阅读说明：本技术 一种双机制超低温制冷车载制冷系统 (Double-mechanism ultralow-temperature refrigeration vehicle-mounted refrigeration system ) 是由 马超 姚平 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双机制超低温制冷车载制冷系统,包括压缩机、止逆阀、冷凝压力调节器、冷凝器、储液器、膨胀阀、钎焊板式换热器、气液分离器,压缩机的制冷剂出口依次与止逆阀、冷凝压力调节器、冷凝器、储液器、膨胀阀、钎焊板式换热器、气液分离器、压缩机的制冷剂入口连通；止逆阀、冷凝压力调节器之间旁路管连通至储液器、冷凝器之间管路,且旁路管中连通接入有压差阀。本发明利用常规压缩机制冷和多种控制装置相结合,可以在满足电子设备制冷的要求的同时,提供适温的冷却液,避免冷却液温度不满足设计要求对脆弱的电子元件造成破坏。(The invention discloses a double-machine ultra-low temperature refrigeration vehicle-mounted refrigeration system which comprises a compressor, a check valve, a condensation pressure regulator, a condenser, a liquid storage device, an expansion valve, a brazing plate type heat exchanger and a gas-liquid separator, wherein a refrigerant outlet of the compressor is sequentially communicated with refrigerant inlets of the check valve, the condensation pressure regulator, the condenser, the liquid storage device, the expansion valve, the brazing plate type heat exchanger, the gas-liquid separator and the compressor; a bypass pipe between the check valve and the condensing pressure regulator is communicated with a pipeline between the liquid reservoir and the condenser, and a differential pressure valve is communicated and connected in the bypass pipe. The invention utilizes the combination of the refrigeration of a conventional compressor and a plurality of control devices, can provide cooling liquid with proper temperature while meeting the refrigeration requirement of electronic equipment, and avoids the damage to fragile electronic components caused by the fact that the temperature of the cooling liquid does not meet the design requirement.)

一种双机制超低温制冷车载制冷系统

技术领域

本发明涉及车载制冷系统领域，具体是一种双机制超低温制冷车载制冷系统。

背景技术

随着车载电子设备的大量运用，电子设备的热负荷不断提高，而电子设备的工作环境温度也会影响到其自身可靠性和寿命。由于车载电子设备的特殊性，在室外低温状态下仍需要对车载电子设备进行冷却；另一方面，低温制冷对系统的稳定性作用较常规制冷高，为了保障车载设备正常工作，对制冷系统的可靠性也提出了更高要求。因此，为了满足车载电子设备要求，需要对制冷系统进行特殊设计，以满足低温或极端环境温度极低情况下的制冷要求及可靠性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种双机制超低温制冷车载制冷系统，以解决现有技术车载制冷设备无法满足极端低温环境可靠性要求的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种双机制超低温制冷车载制冷系统，其特征在于：包括压缩机、止逆阀、冷凝压力调节器、配有冷凝风机的冷凝器、储液器、膨胀阀、钎焊板式换热器、气液分离器，所述压缩机的制冷剂出口通过管路与一个止逆阀的入口连接，止逆阀的出口通过管路与冷凝压力调节器的入口连接，冷凝压力调节器的出口通过管路与冷凝器一端端口连接，冷凝器另一端端口通过管路与储液器内部连通，储液器内部还通过管路与膨胀阀的入口连通，膨胀阀的出口通过管路与钎焊板式换热器的制冷剂入口连接，钎焊板式换热器的制冷剂出口通过管路与气液分离器内部连通，气液分离器内部还通过管路与压缩机的制冷剂入口连通；所述止逆阀、冷凝压力调节器之间管路引出有旁路管，旁路管连通至储液器、冷凝器之间管路，且旁路管中连通接入有压差阀。

所述的一种双机制超低温制冷车载制冷系统，其特征在于：压缩机制冷剂入口连接的管路上连通接入有低压开关，压缩机制冷剂出口连接的管路上连通接入有高压开关。

所述的一种双机制超低温制冷车载制冷系统，其特征在于：所述冷凝器有多个，每个冷凝器分别对应配置有冷凝压力调节器，各个冷凝压力调节器的入口共接后再与止回阀的出口连接，每个冷凝压力调节器的出口分别与对应的冷凝器的一端端口连接，各个冷凝器的另一端端口共接后再与储液器内部连通。

所述的一种双机制超低温制冷车载制冷系统，其特征在于：所述冷凝器出口连接的管路上连通接入接入有风机调速器压力传感器，风机调速器与冷凝风机连接，通过传感器感受冷凝压力，输出信号控制冷凝风机转速。

所述的一种双机制超低温制冷车载制冷系统，其特征在于：所述储液器向膨胀阀入口的管路上依次连通接入有干燥过滤器、视液镜。

所述的一种双机制超低温制冷车载制冷系统，其特征在于：所述视液镜、膨胀阀之间管路还引出有旁路管路，旁路管路连通至钎焊板式换热器、气液分离器之间管路，且旁路管路中连通接入有球阀、温度响应膨胀阀。

本发明中，利用常规压缩机制冷和多种控制装置相结合，可以在满足电子设备制冷的要求的同时，提供适温的冷却液，避免冷却液温度不满足设计要求对脆弱的电子元件造成破坏。

本发明中，制冷系统包括压缩机、冷凝器、储液器、钎焊板式换热器、气液分离器等设备，各个设备通过管路联通，通过钎焊板式换热器与冷却液换热，为负载提供满足要求的冷却液。

本发明制冷系统中膨胀阀前设有视液镜、干燥过滤器、储液器，以保证进入参与系统循环的制冷剂适量、洁净。压缩机进出口设有低、高压开关压开关，高压开关后设有止回阀，可以在系统压力在超出正常范围时进行保护。

本发明冷凝风机通过风机调速器调节转速，控制冷凝器换热量，可以保证低温环境下制冷循环正常运转；同时，冷凝器入口前设置有冷凝压力调节器，与设置在储液器和压缩机之间的压差阀共同控制流经冷凝器的制冷剂比例，在低温环境时保持高低压压差，保障制冷工作正常运行。

本发明在视液镜与气液分离器之间设置有旁通管路，上面安装的温度响应膨胀阀可以在高压端压力过高时，通过喷淋降低排气温度，能最大限度对负载的电子元件进行温控。

本发明的有益效果体现在：

1）该液冷系统可以在极端环境条件下，满足了输出冷却液的要求。

2）该系统在系统体积、电源负载受限，进而换热器换热量受到限制的条件下，满足了较大制冷量的要求。

3）该系统能在负载无载荷时持续工作，同时在负载载荷挂起时马上响应输出制冷能力，这一方式充分利用了激光武器装备间歇性工作的特点：在激光武器装备未出光时即负载无载荷时系统持续工作，当激光武器装备出光时系统马上响应输出制冷能力，保障了供液温度温度。

4）该系统采用两种低温制冷设计，互不干扰并能互为保障，在其中一套制冷设计失效的情况下，仍能保障低温环境下系统正常运行。

附图说明

图1是本发明系统结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种双机制超低温制冷车载制冷系统，包括压缩机1、止逆阀13、冷凝压力调节器14、配有冷凝风机11的冷凝器2、储液器3、膨胀阀6、钎焊板式换热器7、气液分离器8，压缩机1的制冷剂出口通过管路与一个止逆阀13的入口连接，止逆阀13的出口通过管路与冷凝压力调节器14的入口连接，冷凝压力调节器14的出口通过管路与冷凝器2一端端口连接，冷凝器2另一端端口通过管路与储液器3内部连通，储液器3内部还通过管路与膨胀阀6的入口连通，膨胀阀6的出口通过管路与钎焊板式换热器7的制冷剂入口连接，钎焊板式换热器7的制冷剂出口通过管路与气液分离器8内部连通，气液分离器8内部还通过管路与压缩机1的制冷剂入口连通；止逆阀13、冷凝压力调节器14之间管路引出有旁路管，旁路管连通至储液器3、冷凝器2之间管路，且旁路管中连通接入有压差阀15。

压缩机1启动后，通过连接管路吸收经钎焊板式换热器7换热后的制冷剂蒸汽，并把它压缩成高温高压气体，进入冷凝器2中完成冷凝放热，变成具有一定过冷度的中温高压液态制冷剂，液态制冷剂最后汇集到储液器3中。中温高压液态制冷剂在压差的作用下通过膨胀阀6，通过膨胀阀6的节流降压作用变成低温低压的气液混合物进入钎焊板式换热器7，由于制冷剂压力剧降，液体剧烈汽化吸热，从而降低此时通过板式换热器另一侧的冷却液温度。制冷剂吸热成为气体状态后进入气液分离器8，最后返回压缩机1完成一个制冷循环。

止逆阀13、冷凝压力调节器14之间管路引出有旁路管，旁路管连通至储液器3、冷凝器2之间管路，且旁路管中连通接入有压差阀15，冷凝器2入口前安装了冷凝压力调节器14。在低温环境下，由于冷凝温差大，换热效率极高，高温高压气体进入冷凝器2中冷凝放热后温度压力急剧下降，压差阀15开启，部分制冷剂不经冷凝器2降温直接由旁通管进入储液器3，提高膨胀阀3前温度及压力以保障制冷工作正常运行。此机制与冷凝风机调速机制可以同时生效互不干扰，并能互为保障，在其中一套低温制冷机制失效的情况下，另外一套继续生效，更大程度上保障低温环境下制冷工作正常运行。

本发明中，压缩机1的制冷剂入口连接的管路上连通接入有低压开关9，压缩机1的制冷剂出口连接的管路上连通接入有高压开关10。低压开关9及高压开关10，能够在系统运行时实时监测系统压力值，并在系统压力异常时报警。压缩机1出口处还安装有止逆阀13，以防止制冷剂逆流。

本发明中，冷凝器2有多个，每个冷凝器2分别对应配置有冷凝压力调节器14，各个冷凝压力调节器14的入口共接后再与止回阀13的出口连接，每个冷凝压力调节器14的出口分别与对应的冷凝器2的一端端口连接，各个冷凝器2的另一端端口共接后再与储液器3内部连通。

本发明中，冷凝器2出口连接的管路上连通接入有风机调速器12，风机调速器12与冷凝风机11控制连接。冷凝器2出口连接的管路上连通接入接入有风机调速器12的压力传感器，风机调速器12与冷凝风机连接，通过传感器感受冷凝压力，输出信号控制冷凝风机转速。

冷凝器2通过冷凝风机11进行强制对流换热，在低温环境下，由于冷凝温差大，换热效率极高，导致高压蒸汽冷凝换热后温度低至无法建立制冷循环。为解决此问题，在冷凝器2出口处设有风机调速器12，可以调节冷凝风机11的转速以调整冷凝器换热量，保障制冷工作正常运行。

本发明中，储液器3向膨胀阀6入口的管路上依次连通接入有干燥过滤器4、视液镜5。视液镜5、膨胀阀6之间管路还引出有旁路管路，旁路管路连通至钎焊板式换热器7、气液分离器8之间管路，且旁路管路中连通接入有球阀16、温度响应膨胀阀17。

膨胀阀3前安装了干燥过滤器4，视液镜5。干燥过滤器4对制冷剂进行干燥、过滤处理，去除制冷剂中的水分、杂质，避免水分在低温处结冰形成冰堵，杂质在系统狭窄处形成脏堵；通过视液镜5可以根据液面情况观察制冷剂加注量是否与系统匹配，同时，本视液镜上配有根据含水量变色的试纸，方便观察系统内水分是否干燥完全。

视液镜5、膨胀阀6之间旁路管路连通至钎焊板式换热器7、气液分离器8之间管路，且旁路管路中连通接入有球阀16、温度响应膨胀阀17。球阀16可以人工控制旁通管路开启、关闭状态，温度响应膨胀阀17在检测到系统排气温度过高时自动开启以降低排气温度。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。