液分离器组件3中没有中压级气体，低压级气液分离器组件4中的低压级气体通过冷媒旁通单向阀22进入中间压力级气液分离器组件3中供一号压缩机5吸入，并经过一号压缩机5的排气端进入高压级排气集管组件1中形成单级压缩。
31.一种可实现单级、双级压缩制冷系统切换运行的制冷机组还包括至少一个三号压缩机组(本具体实施方式中采用了两个)，三号压缩机组包括三号压缩机9、三号排气单向阀10、三号排气电动活塞阀11、三号吸气电动活塞阀12和三号吸气单向阀13；三号压缩机9的吸气端通过三号吸气电动活塞阀12与中间压力级气液分离器组件3连接、通过三号吸气单向阀13与低压级气液分离器组件4连接；三号压缩机9的排气端通过三号排气单向阀10与高压级排气集管组件1连接、通过三号排气电动活塞阀11与中间压力级排气集管组件2连接。
32.三号压缩机9吸入的气体可以为低压级气液分离器组件4中的低压级气体也可以为中间压力级气液分离器组件3中的中压级气体，其排出的气体可以选择进入进入中间压力级排气管组件2中或高压级排气集管组件1中。
33.中间压力级排气集管组件2通过中间压力级气液分离器入口过滤器21与中间压力级气液分离器组件3连接。
34.高压级排气集管组件1通过油分模块14与水冷冷凝器组件15连接。水冷冷凝器组件15通过供液管路过滤器16与经济器17连接。水冷冷凝器组件 15用于将高压级排气集管组件1中的排气冷凝为冷凝液体；油分模块14用于将高压级排气集管组件15中的油进行分离。水冷冷凝器组件15中的冷凝液体分两路进入经济器17中，其中第二路冷凝液体用于对第一路冷凝液体过冷，生成的气体进入中间压力级排气集管组件2，与中间压力级排气集管组件2中的气体混合，合理利用高压级排气集管组件1中的高压级排气转换为中间级排气进入中间压力级排气管组件2中。
35.经济器17的出液口和蒸发器23连接，蒸发器23与通过低压级气液分离器入口过滤器19与低压级气液分离器组件4连接。
36.经济器17的出液口还通过取液管、设置在取液管上的电磁阀18、低压级气液分离器入口过滤器19与低压级气液分离器组件4连接。所述取液管内设有喷液膨胀阀组件20，喷液膨胀阀组件20的感温包设置在高压级排气集管组件1内，喷液膨胀阀组件20与感温包通过感温管连接，感温包感应高压级排气集管组件1内的温度超过所述喷液膨胀阀组件20的设定温度时，喷液膨胀阀组件20打开。当高压级排气集管组件1中的温度高于喷液膨胀阀组件 20的设定值时，喷液膨胀阀组件20开启，此时使电磁阀18打开，取液管中的液体与蒸发器23中流出的低压级气体进行混合、并对低压级气体进行降温，从而使低压级气液分离器组件4中的温度降低，进而降低高压级排气集管组件1内的温度。
37.当本实施方式中的制冷机组处于单级压缩工作状态时，二号排气电动活塞阀8、三号排气电动活塞阀11、三号吸气电动活塞阀12处于关闭状态，此时4台压缩机排气均排入高压级排气集管组件1。吸入的气体均为低压级气体(一号压缩机5吸入的气体虽然是中间压力级气液分离器组件3中的气体，但是中间压力级气液分离器组件3中的气体为低压级气液分离器组件4中流入的气体，也为低压级气体)，制冷剂气体经过油分模块14进入水冷冷凝器组件15，冷凝后的制冷剂液体经过供液管路过滤器16进入经济器17，此时为单级压缩，经济器17中的电磁阀处于关闭状态，热力膨胀阀不工作，制冷剂液体进入外接蒸发器23，经蒸发后，制冷剂气体通过低压级气液分离器入口过滤器19进入低压级气液分离器组件4，被二号压缩机6和三号压缩机9吸入，由于冷媒旁通单向阀22设置的存在，保证低压级气液分离器组件4中的压力始终低于中间压力级气液分离器组件3中的压力，一号压缩机5由中间压力级气液分离器组件3吸气，从而完成整个制冷循环。
38.当本实施方式中的制冷机组处于1台高压级压缩机，3台低压级压缩机的双级压缩状态时，二号排气电动活塞阀8和三号排气电动活塞阀11，处于开启状态，三号吸气电动活塞阀12处于关闭状态，此时二号压缩机6，三号压缩机9的排气可通过二号排气电动活塞阀8和三号排气电动活塞阀11进入 102中间压力级排气集管组件2，也可通过二号排气单向阀7和三号排气单向阀10进入高压级排气集管组件1，但由于一个循环过后，一号压缩机5的排气进入高压级排气集管组件1，此压力高于二号排气单向阀7和三号排气单向阀10的阀前压力，由于单向阀的单向通路作用，二号压缩机6和三号压缩机9的排气只能通过二号排气电动活塞阀8和三号排气电动活塞阀11进入中间压力级排气集管组件2，之后通过中间压力级气液分离器入口过滤器21进入中间压力级气液分离器组件3，被一号压缩机5吸入，完成双级压缩，进入高效油分模块14，之后到吸气之前制冷剂流向与前述过程相同。区别在于经济器17中的电磁阀开启，热力膨胀阀工作，为制冷剂液体过冷。当制冷剂气体返回至低压级气液分离器组件4中时，被二号压缩机6和三号压缩机 9吸入，完成制冷循环。
39.当本实施方式的制冷机组处于两台高压级，两台低压级的双级压缩过程时，一号压缩机5始终作为高压级，二号压缩机6作为低压级，两台三号压缩机9中的一台作为低压级，另一台作为高压级，其中一台压缩机的三号排气电动活塞阀11处于关闭状态，三号吸气电动活塞阀12处于开启状态，另外一个三号排气电动活塞阀11处于开启状态，三号吸气电动活塞阀12处于关闭状态；且二号排气电动活塞阀8处于开启状态；此时一号压缩机5和其中一个三号压缩机9(三号排气电动活塞阀11关闭的那个三号压缩机9)的排气进入高压级排气集管组件1，另一个三号压缩机9和二号压缩机6排气进入中间压力级排气集管组件2，之后通过中间压力级气液分离器入口过滤器21进入中间压力级气液分离器组件3，被一号
压缩机5和三号压缩机9(三号排气电动活塞阀11关闭的那个三号压缩机9)吸入。
40.由于中间压力级气液分离器组件3中的压力始终高于低压级气液分离器组件中4的压力，三号吸气单向阀13阀前压力始终大于低压级气液分离器组件4中的压力，保证了三号压缩机9的吸气只从中间压力级气液分离器组件 3中吸入进入压缩完成双级压缩。
41.因此，根据本实用新型的实施方式，在二号压缩机6的排气端设置有二号排气电动活塞阀8，及在三号压缩机9的排气端设置有三号排气电动活塞阀11及在进气端设置有三号吸气电动活塞阀12，通过调整上述各个电动活塞阀的开闭，即可控制冷媒所流过的制冷剂管路系统，从而可以实现单级压缩或双级压缩之间的压缩系统切换，以对应更大范围的蒸发温度，机组运行的经济性得以提高。
42.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。