復疊式制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷技術(shù)，特別涉及一種co2/nh3復疊式制冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]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)生溫室效應等環(huán)境問題，國際上已達成完全禁用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宄氟利昂替代技術(shù)，其中以研宄人工合成類制冷工質(zhì)為主，但大量的事實表明，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，每年達到數(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)生其他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。
[0003]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，具有良好的熱力學性能，價格低廉。在常規(guī)的制冷溫度范圍內(nèi)(_50°C?-10°c )是適用的，他們幾乎適用于制冷空調(diào)領(lǐng)域的所有場合，是最具應用前景的自然制冷工質(zhì)。
[0004]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氨制冷劑的缺陷。co2/nh3復疊式制冷系統(tǒng)能明顯降低氨的充注量，同時由于低溫級采用CO2，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)運行的安全性。另外，co2/nh3復疊式制冷系統(tǒng)的氨制冷劑循環(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co2/nh3復疊式制冷系統(tǒng)具有上述優(yōu)越性而得到了廣泛的應用。
[0005]但0)2/冊13復疊式制冷系統(tǒng)與氨單級制冷系統(tǒng)相比在制取單位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C02/NH3復疊式制冷系統(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。這主要是因為在co2/nh3復疊式制冷系統(tǒng)中增加了二氧化碳壓縮機，從而增加了功耗，降低了系統(tǒng)的C0P。
[0006]目前出現(xiàn)的復疊式制冷系統(tǒng)是由高溫級回路和低溫級回路兩部分組成，高溫級回路和低溫級回路之間通過一個冷凝蒸發(fā)器聯(lián)系起來，該冷凝蒸發(fā)器作為高溫回路的蒸發(fā)器，又作為低溫回路的冷凝器。
[0007]申請?zhí)枮镃N201310488799.9的中國發(fā)明專利公開了一種二氧化碳復疊式商用制冷系統(tǒng)，由高溫級回路和低溫級回路共同構(gòu)成復疊式制冷環(huán)路，在高溫級回路和低溫級回路中分別設置有多個并聯(lián)連接的制冷壓縮機，并且在高溫級回路中采用R404A、Rl34A、R717或R410A環(huán)保型制冷劑，在低溫級回路中使用天然工質(zhì)R744?？梢愿鶕?jù)用戶熱負荷的變化調(diào)節(jié)制冷壓縮機的運行臺數(shù)和工作頻率，低溫級儲液器配置了應急冷源，在停電、主機故障等非常規(guī)條件下應急冷源自動啟動運行。但整個系統(tǒng)配備多個二氧化碳壓縮機，雖然可以起到環(huán)保的作用，但是功耗比較大，能源利用率比較低，且高溫級儲液器和低溫級儲液器均只能存儲液體，對CO2制冷循環(huán)過程中的CO 2液相進行了利用，沒有對CO 2氣相進行合理處理。
[0008]申請?zhí)枮镃N200810053374.4的中國發(fā)明專利公開了一種C02/NH3復疊式制冷系統(tǒng)，由順3制冷循環(huán)系統(tǒng)和CO2制冷循環(huán)系統(tǒng)組成，NH 3制冷循環(huán)系統(tǒng)與CO2制冷循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器連接，在CO2制冷循環(huán)系統(tǒng)的液相CO 2儲液器和CO 2制冷循環(huán)節(jié)流裝置之間連接有CCV液泵，在CO 2液泵的進口與出口之間連接由CO 2液泵旁通閥，在CO 2制冷壓縮機的進口與出口之間連接有CO2制冷壓縮機旁通閥。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，達到節(jié)約能源的作用。但僅產(chǎn)生一級的制冷溫度，液相CO 2儲液器中只能存儲液體，對CO2制冷循環(huán)過程中的CO 2液相進行了利用，沒有對CO 2氣相進行合理處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種安全穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，能源利用率高的(:02/顯3復疊式制冷系統(tǒng)。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種co2/nh3復疊式制冷系統(tǒng)，包括CO2高溫級回路、NH 3制冷系統(tǒng)和CO 2低溫級回路；
[0011]所述CO2高溫級回路為:C0 2變頻壓縮機的出口連接CO 2氣體冷卻器，CO 2氣體冷卻器的出口連接冷凝蒸發(fā)器，冷凝蒸發(fā)器的0)2制冷液體連接至高溫級0)2儲液罐，高溫級CO2儲液罐的高溫級CCV液體在第一 CO2抽送泵的作用下到達冷藏模塊后回流到高溫級CO 2儲液罐，高溫級CO2儲液罐中的CO 2氣體連接至冷凝蒸發(fā)器的進口，高溫級CO 2儲液罐中的高溫級CCV液體分兩路連接至經(jīng)濟器的進口，其中一路上連接一節(jié)流閥10，經(jīng)濟器的CO2制冷劑氣體連接至CO2變頻壓縮機；
[0012]所述的順3制冷系統(tǒng)為:NH/變頻壓縮機的出口連接至所述的冷凝蒸發(fā)器，所述冷凝蒸發(fā)器冊3制冷氣體連接至NH /變頻壓縮機入口 ；
[0013]所述CO2低溫級回路為:所述經(jīng)濟器的CO 2制冷劑液體連接至低溫級CO 2儲液罐，低溫級0)2儲液罐的低溫級CO2液體在第二 CO 2抽送泵的作用下到達冷凍模塊后回流到低溫級0)2儲液罐，低溫級CO 2儲液罐的CO 2制冷劑氣體連接至CO 2變頻壓縮機。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:通過將高溫級0)2儲液罐的高溫級0)2液體經(jīng)具有溫度差的兩路連接經(jīng)濟器，使經(jīng)濟器達到對高溫級CCV液體進行過冷的效果；由于采用了 NH3制冷系統(tǒng)與CO2制冷系統(tǒng)進行冷卻交換，充分利用了 NH3作為工質(zhì)制冷效率高，成本低的特點，但由于順3有毒且相對穩(wěn)定性差，則將NH3制冷系統(tǒng)與CO2制冷系統(tǒng)相對隔離，可以將NH3壓縮機置于用冷環(huán)境外部，在降低成本、提高制冷效率的同時，提高了安全性；另外，高溫級CO2儲液罐和低溫級CO2儲液罐中的0)2制冷工質(zhì)，經(jīng)部分氣化后，氣液相混合回流到儲液罐，使得相應的管路以及儲液罐體積小，結(jié)構(gòu)緊湊且安全，實現(xiàn)了對CO2制冷劑的合理利用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例的0)2/冊13復疊式制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]標號說明:
[0017]1、CO2變頻壓縮機；2、第一油冷卻器；3、第一油分離器；4、CO2氣體冷卻器；5、冷凝蒸發(fā)器；6、高溫級CO2儲液罐；7、第一 CO2抽送泵；8、冷藏模塊；9、經(jīng)濟器；10、節(jié)流閥；11、NH/變頻壓縮機；12、第二油分離器；13、第二油冷卻器；14、NH 3制冷循環(huán)冷凝器；15、節(jié)流閥；16、低溫級CO2儲液罐；17、第二CO2抽送泵；18、冷凍模塊；19、制冷壓縮機；20、風冷冷凝器；21、蒸發(fā)盤管。
【具體實施方式】
[0018]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。
[0019]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:用一個CO2變頻壓縮機來實現(xiàn)0)2制冷劑的CO2高溫級回路和CO2低溫級回路兩個制冷回路，用NH/變頻壓縮機作為CO2高溫級回路中冷凝蒸發(fā)器的附加冷源，用制冷系統(tǒng)作為CO2低溫級回路中低溫級CO2儲液罐的備用冷源，在高溫級CO2儲液罐的出口段連接節(jié)流閥，所述C02/NH3復疊式制冷系統(tǒng)安全穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，能源利用率高。
[0020]請參照圖1，本發(fā)明提供的一種0)2/順3復疊式制冷系統(tǒng)，包括CO2高溫級回路、NH3制冷系統(tǒng)和CO2低溫級回路；
[0021]所述CO2高溫級回路為:C0 2變頻壓縮機I的出口連接CO 2氣體冷卻器4，CO 2氣體冷卻器4的出口連接冷凝蒸發(fā)器5，冷凝蒸發(fā)器5的0)2制冷液體連接至高溫級CO2儲液罐6，高溫級CO2儲液罐6的高溫級CO 2液體在第一 CO 2抽送泵7的作用下到達冷藏模塊8后回流到高溫級CO2儲液罐6，高溫級CO 2儲液罐6中的CO 2氣體連接至冷凝蒸發(fā)器5的進口，高溫級CO2儲液罐6中的高溫級CO 2液體分兩路連接至經(jīng)濟器9的進口，其中一路上連接一節(jié)流閥10，則進入經(jīng)濟器9的兩路高溫級CCV液體具有溫度差，通過經(jīng)濟器9對高溫級CO 2液體進行過冷，經(jīng)濟器9的CO2制冷劑氣體連接至CO2變頻壓縮機I ;
[0022]所述的NH3制冷系統(tǒng)為:NH /變頻壓縮機11的出口連接至所述的冷凝蒸發(fā)器5，所述冷凝蒸發(fā)器5的順3制冷氣體連接至NH /變頻壓縮機11入口。
[0023]所述CO2低溫級回路為:所述經(jīng)濟器9的CO 2制冷劑液體連接至低溫級CO 2儲液罐16，低溫級CO2儲液罐16的低溫級CO2液體在第二 CO2抽送泵17的作用下到達冷凍模塊18后回流到低溫級CO2儲液罐16，低溫級CO 2儲液罐16的CO 2制冷劑氣體連接至CO 2變頻壓縮機I。
[0024]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:通過將高溫級CO2儲液罐6的高溫級CCV液體經(jīng)具有溫度差的兩路連接經(jīng)濟器9，使經(jīng)濟器9達到對高溫級CO 2液體進行過冷的效果；利用NH3作為工質(zhì)制冷效率高，成本低的特點，采用NH3制冷系統(tǒng)與CO2制冷系統(tǒng)進行熱量交換，來提高系統(tǒng)的制冷效率并節(jié)約成本；為了提高系統(tǒng)的安全性，由于冊13有毒且相對穩(wěn)定性差，可以將NH3壓縮機置于用冷環(huán)境外部，在降低成本、提高制冷效率的同時，保證了食品安全性和使用安全性；通過一個CO/變頻壓縮機I來實現(xiàn)CO2高溫級回路和CO2低溫級回路兩個制冷回路，對高溫級CO2儲液罐6與低溫級CO 2儲液罐16的CO 2液體經(jīng)過使用后不完全蒸發(fā)的氣體和液體進行回流再利用，相比于儲液罐只存儲CCV液體的制冷系統(tǒng)，高溫級0)2儲液罐和低溫級CO 2儲液罐體積小，結(jié)構(gòu)緊湊且安全。
[0025]進一步的，所述低溫級CO2儲液罐16還連接一制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)為:制冷壓縮機19的出氣口連接風冷冷