三级阶梯式降温超低温冷库.pdf

本发明公开了一种三级阶梯式降温超低温冷库，实现冷库的阶梯式降温，节约运行成本，减少能耗，运行更稳定。包括冷库围护结构和三级制冷系统。三级制冷系统包括高温级制冷系统、中温级制冷系统和低温级制冷系统；高温级制冷系统包括高温级制冷机组、第一高温级电磁阀、第二高温级电磁阀和高温级风冷式蒸发器。中温级制冷系统包括中温级制冷机组、第一中温级电磁阀、第二中温级电磁阀和中温级风冷式蒸发器，低温级制冷系统包括低温级制冷机组、低温级电磁阀和低温级风冷式蒸发器。-30℃以上只运行高温级制冷系统，在-75℃以上运行高温级制冷系统和中温级制冷系统，-75℃以下三级制冷系统运行，采用阶梯式降温，节约运行成本，减少能耗。

1.  一种三级阶梯式降温超低温冷库，其特征在于，包括冷库围护结构和三级制冷系统，所述三级制冷系统包括高温级制冷系统、中温级制冷系统和低温级制冷系统；所述高温级制冷系统包括高温级制冷机组、第一高温级电磁阀、第二高温级电磁阀和高温级风冷式蒸发器，所述中温级制冷系统包括中温级制冷机组、第一中温级电磁阀、第二中温级电磁阀和中温级风冷式蒸发器，所述低温级制冷系统包括低温级制冷机组、低温级电磁阀和低温级风冷式蒸发器；所述高温级风冷式蒸发器、中温级风冷式蒸发器和低温级风冷式蒸发器均置于所述冷库维护结构内；所述高温级制冷机组中高温冷凝蒸发器的制冷剂出口分别与所述第一高温级电磁阀和第二高温级电磁阀的进口连接，所述第一高温级电磁阀的出口与所述高温级风冷式蒸发器的进口连接，所述高温级风冷式蒸发器的出口与所述高温级制冷机组的高温级压缩机的制冷剂进口连接；所述第二高温级电磁阀的出口与所述中温级制冷机组中的中温级冷凝蒸发器的制冷剂进口连接，所述中温级冷凝蒸发器的制冷剂出口分别与所述第一中温级电磁阀和第二中温级电磁阀的进口连接，所述第一中温级电磁阀的出口与所述中温级风冷蒸发器的进口连接，所述中温级风冷蒸发器的出口与所述中温级制冷机组的中温级压缩机的制冷剂进口连接；所述第二中温级电磁阀的出口与所述低温级制冷机组中的低级温换热器的进口连接，所述低温级换热器的制冷剂出口通过所述低温级电磁阀与所述低温级风冷蒸发器的进口连接，所述低温级风冷蒸发器的出口与所述低温级制冷机组的低温级压缩机的制冷剂进口连接；当库温高于-30℃时，所述第二高温级电磁阀、第一中温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀关闭，所述第一高温级电磁阀开启；当温度降至-30℃时，所述第二高温级电磁阀、第一中温级电磁阀开启，所述第一高温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀关闭；当温度降至-75℃时，所述第二高温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀开启，所述第一高温级电磁阀、第一中温级电磁阀关闭。

三级阶梯式降温超低温冷库
技术领域
本发明涉及超低温冷库，更具体的说，是涉及一种三级阶梯式降温超低温冷库。
背景技术
目前，超低温冷库多用于低温医疗、低温储存及提供低温试验环境等特殊场合，国内超低温冷库较少，且制冷系统多采用复叠式制冷系统。
采用传统三级复叠制冷时，高温级、中温级和低温级制冷系统依次启动，最后由低温级制冷剂在风冷式蒸发器中蒸发制冷。考虑到这种制冷方式对每一级的压比有限制，在满足三级压比大致相等时会导致中温级制冷剂在中温级制冷系统运行时会产生负压，低温级制冷剂在低温级制冷系统运行时接近负压，进而造成整个制冷系统运行不稳定，中温级和低温级制冷压缩机停机等后果，且三级都运行时在冷库降温的初期会造成效率很低的影响。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种三级阶梯式降温超低温冷库，实现冷库的阶梯式降温，节约运行成本，减少能耗，运行更稳定。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种三级阶梯式降温超低温冷库，包括冷库围护结构和三级制冷系统，所述三级制冷系统包括高温级制冷系统、中温级制冷系统和低温级制冷系统；所述高温级制冷系统包括高温级制冷机组、第一高温级电磁阀、第二高温级电磁阀和高温级风冷式蒸发器，所述中温级制冷系统包括中温级制冷机组、第一中温级电磁阀、第二中温级电磁阀和中温级风冷式蒸发器，所述低温级制冷系统包括低温级制冷机组、低温级电磁阀和低温级风冷式蒸发器；所述高温级风冷式蒸发器、中温级风冷式蒸发器和低温级风冷式蒸发器均置于所述冷库维护结构内；所述高温级制冷机组中高温冷凝蒸发器的制冷剂出口分别与所述第一高温级电磁阀和第二高温级电磁阀的进口连接，所述第一高温级电磁阀的出口与 所述高温级风冷式蒸发器的进口连接，所述高温级风冷式蒸发器的出口与所述高温级制冷机组的高温级压缩机的制冷剂进口连接；所述第二高温级电磁阀的出口与所述中温级制冷机组中的中温级冷凝蒸发器的制冷剂进口连接，所述中温级冷凝蒸发器的制冷剂出口分别与所述第一中温级电磁阀和第二中温级电磁阀的进口连接，所述第一中温级电磁阀的出口与所述中温级风冷蒸发器的进口连接，所述中温级风冷蒸发器的出口与所述中温级制冷机组的中温级压缩机的制冷剂进口连接；所述第二中温级电磁阀的出口与所述低温级制冷机组中的低级温换热器的进口连接，所述低温级换热器的制冷剂出口通过所述低温级电磁阀与所述低温级风冷蒸发器的进口连接，所述低温级风冷蒸发器的出口与所述低温级制冷机组的低温级压缩机的制冷剂进口连接；当库温高于-30℃时，所述第二高温级电磁阀、第一中温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀关闭，所述第一高温级电磁阀开启；当温度降至-30℃时，所述第二高温级电磁阀、第一中温级电磁阀开启，所述第一高温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀关闭；当温度降至-75℃时，所述第二高温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀开启，所述第一高温级电磁阀、第一中温级电磁阀关闭。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的三级阶梯式降温冷库，让每一级制冷系统都有冷量输出，实现冷库的阶梯式降温。
2、本发明的冷库，在冷库-30℃以上只运行高温级制冷系统，在降至-75℃以上、-30℃以下运行高温级制冷系统和中温级制冷系统，-75℃以下才三级制冷系统都开启，能够节约运行成本，减少能耗。
3、本发明的冷库，每一级制冷系统是依次开启，解决了传统三级制冷系统同时开始运行时吸气压力过高，运行中期冷凝压力过低，系统运行不稳定的问题，系统运行更稳定。
附图说明
图1所示为本发明三级阶梯式降温超低温冷库的原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明三级阶梯式降温超低温冷库的结构示意图如图1所示，包括冷库围 护结构1和三级制冷系统。所述三级制冷系统包括高温级制冷系统、中温级制冷系统和低温级制冷系统。所述高温级制冷系统包括高温级制冷机组2、第一高温级电磁阀3、第二高温级电磁阀4和高温级风冷式蒸发器10。第一高温级电磁阀3控制通往高温级风冷蒸发器10在超低温库中输出冷量，第二高温级电磁阀4通往中温级制冷机组5，用于冷却中温级制冷剂。所述中温级制冷系统包括中温级制冷机组5、第一中温级电磁阀6、第二中温级电磁阀7和中温级风冷式蒸发器11。中温级电磁阀6控制通往中温级风冷蒸发器11在超低温库中输出冷量，第二中温级电磁阀7通往低温级制冷机组8，用于冷却低温级制冷剂。所述低温级制冷系统包括低温级制冷机组8、低温级电磁阀9和低温级风冷式蒸发器12。低温级电磁阀9控制通往低温级风冷蒸发器12在超低温库中输出冷量。所述高温级风冷式蒸发器10、中温级风冷式蒸发器11和低温级风冷式蒸发器12均置于所述冷库维护结构内。所述高温级制冷机组2中高温冷凝蒸发器的制冷剂出口分别与所述第一高温级电磁阀3和第二高温级电磁阀4的进口连接，所述第一高温级电磁阀3的出口与所述高温级风冷式蒸发器10的进口连接，所述高温级风冷式蒸发器的10出口与所述高温级制冷机组2的高温级压缩机的制冷剂进口连接。所述第二高温级电磁阀4的出口与所述中温级制冷机组5中的中温级冷凝蒸发器的制冷剂进口连接，所述中温级冷凝蒸发器的制冷剂出口分别与所述第一中温级电磁阀6和第二中温级电磁阀7的进口连接，所述第一中温级电磁阀6的出口与所述中温级风冷蒸发器11的进口连接，所述中温级风冷蒸发器11的出口与所述中温级制冷机组5的中温级压缩机的制冷剂进口连接。所述第二中温级电磁阀7的出口与所述低温级制冷机组8中的低级温换热器的进口连接，所述低温级换热器的制冷剂出口通过所述低温级电磁阀9与所述低温级风冷蒸发器12的进口连接，所述低温级风冷蒸发器12的出口与所述低温级制冷机组8的低温级压缩机的制冷剂进口连接。当库温高于-30℃时，只有高温级系统运行，所述第二高温级电磁阀、第一中温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀关闭，所述第一高温级电磁阀开启；当温度降至-30℃时，所述第二高温级电磁阀、第一中温级电磁阀开启，所述第一高温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀关闭；当温度降至-75℃时，所述第二高温级电磁阀、第二中温级电磁阀和低温级电磁阀开启，所述第一高温级电磁阀、第一中温级 电磁阀关闭。
三级制冷系统运行时，首先高温级制冷系统运行，此时第一高温级电磁阀3开启，第二高温级电磁阀4关闭，高温级制冷剂在第一高温级电磁阀3所在管路进入高温级风冷蒸发器10，蒸发后的高温级制冷剂回到高温级制冷机组2中循环，当冷库温度降至-30℃时，第一高温级电磁阀3、第二中温级电磁阀7和低压级电磁阀9关闭，第二高压级电磁阀4、第一中温级电磁阀6开启，中温级系统运行，高温级制冷剂在中温级冷凝蒸发器中与中温级制冷剂换热，冷却中温级制冷剂，中温级制冷剂沿着第一中温级电磁阀6所在管路进入中温级风冷蒸发器11，蒸发后的中温级制冷剂回到中温级制冷机组5中循环，当冷库温度降至-75℃时，第一中温级电磁阀6关闭，第二中温级电磁阀7和低温级电磁阀9开启，此时进行低温循环，换热后的低温制冷剂进入低温风冷蒸发器12，继续对冷库降温直至达到所要求的温度。
本发明的冷库中，制冷系统阶梯式降温，在冷库-30℃以上只运行高温级制冷系统，在-75℃以上、-30℃以下时运行高温级制冷系统和中温级制冷系统，-75℃以下才三级制冷系统都开启，能够节约运行成本，减少能耗。同时，解决了传统三级制冷系统同时开始运行时吸气压力过高，运行中期冷凝压力过低，系统运行不稳定的问题，系统运行更稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。