高低溫試驗箱單機自復疊低溫制冷技術(shù)簡介

高低溫試驗箱單機自復疊低溫制冷技術(shù)簡介

 



 

 

1. 技術(shù)背景

實現(xiàn)制冷溫度低于-70℃甚至-100℃以下的低溫制冷，傳統(tǒng)的復疊式（即雙級復疊或者多級復疊）制冷系統(tǒng)必須采用雙機復疊甚至三機復疊才能實現(xiàn)，如此復雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，必然會導致機組龐大、可靠性差等問題系統(tǒng)。

現(xiàn)有-70℃~-120℃溫區(qū)的低溫制冷技術(shù)主要存在如下問題：

a）機組龐大、效率低、能耗大；

b）結(jié)構(gòu)復雜、控制難度大、初投資大；

c）可靠性差、使用壽命短。

1. 單機自復疊低溫制冷技術(shù)

單機混合工質(zhì)自復疊制冷系統(tǒng)，將精餾裝置用于非共沸混合工質(zhì)組元以及潤滑油的汽液兩相分離過程，采用單臺普通商用空調(diào)壓縮機，通過精餾的方法巧妙的將潤滑油從低沸點制冷劑中分離出來，實現(xiàn)穩(wěn)定的-120℃低溫制冷。結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、成本低、穩(wěn)定性高。

 

 

相比傳統(tǒng)雙機復疊式制冷技術(shù)，混合工質(zhì)單機自復疊低溫制冷技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

1. 裝機成本低

單機自復疊制冷技術(shù)相比雙機復疊（-70℃）少一套壓縮機，這意味著減少了一套制冷系統(tǒng)，包括壓縮機、油分離器及其他相關(guān)配件，并減少了一個用于兩級制冷復疊用的板式換熱器，這些減少的部件的成本可覆蓋單機自復疊增加的自復疊套件的成本。單機復疊的總成本基本與雙機復疊的總成本持平，且相比于制冷溫度-100℃ 甚至更低的三機復疊，單機復疊可減少兩臺壓縮機及相關(guān)配件，成本優(yōu)勢更為明顯。

 

1. 運行能耗低

相同制冷溫度與降溫速率下，單機復疊低溫制冷機技術(shù)的單臺壓縮機功率低于雙機復疊兩臺壓縮機的總功率，運行總能耗約能降低40%。以某低溫乙醇箱工程項目為例，設(shè)計目標溫度為-70℃，對500L的酒精進行降溫，雙機復疊需采用兩臺20匹壓縮機，而單機復疊只需采用單臺25匹壓縮機即可實現(xiàn)設(shè)計目標，總能耗得到了有效的降低。

 

1. 可靠性高

單機復疊制冷技術(shù)僅有一套制冷系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，部件少，因而連接管路與連接點少。相比雙機復疊技術(shù)，單機復疊機組焊接點減少了約20%，而焊點是影響制冷機組可靠性的重要因素，減少焊點可有效提高機組的長期運行可靠性。

壓縮機為制冷機組的運動部件，其壽命直接關(guān)系到機組的整機使用壽命。單機復疊減少一臺壓縮機相當于將機組中壓縮機損壞的概率減半，可有效提高機組可靠性。單機復疊增加的部件均為結(jié)構(gòu)件，不存在運動部件，可靠性高。

 

1. 控制與調(diào)試簡便

雙機復疊需控制兩臺壓縮機的運行，高溫級系統(tǒng)為低溫級系統(tǒng)提供冷量，其啟停順序以及時間需進行很好的耦合與調(diào)試，高溫級制冷溫度需達到一定的溫度后方可啟動低溫級，如存在一些變動復雜的制冷要求，兩級耦合將會相當復雜。而且高、低溫兩級系統(tǒng)的規(guī)格匹配與調(diào)試也需要進行大量的實驗與改進。

而單機復疊則只需對一臺壓縮機進行控制，無需復雜的控制邏輯，且調(diào)試簡單，機組安裝與運行操作簡單。

 

1. 維修維護方便

單機復疊機組結(jié)構(gòu)簡單，整機部件少，布置也相對簡單，因而后期維護相對簡單，故障排除與維修也相對簡單。