本實用新型涉及制冷領(lǐng)域，尤其是一種壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

環(huán)境實驗室主要用于模擬自然界不同地區(qū)和季節(jié)的氣象環(huán)境自然界的各種氣象條件，能夠復(fù)現(xiàn)各種氣候環(huán)境，適用于車輛、零部件、航天科技、軍品科技及通信器材等產(chǎn)品進(jìn)行加速溫濕度環(huán)境測試、交變濕熱試驗、恒定濕熱試驗，也可以做高低溫例行試驗、低溫儲存，以便對產(chǎn)品在試驗中擬定的環(huán)境條件下性能、行為作出分析與評估，提供改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性的重要依據(jù)。

溫度是氣候條件的重要參數(shù)，而環(huán)境實驗室需要在任意季節(jié)復(fù)現(xiàn)各種自然氣候條件，情況復(fù)雜，特別是由于使用的需要，例如實驗間發(fā)熱量、新風(fēng)量和氣候室內(nèi)風(fēng)力均會大幅度變化。所有這些都會導(dǎo)致一個結(jié)果：氣候室內(nèi)熱負(fù)荷變化極大。作為環(huán)境模擬實驗室，不僅負(fù)荷變化大，而且最大負(fù)荷需求也很龐大。同時現(xiàn)場安裝程度復(fù)雜，常規(guī)直冷系統(tǒng)無法高效遠(yuǎn)距離輸送冷量，因此部分大型化工廠或冷庫采用氟泵系統(tǒng)進(jìn)行供液制冷。而傳統(tǒng)氟泵系統(tǒng)服務(wù)對象，調(diào)控溫度單一，而環(huán)境實驗室，溫度調(diào)控范圍寬，精度要求高。傳統(tǒng)氟泵系統(tǒng)無法滿足環(huán)境實驗室的運行要求。

部分環(huán)境實驗室，采用載冷系統(tǒng)進(jìn)行供冷，但是較直冷和氟泵制冷系統(tǒng)增加了一個換熱器(制冷劑與載冷劑間的換熱)，從而加大了制冷溫差，降低了制冷蒸發(fā)溫度，降低了制冷的能效比。

此外若采用利用液體熱容的原理作為載冷的方式，一方面采用載冷劑循環(huán)方式，由于載冷劑適用溫區(qū)的限制，往往單一工質(zhì)難于同時滿足高溫和低溫工況的應(yīng)用，而且載冷劑的選型同時受到凝固點、閃點、沸點、毒性等的限制，使得載冷劑的選擇受到限制；另一方面環(huán)境實驗室終端換熱器供回液體勢必存在溫差，換熱器表面溫度有差異，會導(dǎo)致過換熱器表面循環(huán)風(fēng)出風(fēng)橫截面溫度場不均勻。對于溫控精度要求較高的實驗室，常規(guī)載冷方法無法滿足高精準(zhǔn)控溫要求。雖然通過加大輸送載冷劑量較小進(jìn)出境偶制冷劑溫差，但勢必會增大循環(huán)能耗。

常用高低溫載冷劑載冷量小，增加載冷管路耗材和循環(huán)泵數(shù)量。

常規(guī)氟泵系統(tǒng)在環(huán)境室環(huán)境溫度較高時，無法保證小負(fù)荷冷量輸出，若調(diào)節(jié)輸送液體量，勢必造成環(huán)境實驗室末端換熱器表面溫差增大，不利于空氣溫度均勻性保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型提出一種壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)。

一種壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)，包括壓縮機組、冷凝器、儲液罐、供液閥、載冷罐、第一氟泵、節(jié)流閥、換熱器、第二氟泵、旁路閥，

所述壓縮機組連通所述冷凝器；冷凝器連通所述儲液罐；所述供液閥與所述第二氟泵并聯(lián)，并分別連通所述儲液罐與所述載冷罐；載冷罐連接所述第一氟泵，第一氟泵連接所述節(jié)流閥，節(jié)流閥連接所述換熱器；所述旁路閥與壓縮機組并聯(lián)，并連通冷凝器與所述載冷罐。

較載冷系統(tǒng)可以提高制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，提高制冷機組性能，降低機組運行能耗，降低機組裝機容量配置，減少系統(tǒng)初期投資。并可充分利用天然冷源及廉價冷源的能量，當(dāng)天然冷源能夠提供足夠制冷量時，直接采用天然冷源提供冷量，降低運行能耗；當(dāng)天然冷源不能提供足夠制冷量時，采用人工制冷輸出制冷量，有效減小了運行能耗。

可選地，壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)還包括回氣壓力調(diào)節(jié)閥和噴液冷卻閥，其中，壓縮機組通過所述噴液冷卻閥連通儲液罐；載冷罐通過所述回氣壓力調(diào)節(jié)閥連通壓縮機組。

可選地，壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)還包括旁通閥，壓縮機組通過噴液冷卻閥連接第二氟泵，第二氟泵連接所述旁通閥并連通換熱器；冷凝器通過旁路閥連通換熱器。末端換熱器內(nèi)部為兩相流換熱，較單相流換熱，換熱器內(nèi)部溫差降低，提高換熱器表面循環(huán)風(fēng)出風(fēng)橫截面溫度場的均勻性。

可選地，壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)還包括單向閥，冷凝器通過所述單向閥連通換熱器。載冷劑為兩相流換熱，換熱性能增強，降低換熱器換熱面積需求，間接減少了換熱器風(fēng)阻，降低了環(huán)境模擬實驗室循環(huán)風(fēng)機的運行能耗和配置。此外減小了載冷劑的循環(huán)流量，降低了載冷循環(huán)泵的運行能耗和配置，同時降低了載冷管道尺寸，降低初期投資。

通過本實用新型的壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)，提供了一種環(huán)保、經(jīng)濟、適應(yīng)性強、節(jié)能性好、空氣溫度均勻性好的制冷系統(tǒng)。一方面可以保證環(huán)境實驗室寬范圍高精度調(diào)溫，另一方面充分有效降低制冷系統(tǒng)的全年運行能耗。

附圖說明

圖1為壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)實施例1示意圖。

圖2為壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)實施例2示意圖。

圖3為壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)實施例3示意圖。

圖4為壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)實施例4示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提供的一種壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例1

圖1示出一種壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)，包括壓縮機組1、冷凝器2、儲液罐3、供液閥4、載冷罐5、第一氟泵6、節(jié)流閥7、換熱器8、第二氟泵12、旁路閥13，

所述壓縮機組1連通所述冷凝器2；冷凝器2連通所述儲液罐3；所述供液閥4與所述第二氟泵12并聯(lián)，并分別連通所述儲液罐3與所述載冷罐5；載冷罐5連接所述第一氟泵6，第一氟泵6連接所述節(jié)流閥7，節(jié)流閥7連接所述換熱器8；所述旁路閥13與壓縮機組1并聯(lián)，并連通冷凝器2與所述載冷罐5。

制冷系統(tǒng)采用間接天然冷源/廉價冷源(如冷卻塔)和壓縮制冷人工冷源，系統(tǒng)制冷量輸出無極可調(diào)，變工況運行性能良好；末端換熱器內(nèi)部為兩相流換熱，較單相流換熱，換熱器內(nèi)部溫差降低，提高換熱器表面循環(huán)風(fēng)出風(fēng)橫截面溫度場的均勻性。

冷凝器2可采用風(fēng)冷、水冷或者蒸發(fā)冷的形式。

當(dāng)室外溫度較低，天然冷源/廉價冷源可提供足夠冷量(冷凝器2冷凝溫度滿足載冷劑供液溫度需求)的條件下：

1)壓縮機1、供液閥4關(guān)閉。

2)載冷罐5中的液體在氟泵6的抽吸作用下經(jīng)節(jié)流閥7送入換熱器8內(nèi)蒸發(fā)換熱回流至載冷罐5。周而復(fù)始地循環(huán)，確保在換熱器8冷量的輸出。

3)載冷通過冷凝器2的散熱能力調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)儲液罐3內(nèi)的載冷劑溫度；通過氟泵12調(diào)節(jié)載冷罐5的液位。通過旁路閥13調(diào)節(jié)載冷罐5內(nèi)壓力，實現(xiàn)對供液溫度的調(diào)節(jié)，確保換熱器內(nèi)均勻兩相流換熱。

風(fēng)冷冷凝器通過調(diào)節(jié)風(fēng)機的加載量調(diào)節(jié)冷凝器2的散熱能力；水冷冷凝器通過調(diào)節(jié)冷卻水供水量調(diào)節(jié)冷凝器2的散熱能力；蒸發(fā)式冷凝器通過調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)量和噴淋量調(diào)節(jié)冷凝器的散熱能力。

4)通過調(diào)節(jié)氟泵6的加載量，調(diào)節(jié)載冷劑的輸送量。

5)通過調(diào)節(jié)氟泵12的加載量，調(diào)節(jié)載冷罐5的液位，確保系統(tǒng)安全運行。

當(dāng)天然冷源/廉價冷源不能提供充足冷量的條件下：

1)氟泵12和旁路閥13關(guān)閉。

2)載冷罐5中的氣態(tài)制冷劑在壓縮機組1的抽吸作用下進(jìn)入壓縮機1壓縮成高溫氣體送入冷凝器2內(nèi)冷凝成液態(tài)制冷劑，流入儲液罐3。

3)儲液罐3中的液態(tài)制冷劑在壓力作用下，經(jīng)過供液閥4調(diào)節(jié)后送入載冷罐5。

4)載冷罐5中的液體在氟泵6的抽吸作用下經(jīng)節(jié)流閥7送入換熱器8內(nèi)蒸發(fā)換熱回流至載冷罐5。周而復(fù)始地循環(huán)，確保在換熱器8冷量的輸出。

5)通過供液閥4送入載冷罐5，通過調(diào)節(jié)供液閥4的加載量，調(diào)節(jié)載冷罐5內(nèi)的液位；通過節(jié)流閥7調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度，實現(xiàn)對供液溫度的調(diào)節(jié)，確保換熱器內(nèi)均勻兩相流換熱。

6)通過調(diào)節(jié)氟泵6的加載量，調(diào)節(jié)載冷劑的輸送量。

7)通過調(diào)節(jié)供液閥4的加載量，調(diào)節(jié)載冷罐5內(nèi)的液位，確保系統(tǒng)安全運行。

實施例2

如圖2所示，壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)增加了噴液冷卻閥14和回氣壓力調(diào)節(jié)閥10，主要適用于艙溫較高的場合。

壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)還包括回氣壓力調(diào)節(jié)閥10和噴液冷卻閥14，其中，壓縮機組1通過所述噴液冷卻閥14連通儲液罐3；載冷罐5通過所述回氣壓力調(diào)節(jié)閥10連通壓縮機組1。

當(dāng)采用壓縮機組1供冷時，若經(jīng)過換熱器8回壓縮機1的制冷劑溫度和壓力較高，通過吸氣壓力調(diào)節(jié)閥10降壓，通過噴液冷卻閥14將儲液罐3內(nèi)的液態(tài)制冷劑噴入壓縮機組1，降低吸氣溫度，確保壓縮機組1安全運行。

實施例3

如圖3所示，壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)壓縮機組供冷和天然冷源/廉價冷源供冷采用各自的氟泵進(jìn)行載冷劑供給。

所述壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)還包括旁通閥11，壓縮機組1通過噴液冷卻閥14連接第二氟泵12，第二氟泵12連接所述旁通閥11并連通換熱器8；冷凝器2通過旁路閥13連通換熱器8。

當(dāng)室外溫度較低，天然冷源可提供足夠冷量(冷凝器2冷凝溫度滿足載冷劑供液溫度需求)的條件下：

1)壓縮機1、節(jié)流閥4、氟泵6、節(jié)流閥7、回流閥9關(guān)閉。

2)儲液罐3中的液態(tài)制冷劑在氟泵12的抽吸作用下經(jīng)過旁通閥11送入換熱器8內(nèi)蒸發(fā)換熱后再經(jīng)旁路閥13送入冷凝器2內(nèi)冷凝成液態(tài)制冷劑，流入儲液罐3。周而復(fù)始地循環(huán)，確保在換熱器8冷量的輸出。

3)通過冷凝器2的散熱能力調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)儲液罐3內(nèi)的制冷劑溫度，實現(xiàn)對供液溫度的調(diào)節(jié)，確保換熱器內(nèi)均勻兩相流換熱。散熱能力調(diào)節(jié)與實施例1相似。

4)通過調(diào)節(jié)氟泵12的加載量，調(diào)節(jié)載冷劑的輸送量。

當(dāng)天然冷源不能提供充足冷量的條件下：

1)旁通閥11、氟泵12和旁路閥13關(guān)閉。

2)載冷罐5中的氣態(tài)制冷劑經(jīng)吸氣壓力調(diào)節(jié)閥10調(diào)壓后，在壓縮機組1的抽吸作用下進(jìn)入壓縮機1壓縮成高溫氣體送入冷凝器2內(nèi)冷凝成液態(tài)制冷劑，流入儲液罐3。

3)儲液罐3中的液態(tài)制冷劑在壓力作用下，經(jīng)過節(jié)流閥4節(jié)流降壓后送入載冷罐5，載冷罐5中的液體在氟泵6的抽吸作用下經(jīng)節(jié)流閥7送入換熱器8內(nèi)蒸發(fā)換熱后經(jīng)回流閥9回流至載冷罐5。

4)通過節(jié)流閥4的開度，調(diào)節(jié)載冷罐5內(nèi)的載冷劑飽和壓力；通過節(jié)流閥7調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度，實現(xiàn)對供液溫度的調(diào)節(jié)，確保換熱器內(nèi)均勻兩相流換熱。

5)通過調(diào)節(jié)氟泵6的加載量，調(diào)節(jié)載冷劑的輸送量。

6)當(dāng)采用壓縮機組1供冷時，若經(jīng)過換熱器8回壓縮機1的制冷劑溫度和壓力較高，通過吸氣壓力調(diào)節(jié)閥10降壓，通過噴液冷卻閥14將儲液罐3內(nèi)的液態(tài)制冷劑噴入壓縮機組1，降低吸氣溫度，確保壓縮機組1安全運行。

實施例4

如圖4所示，壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)采用單向閥15代替實施例3中的旁路閥13。

所述壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)還包括單向閥15，冷凝器2通過所述單向閥15連通換熱器8。

當(dāng)采用壓縮機組1供冷時，壓縮機1排出的高壓氣體在單向閥作用下不能返回?fù)Q熱器8。其它流程與實施例3一致。

通過本實用新型的壓縮與氟泵循環(huán)制冷系統(tǒng)，較載冷系統(tǒng)可以提高制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，提高制冷機組性能，降低機組運行能耗，降低機組裝機容量配置，減少系統(tǒng)初期投資。

充分利用天然冷源及廉價冷源的能量，當(dāng)天然冷源能夠提供足夠制冷量時，直接采用天然冷源提供冷量，降低運行能耗；當(dāng)天然冷源不能提供足夠制冷量時，采用人工制冷輸出制冷量，有效減小了運行能耗。末端換熱器內(nèi)部為兩相流換熱，較單相流換熱，換熱器內(nèi)部溫差降低，提高換熱器表面循環(huán)風(fēng)出風(fēng)橫截面溫度場的均勻性。

并且，載冷劑為兩相流換熱，換熱性能增強，降低換熱器換熱面積需求，間接減少了換熱器風(fēng)阻，降低了環(huán)境模擬實驗室循環(huán)風(fēng)機的運行能耗和配置。此外減小了載冷劑的循環(huán)流量，降低了載冷循環(huán)泵的運行能耗和配置，同時降低了載冷管道尺寸，降低初期投資。

最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以描述本實用新型的技術(shù)方案而不是對本技術(shù)方法進(jìn)行限制，本實用新型在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實施例，并且因此認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實施例都在本實用新型的精神和教導(dǎo)范圍內(nèi)。