專利名稱：CO₂/NH₃復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制冷系統(tǒng)，更具體的說，是涉及一種c(y冊3復(fù)合 式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，由于發(fā)現(xiàn)氟利昂類制冷劑對大氣臭氧層有破壞作用以及能產(chǎn)生
溫室效應(yīng)等環(huán)境問題，國際上已達(dá)成完全禁用CFC類、逐漸限制使用HCFC類 制冷劑的共識。為此，全球的科研工作者也積極研究氟利昂替代技術(shù)，其中 以研究人工合成類制冷工質(zhì)為主，但大量的事實(shí)表明，許多人工合成的物質(zhì)， 盡管從一開始看對人類是有益的，但隨著該物質(zhì)的大量和長期的使用，就逐 步顯現(xiàn)出對生態(tài)環(huán)境的巨大破壞作用。隨著世界制冷空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā) 展，對制冷工質(zhì)的需求量逐年上升，每年達(dá)到數(shù)十萬噸的消耗量。使用的人 工合成類制冷工質(zhì)的絕大部分將擴(kuò)散到大氣中去，有的物質(zhì)在大氣中存留數(shù) 百年，有的物質(zhì)分解后會產(chǎn)生其它副作用或是分解出有害物質(zhì)，始終對地球 的生態(tài)環(huán)境存在著潛在的危險。
氨與二氧化碳作為自然工質(zhì)，其臭氧層消耗潛能(ODP)為0，全球變暖 潛能(GWP)不大于1，具有良好的熱力學(xué)性能，價格低廉。在常規(guī)的制冷溫 度范圍內(nèi)(-50°C ~ l(TC)是適用的，他們幾乎適宜于制冷空調(diào)領(lǐng)域的所有場 合，是最具應(yīng)用前景的自然制冷工質(zhì)。
但氨具有一定的毒性和可燃性，安全性低，從而限制了它在制冷空調(diào)領(lǐng) 域中的使用。二氧化碳做為自然工質(zhì)，無毒，不可燃，也不助燃，在一定程 度上能夠彌補(bǔ)氨制冷劑的缺陷。C(yNH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)能明顯降低氨的充注 量，同時由于低溫級采用C02,從而可以避免氨與食品、人群等直接接觸，
降低氨制冷系統(tǒng)的危險性，增加系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。另外，C02/冊3復(fù)疊式制
冷系統(tǒng)的氨制冷循環(huán)部分可以在生產(chǎn)廠家直接安裝，提高焊接質(zhì)量，可增加 系統(tǒng)的安全，避免氨的泄露，用戶只需要現(xiàn)場安裝載冷劑系統(tǒng)即可。由于C(yNH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)具有上述優(yōu)越性而得到了廣泛的應(yīng)用。
但C02/NH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)與氨單級制冷系統(tǒng)相比在制取單位冷砘的冷 量時的耗功有一個節(jié)能的臨界制冷溫度(一般為-35°C ~-20°C)，當(dāng)C02/NH3 復(fù)疊式制冷系統(tǒng)在制冷溫度高于該制冷臨界溫度時，與氨單級制冷系統(tǒng)相比: 其節(jié)能效果并不顯著。這主要是因?yàn)樵贑(yNH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)中增加了二 氧化碳壓縮機(jī)，從而增加了耗功，降低了系統(tǒng)的COP。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一神在制冷溫度高 于節(jié)能的臨界制冷溫度時，關(guān)閉C02制冷壓縮機(jī)，通過C02的載冷循環(huán)來降 低系統(tǒng)能耗的C02/NH3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種C(yNH3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)，由NH3制冷循環(huán)系統(tǒng)和C02制冷循環(huán) 系統(tǒng)組成，其特4i在于，在C02制冷循環(huán)系統(tǒng)中的液相C02貯液器和C02節(jié)流 裝置之間連接有C(V液泵，在COr液泵的進(jìn)口與出口之間連接有COr液泵旁通 閥，在C02制冷壓縮才幾的進(jìn)口與出口之間連^妄有C02旁通閥。
其中所述仰3制冷循環(huán)系統(tǒng)由冊3制冷壓縮機(jī)、NH3制冷循環(huán)冷凝器、NH3 節(jié)流裝置、蒸發(fā)式冷凝器依次連接后再與冊3制冷壓縮機(jī)的進(jìn)口連接組成。 所述C02制冷循環(huán)系統(tǒng)由C02制冷壓縮機(jī)、上述蒸發(fā)式冷凝器、液相C02貯液 器、C02節(jié)流裝置、C02制冷循環(huán)蒸發(fā)器依次連接后再與C02制冷壓縮機(jī)的進(jìn)
口連接組成。
本實(shí)用新型具有下述技術(shù)效果
本實(shí)用新型的C02/NH3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)在C02/NH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)中 加入了 C02液泵，并在C(V液泵和C02制冷壓縮機(jī)的兩端分別連接有旁通閥， 通過控制兩個旁通閥及C02制冷壓縮機(jī)的開啟和關(guān)閉，使得本實(shí)用新型的制 冷系統(tǒng)在制冷溫度高于節(jié)能的臨界制冷溫度時，關(guān)閉C02制冷壓縮機(jī)，使用 0)2的載冷循環(huán)降低0)2/冊3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)在制冷溫度高于節(jié)能的臨界制冷 溫度時的能耗。這樣，本實(shí)用新型的(:02/仰3復(fù)合式制冷系統(tǒng)在任何制冷溫
度下的能耗都小，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

圖1為本實(shí)用新型一種0)2/冊3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)示意圖。圖中
1 .0)2制冷壓縮機(jī)；2.蒸發(fā)式冷凝器；3 .仰3制冷壓縮機(jī)； 4. NHs制冷循環(huán)的冷凝器；5.冊3制冷循環(huán)節(jié)流裝置； 6.液相C02貯液器；7 .0)2液泵旁通閥；8 .0)2制冷循環(huán)節(jié)流裝置； 9. C02制冷循環(huán)蒸發(fā)器；10. C02液泵；11 .C02壓縮機(jī)旁通閥。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型一種0)2/冊3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)示意圖，本實(shí)用新
型的0)2/冊3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)是在(:02/冊3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在
C02制冷循環(huán)系統(tǒng)中加入C02溶液泵來實(shí)現(xiàn)的。由冊3制冷循環(huán)系統(tǒng)和C02制
冷循環(huán)系統(tǒng)組成，所述NH3制冷循環(huán)系統(tǒng)由NH3制冷壓縮才幾3、冊3制冷循環(huán) 冷凝器(高溫級)4、仰3制冷循環(huán)節(jié)流裝置5、蒸發(fā)式冷凝器2依次連接后 再與NH3制冷壓縮機(jī)的進(jìn)口連接組成，所述C02制冷循環(huán)系統(tǒng)由C02制冷壓縮 機(jī)l、蒸發(fā)式冷凝器2、液相C02貯液器6、 C02制冷循環(huán)節(jié)流裝置8、 C02制 冷循環(huán)蒸發(fā)器(低溫級)9依次連接后再與C02制冷壓縮機(jī)的進(jìn)口連接組成， 在C02制冷循環(huán)系統(tǒng)中的液相C02貯液器6和C02制冷系統(tǒng)節(jié)流裝置8之間連 接有C02液泵10，在C02液泵10的進(jìn)口與出口之間連接有C(V液泵旁通閥7， 在C02制冷壓縮機(jī)1的進(jìn)口與出口之間連接有C02旁通閥11。
使用本實(shí)用新型的C(VNH3復(fù)合式制冷系統(tǒng)時，首先確定節(jié)能的臨界制 冷溫度。當(dāng)制冷溫度大于該節(jié)能的臨界制冷溫度時，關(guān)閉C02制冷壓縮機(jī)， 使用載冷循環(huán)。制冷劑氨從冊3制冷壓縮機(jī)3進(jìn)入冊3制冷循環(huán)冷凝器4，經(jīng) 仰3制冷循環(huán)節(jié)流裝置5，經(jīng)過蒸發(fā)式冷凝器2 (即仰3制冷循環(huán)的蒸發(fā)器) 的制冷劑進(jìn)口進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器2中，然后再經(jīng)過蒸發(fā)式冷凝器2的制冷劑 出口、冊3制冷壓縮機(jī)的進(jìn)口重新回到NH3制冷壓縮機(jī)中。而此時，二氧化碳 制冷循環(huán)的C02制冷壓縮機(jī)旁通閥11打開，C02制冷壓縮機(jī)l關(guān)閉，C(V液泵 旁通閥7關(guān)閉，C02液泵打開，從而形成C02載冷循環(huán)，即液相C02貯液器中 的液相C02在C(V液泵10的作用下，經(jīng)過C02制冷循環(huán)節(jié)流裝置8,進(jìn)入C02 制冷循環(huán)蒸發(fā)器。此時，C02制冷循環(huán)節(jié)流裝置的主要作用已不是使C02變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w，它的主要作用是控制C02液體的流量。C02液體在C02制冷
循環(huán)蒸發(fā)器中與冷卻空間內(nèi)物體進(jìn)行熱交換，同時氣化、蒸發(fā)帶走熱負(fù)荷。
蒸發(fā)了的C02氣體經(jīng)C02壓縮機(jī)旁通閥11、蒸發(fā)式冷凝器2的載冷劑進(jìn)口進(jìn) 入蒸發(fā)式冷凝器2中，被蒸發(fā)式冷凝器2中的制冷劑冷卻，再從蒸發(fā)式冷凝 器2的載冷劑出口重新流入C02制冷循環(huán)的液相C02貯液器6中，從而開始 下一個循環(huán)。
當(dāng)制冷溫度低于該節(jié)能的臨界制冷溫度時，打開C02制冷壓縮機(jī)，使用 C(yNH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)。制冷劑氨從NH3制冷壓縮才幾3進(jìn)入高溫級冊3制冷 循環(huán)冷凝器4，經(jīng)NH3制冷循環(huán)節(jié)流裝置5，進(jìn)入高溫級的蒸發(fā)器，也就是經(jīng) 過蒸發(fā)式冷凝器的制冷劑進(jìn)口進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器2，然后再從蒸發(fā)式冷凝器 的制冷劑出口重新回到冊3制冷壓縮機(jī)3。而此時，二氧化碳制冷循環(huán)的C02 制冷壓縮機(jī)旁通閥11關(guān)閉，0)2制冷壓縮機(jī)1打開，C02液泵旁通閥7打開， COr液泵關(guān)閉，從而形成C02/冊3復(fù)疊式制冷循環(huán)，即C0r液體從液相C02貯液 器經(jīng)C02液泵旁通閥7及低溫級冊3制冷循環(huán)節(jié)流裝置8的節(jié)流控制，低溫 低壓的C02再流入低溫級C02制冷循環(huán)蒸發(fā)器，在C02制冷循環(huán)蒸發(fā)器中與冷 卻空間內(nèi)物體進(jìn)行熱交換，同時氣化、蒸發(fā)帶走熱負(fù)荷。蒸發(fā)了的C02氣體 被C02制冷壓縮機(jī)1壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w，高溫高壓的C02經(jīng)蒸發(fā)式冷 凝器2的載冷劑進(jìn)口進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器2中被制冷劑冷凝，從蒸發(fā)式冷凝器 2的載冷劑出口重新進(jìn)入液相C02貯液器6中，/人而開始下一個循環(huán)。
本實(shí)用新型的0)2/仰3復(fù)合式制冷系統(tǒng)中通過加入C02液泵，使C02/NH3 復(fù)疊式制冷系統(tǒng)在制取制冷溫度高于節(jié)能的臨界制冷溫度的冷量時，停開 C02壓縮機(jī)，達(dá)到節(jié)能效果。
盡管參照實(shí)施例對所公開的涉及一種C02/NH3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行 了特別描述，以上描述的實(shí)施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本實(shí) 用新型的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本實(shí)用新型的范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種CO2/NH3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)，由NH3制冷循環(huán)系統(tǒng)和CO2制冷循環(huán)系統(tǒng)組成，其特征在于，在CO2制冷循環(huán)系統(tǒng)中的液相CO2貯液器和CO2制冷循環(huán)節(jié)流裝置之間連接有CO2液泵，在CO2液泵的進(jìn)口與出口之間連接有CO2液泵旁通閥，在CO2制冷壓縮機(jī)的進(jìn)口與出口之間連接有CO2旁通閥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的0)2/冊3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述冊3制冷循環(huán)系統(tǒng)由冊3制冷壓縮機(jī)、NH3制冷循環(huán)冷凝器、冊3制冷循環(huán)節(jié)流裝置、蒸發(fā)式冷凝器依次連接后再與NH3制冷壓縮機(jī)的進(jìn)口連接組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的(;02/冊3復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 所述C02制冷循環(huán)系統(tǒng)由C02制冷壓縮機(jī)、所述蒸發(fā)式冷凝器、液相C02貯液 器、C02制冷循環(huán)節(jié)流裝置、C02制冷循環(huán)蒸發(fā)器依次連接后再與CO,制冷壓 縮機(jī)的進(jìn)口連接組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種CO₂/NH₃復(fù)合式制冷循環(huán)系統(tǒng)，旨在提供一種通過CO₂的載冷循環(huán)降低在制冷溫度高于節(jié)能的臨界制冷溫度時系統(tǒng)能耗的制冷循環(huán)系統(tǒng)。由NH₃制冷循環(huán)系統(tǒng)和CO₂制冷循環(huán)系統(tǒng)組成，在CO₂制冷循環(huán)系統(tǒng)的液相CO₂貯液器和CO₂制冷循環(huán)節(jié)流裝置之間連接有CO₂液泵，在CO₂液泵的進(jìn)口與出口之間連接有CO₂液泵旁通閥，在CO₂制冷壓縮機(jī)的進(jìn)口與出口之間連接有CO₂制冷壓縮機(jī)旁通閥。本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)在CO₂/NH₃復(fù)疊式制冷系統(tǒng)中加入了CO₂液泵，并在CO₂液泵和CO₂制冷壓縮機(jī)的兩端分別連接有旁通閥，在制取制冷溫度高于節(jié)能的臨界制冷溫度的冷量時，關(guān)閉CO₂制冷壓縮機(jī)，CO₂的載冷循環(huán)降低能耗，達(dá)到節(jié)約能源的作用。
文檔編號F25B7/00GK201233126SQ20082007490
公開日2009年5月6日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者林 李, 江 申 申請人:天津商業(yè)大學(xué)