制冷系统及制冷设备的制作方法

1.本发明涉及热泵系统技术领域，尤其是涉及一种制冷系统及制冷设备。


背景技术：

2.在制冷技术领域，如何节能增效，是行业不断追求优化的技术研究主题，但往往面临着，要么会损害制冷设备的其他性能，要么会严重增加系统的操作复杂程度。在螺杆机组系统运行中，如何充分利用冷凝器冷凝后的高温高压制冷剂的能量，是目前行业内研究提升螺杆压缩机能效的发展方向。
3.参见图1，为常规螺杆机组系统制冷循环原理图，双级压缩机1压缩排出高温高压的气体，经过冷凝器2冷凝后变为高温高压的液体，再通过经济器3分流出一路制冷剂经膨胀阀4在经济器3内与主路换热变为中温中压的气体进入双级压缩单元1中压腔进行补气增焓；而主路制冷剂继续通过膨胀阀4和蒸发器5变为低温低压的气体进入双级压缩单元1入口，进行压缩循环。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种制冷系统及制冷设备，提供了一种新的用以提高压缩机能效的制冷系统。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明提供的一种制冷系统，包括压缩机、蒸发器和冷凝器，还包括膨胀机和经济器，其中，所述膨胀机与所述压缩机相连接，所述膨胀机与所述经济器相连接，所述经济器设置在所述冷凝器和所述蒸发器之间，节流后流向所述经济器的冷媒经过所述所述经济器后能流向所述膨胀机以用于所述膨胀机辅助所述压缩机运转。
7.进一步地，所述制冷系统上设置与所述膨胀机并联的旁通管道或者所述膨胀机内设置旁通管道，打开所述旁通管道能使从所述经济器流出的冷媒通过所述旁通管道流向所述压缩机的分路吸气口。
8.进一步地，所述旁通管道上设置单向阀。
9.进一步地，所述制冷系统上还设置补气回路，所述压缩机上设置补气口，所述补气口与所述补气回路相连接。
10.进一步地，所述压缩机为双级螺杆压缩机，所述压缩机包括第一螺杆压缩单元和第二螺杆压缩单元，所述蒸发器排出的冷媒通过所述压缩机的主路吸气口进入所述第一螺杆压缩单元，所述第一螺杆压缩单元排出的气体和所述补气口进入的气体能进入所述第二螺杆压缩单元。
11.进一步地，所述制冷系统还包括闪发器，所述闪发器设置在所述经济器与所述蒸发器之间，所述闪发器的排气口连接补气回路。
12.进一步地，所述闪发器的进液侧以及所述闪发器与所述蒸发器之间设置膨胀阀。
13.进一步地，所述膨胀机为螺杆膨胀机。
14.进一步地，所述膨胀机输出转轴与所述压缩机的电机转轴通过联轴器相连接。
15.一种制冷设备，包括所述的制冷系统。
16.本发明提供了一种制冷系统，包括压缩机、蒸发器和冷凝器，还包括膨胀机和经济器，其中，膨胀机与压缩机相连接，膨胀机与经济器相连接，经济器设置在冷凝器和蒸发器之间，节流后流向经济器的冷媒经过经济器后能流向膨胀机以用于膨胀机辅助压缩机运转。本发明提供的制冷系统，将膨胀机和压缩机结合在一起，通过膨胀机输出功(扭矩)，输入给压缩机，从而减少压缩机自带电机的输出扭矩，进而提升整机的能效。利用从经济器排出的冷媒流向膨胀机，实现充分利用冷凝器冷凝后的高温高压制冷剂的能量。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
18.图1是常规螺杆机组系统制冷循环原理图；
19.图2是本发明提供的螺杆机组系统制冷循环原理图；
20.图3是本发明提供的膨胀机输出转轴与压缩机的电机转轴通过联轴器相连接的结构示意图。
21.图中1-压缩机；2-冷凝器；3-经济器；4-膨胀阀；5-蒸发器；6-第一联轴器；7-膨胀机；8-闪发器；9-第二联轴器；10-电机；11-第一螺杆压缩单元；12-第二螺杆压缩单元；13-单向阀；14-旁通管道；15-膨胀机内部螺杆。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
23.本发明提供了一种制冷系统，包括压缩机1、蒸发器5和冷凝器2，还包括膨胀机7和经济器3，其中，膨胀机7与压缩机1相连接，膨胀机7与经济器3相连接，经济器3设置在冷凝器2和蒸发器5之间，节流后流向经济器3的冷媒经过经济器3后能流向膨胀机7以用于膨胀机7辅助压缩机1运转。参见图1，压缩机1压缩排出高温高压的气体，经过冷凝器2冷凝为高温高压的液体，再通过经济器3分流出一路制冷剂经膨胀阀4在经济器3内与主路换热变为亚高温亚高压的气体进入膨胀机7入口，运行输出功(扭矩)，并排出低温低压的气体流向压缩机1。本发明提供的制冷系统，将膨胀机7和压缩机1结合在一起，通过膨胀机7输出功(扭矩)，输入给压缩机1，从而减少压缩机1自带电机的输出扭矩，进而提升整机的能效。利用从经济器3排出的冷媒流向膨胀机7，实现充分利用冷凝器冷凝后的高温高压制冷剂的能量。
24.作为可选地实施方式，制冷系统上设置与膨胀机7并联的旁通管道14或者膨胀机7内设置旁通管道14，打开旁通管道14能使从经济器3流出的冷媒通过旁通管道14流向压缩
机1的分路吸气口。在大压差工况运行时，进入膨胀机7内的压高温亚高压的气体可以驱动膨胀机7转动。但在低压差工况运行时，排气压力经过系统循环损失，进入膨胀机7的制冷剂压力偏小，不足以驱动膨胀机7的转子转动，或者能驱动膨胀机7的转子转动但产生的扭矩很小，则采用旁通方案，打开旁通管道14，将排向膨胀机7的制冷剂通过旁通管道14直接旁通到膨胀机7的排气侧，让膨胀机7转子空转。
25.关于旁通管道14，可以设置在膨胀机7外，即在制冷系统上设置与膨胀机7并联的旁通管道14，旁通管道14上设置控制阀以控制旁通管道14的导通状态，为了避免回流，同时在旁通管道14上设置单向阀13。关于旁通管道14，也可以更改膨胀机7的结构，在膨胀机7内设置旁通管道14。
26.作为可选地实施方式，制冷系统上还设置补气回路，压缩机1上设置补气口，补气口与补气回路相连接。关于补气回路，具体说明如下：制冷系统还包括闪发器8，闪发器8设置在经济器3与蒸发器5之间，闪发器8的排气口连接补气回路。闪发器8的进液侧以及闪发器8与蒸发器5之间设置膨胀阀4。采用闪发器8补气，结构简单，补气效果好。参见图1，压缩机1压缩排出高温高压的气体，经过冷凝器2冷凝为高温高压的液体，再通过经济器3分流出一路制冷剂经膨胀阀4在经济器3内与主路换热变为亚高温亚高压的气体进入膨胀机7入口，运行输出功(扭矩)，并排出低温低压的气体。主路制冷剂继续通过膨胀阀4变为中温中压的液体进入闪发器8，闪发分流出一路中温中压的气体进入压缩机1中进行补气增焓，闪发器8内液态制冷剂继续通过膨胀阀4和蒸发器5变为低温低压的气体，与膨胀机7排出的气体混合再进入双级压缩单元1入口，进行压缩循环。
27.膨胀机7为螺杆膨胀机，压缩机1为双级螺杆压缩机，压缩机1包括第一螺杆压缩单元11和第二螺杆压缩单元12，蒸发器5排出的冷媒通过压缩机1的主路吸气口进入第一螺杆压缩单元11，第一螺杆压缩单元11排出的气体和补气口进入的气体能进入第二螺杆压缩单元12。膨胀机7输出转轴与压缩机1的电机转轴通过联轴器相连接，实现结构整合一体化设计。利用经济器3分流出一路亚高温亚高压的气体用于膨胀机7运行并输出扭矩，来辅助电机10带动双级螺杆压缩机，减少电机10的输出扭矩，从而提升螺杆机能效。
28.双级螺杆压缩机是由电机10与第一螺杆压缩单元11刚性连接，然后通过第二联轴器9与第二螺杆压缩单元12进行连接。双级螺杆压缩机上形成三路吸气入口(即主路吸气口、分路吸气入口以及补气口)和一路排气出口。制冷剂经过膨胀机7后与主路吸气口的制冷剂进行混合，共同冷却电机10，然后进入压缩机1的第一螺杆压缩单元11进行一级压缩，制冷剂压缩后与补气口进入的制冷剂进行混合，再一起进入压缩机1的第二螺杆压缩单元进行二级压缩，最终通过排气出口排出。
29.一种制冷设备，包括本发明提供的制冷系统。制冷系统，包括压缩机1、蒸发器5和冷凝器2还包括膨胀机7和经济器3，其中，膨胀机7与压缩机1相连接，膨胀机7与经济器3相连接，经济器3设置在冷凝器2和蒸发器5之间，节流后流向经济器3的冷媒经过经济器3后能流向膨胀机7以用于膨胀机7辅助压缩机1运转。本发明提供的制冷系统，将膨胀机7和压缩机1结合在一起，通过膨胀机7输出功(扭矩)，输入给压缩机1，从而减少压缩机1自带电机的输出扭矩，进而提升整机的能效。
30.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种制冷系统，包括压缩机(1)、蒸发器(5)和冷凝器(2)，其特征在于，还包括膨胀机(7)和经济器(3)，其中，所述膨胀机(7)与所述压缩机(1)相连接，所述膨胀机(7)与所述经济器(3)相连接，所述经济器(3)设置在所述冷凝器(2)和所述蒸发器(5)之间，节流后流向所述经济器(3)的冷媒经过所述所述经济器(3)后能流向所述膨胀机(7)以用于所述膨胀机(7)辅助所述压缩机(1)运转。2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统上设置与所述膨胀机(7)并联的旁通管道(14)或者所述膨胀机(7)内设置旁通管道(14)，打开所述旁通管道(14)能使从所述经济器(3)流出的冷媒通过所述旁通管道(14)流向所述压缩机(1)的分路吸气口。3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述旁通管道(14)上设置单向阀(13)。4.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统上还设置补气回路，所述压缩机(1)上设置补气口，所述补气口与所述补气回路相连接。5.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，所述压缩机(1)为双级螺杆压缩机，所述压缩机(1)包括第一螺杆压缩单元(11)和第二螺杆压缩单元(12)，所述蒸发器(5)排出的冷媒通过所述压缩机(1)的主路吸气口进入所述第一螺杆压缩单元(11)，所述第一螺杆压缩单元(11)排出的气体和所述补气口进入的气体能进入所述第二螺杆压缩单元(12)。6.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统还包括闪发器(8)，所述闪发器(8)设置在所述经济器(3)与所述蒸发器(5)之间，所述闪发器(8)的排气口连接补气回路。7.根据权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，所述闪发器(8)的进液侧以及所述闪发器(8)与所述蒸发器(5)之间设置膨胀阀(4)。8.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述膨胀机(7)为螺杆膨胀机。9.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述膨胀机(7)输出转轴与所述压缩机(1)的电机转轴通过联轴器相连接。10.一种制冷设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的制冷系统。

技术总结
本发明提供了一种制冷系统及制冷设备，涉及热泵系统技术领域，提供了一种新的用以提高压缩机能效的制冷系统。该装置包括压缩机、蒸发器和冷凝器，还包括膨胀机和经济器，其中，膨胀机与压缩机相连接，膨胀机与经济器相连接，经济器设置在冷凝器和蒸发器之间，节流后流向经济器的冷媒经过经济器后能流向膨胀机以用于膨胀机辅助压缩机运转。本发明提供的制冷系统，将膨胀机和压缩机结合在一起，通过膨胀机输出功(扭矩)，输入给压缩机，从而减少压缩机自带电机的输出扭矩，进而提升整机的能效。利用从经济器排出的冷媒流向膨胀机，实现充分利用冷凝器冷凝后的高温高压制冷剂的能量。用冷凝器冷凝后的高温高压制冷剂的能量。用冷凝器冷凝后的高温高压制冷剂的能量。


技术研发人员：毕雨时 张治平 武晓昆 龙忠铿 刘志华
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/3/8