超低温制冷工程如何设计冷却系统?复叠式应用案例(超低温复叠制冷论坛)

上海交通大学简称“上海交大”,位于上海市,是由我国教育部直属的重点大学,是我国历史 悠久、享誉海内外的高等学府之一,截至 2018 年底,学校由 6 个校区,30 个学院/直属系,31 个研究院等机构组成。

超低温制冷工程如何设计冷却系统?复叠式应用案例(超低温复叠制冷论坛)

上海交通大学制冷与低温工程学科于 1956 年创建,是我国高校历史最悠久的制冷学科之一, 尤其在制冷空调中的能源利用与环境控制、仿真优化控制、自动化及室内空气品质,食品冷 冻与冷藏研究等方向具有鲜明的研究方向,并且研究所已确定制冷空调机电产品的数字化设 计、低温超导与低温传热、制冷空调系统工程等新的学术方向。

2017 年,上海交大制冷与低温工程研究所技术专家,因低温制冷试验室科研需求,需要将

-40 度的酒精等介质降低到-45 度,提供制冷试验中的低温环境,以便开展各类低温工程试 验。

迈格贝特冷水机在此低温项目中,扮演着极为重要的制冷设备角色,若采用单级压缩制冷循环, 只能制取到-25 度~-35 度的温度,达不到目标低温要求,故迈格贝特冷机定制技术人员,采用 复叠式低温制冷方案。

复叠式冷冻机由两个独立的压缩制冷循环,合成二元复叠式制冷系统,分为高温和低温两个 循环,中间通过冷凝蒸发器相互连接,即低温循环中冷凝器为高温循环中蒸发器。系统中高 温级采用 R22/R404A 为工质,低温级采用 R23 为工质,其工作过程如下:

超低温制冷工程如何设计冷却系统?复叠式应用案例(超低温复叠制冷论坛)

1、高温循环系统(左):

高温循环中,进入蒸发冷凝器的制冷剂,吸收热量被汽化,经高温区压缩机,变成高压制冷 剂蒸汽,之后经油液分离器进入冷凝器,冷凝成高压液态,后经过滤器、膨胀阀转变为低压 低温蒸汽,继续吸收蒸发冷凝器热量,重新汽化,进入下一个制冷循环。

2、 低温循环系统(右):

低温循环中,冷凝蒸发器中的制冷剂热量被高温循环吸收带走,气体制冷剂转换为高压液体, 经过滤器、膨胀阀节流降压,进入到低温蒸发器中,与被冷却介质,发生热交换(制取需求 冷量),后转换为低压蒸汽,吸入低温压缩机,压缩为高压蒸汽,重新进入冷凝蒸发器,继 续制冷循环。

在迈格贝特低温复叠式制冷方案中,设备采用品牌配件组成,德国比泽尔”压缩机,美国 可冷冻配件,法国施耐德电控器材;蒸发器及冷凝器采用不锈钢材质制作。

超低温制冷工程如何设计冷却系统?复叠式应用案例(超低温复叠制冷论坛)

为保证设备运行良好,设备设有高低压开关、马达过载保护,缺相、逆相保护,安全阀等保 护装置,确保异常工况下,设备安全可靠。

实践证明,迈格贝特低温复叠式冷水机组设计,具有稳定的低温制冷性能,运行平稳、噪声较 低,完全适合于上海交通大学制冷与低温工程研究所使用。为制冷与低温工程相关试验提供 了稳定的低温环境,促进了上交大相应制冷学科学术的研究与应用,在一定程度上推动了中 国制冷空调行业的知识创新与发展。

迈格贝特在冷机研发与设计方面,拥有专业的冷水机研发团队,可为企业生产定制专用冷水机、 冷冻机、低温机,在节能与环保方面独树一帜,并成功荣获国内外各种制冷行业荣誉,与国 内 2000 多家企业、科研院所均保持密切合作,为推动工业发展和社会进步做出了应有的贡 献。

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