高低溫試驗箱單機自復(fù)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(fù)疊式（即雙級復(fù)疊或者多級復(fù)疊）制冷系統(tǒng)必須采用雙機復(fù)疊甚至三機復(fù)疊才能實現(xiàn),，如此復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，必然會導(dǎo)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(fù)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(fù)疊低溫制冷技術(shù)

單機混合工質(zhì)自復(fù)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(fù)疊式制冷技術(shù),，混合工質(zhì)單機自復(fù)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(fù)疊制冷技術(shù)相比雙機復(fù)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(fù)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(fù)疊增加的自復(fù)疊套件的成本,。單機復(fù)疊的總成本基本與雙機復(fù)疊的總成本持平，且相比于制冷溫度-100℃ 甚至更低的三機復(fù)疊,，單機復(fù)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(fù)疊低溫制冷機技術(shù)的單臺壓縮機功率低于雙機復(fù)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(biāo)溫度為-70℃,，對500L的酒精進(jìn)行降溫，雙機復(fù)疊需采用兩臺20匹壓縮機,，而單機復(fù)疊只需采用單臺25匹壓縮機即可實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo),，總能耗得到了有效的降低。

1. 可靠性高

單機復(fù)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(fù)疊技術(shù),，單機復(fù)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(fù)疊減少一臺壓縮機相當(dāng)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(fù)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(fù)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(jìn)行很好的耦合與調(diào)試,，高溫級制冷溫度需達(dá)到一定的溫度后方可啟動低溫級，如存在一些變動復(fù)雜的制冷要求,，兩級耦合將會相當(dāng)復(fù)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(jìn)行大量的實驗與改進(jìn),。

而單機復(fù)疊則只需對一臺壓縮機進(jìn)行控制,，無需復(fù)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(hù)方便

單機復(fù)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(hù)相對簡單，故障排除與維修也相對簡單,。