復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及制冷技術(shù)，特別涉及一種co2/nh3復(fù)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(duì)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(guó)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(shí)。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(shí)表明，許多人工合成的物質(zhì)，盡管從一開始看對(duì)人類是有益的，但隨著該物質(zhì)的大量和長(zhǎng)期的使用，就逐步顯現(xiàn)出對(duì)生態(tài)環(huán)境的巨大破壞作用，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(huì)產(chǎn)生其他副作用或是分解出有害物質(zhì)，始終對(duì)地球的生態(tài)環(huán)境存在著潛在的危險(xiǎn)。
[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(xué)性能，價(jià)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(chǎng)合，是最具應(yīng)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(bǔ)氨制冷劑的缺陷。co2/nh3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)能明顯降低氨的充注量，同時(shí)由于低溫級(jí)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(xiǎn)性，增加系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。另外，co2/nh3復(fù)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(chǎng)安裝載冷劑系統(tǒng)即可。由于co2/nh3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。
[0005]但C02/NH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)與氨單級(jí)制冷系統(tǒng)相比在制取單位的冷量時(shí)的耗功有一個(gè)節(jié)能的臨界制冷溫度(一般為-35°C?-20°C )，當(dāng)0)2/見13復(fù)疊式制冷系統(tǒng)在制冷溫度高于該制冷臨界溫度時(shí)，與氨單級(jí)制冷系統(tǒng)相比，其節(jié)能效果并不顯著。這主要是因?yàn)樵?)2/冊(cè)13復(fù)疊式制冷系統(tǒng)中增加了二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，從而增加了功耗，降低了系統(tǒng)的C0P。
[0006]目前出現(xiàn)的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)是由高溫級(jí)回路和低溫級(jí)回路兩部分組成，高溫級(jí)回路和低溫級(jí)回路之間通過一個(gè)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(qǐng)?zhí)枮镃N201310488799.9的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種二氧化碳復(fù)疊式商用制冷系統(tǒng)，由高溫級(jí)回路和低溫級(jí)回路共同構(gòu)成復(fù)疊式制冷環(huán)路，在高溫級(jí)回路和低溫級(jí)回路中分別設(shè)置有多個(gè)并聯(lián)連接的制冷壓縮機(jī)，并且在高溫級(jí)回路中采用R404A、Rl34A、R717或R410A環(huán)保型制冷劑，在低溫級(jí)回路中使用天然工質(zhì)R744?？梢愿鶕?jù)用戶熱負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)和工作頻率，低溫級(jí)儲(chǔ)液器配置了應(yīng)急冷源，在停電、主機(jī)故障等非常規(guī)條件下應(yīng)急冷源自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。但整個(gè)系統(tǒng)配備多個(gè)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，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(jí)儲(chǔ)液器和低溫級(jí)儲(chǔ)液器均只能存儲(chǔ)液體，對(duì)CO2制冷循環(huán)過程中的CO 2液相進(jìn)行了利用，沒有對(duì)CO 2氣相進(jìn)行合理處理。
[0008]申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810053374.4的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種C02/NH3復(fù)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(chǔ)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(jìn)口與出口之間連接由CO 2液泵旁通閥，在CO 2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。在制取制冷溫度高于節(jié)能的臨界制冷溫度的冷量時(shí)，關(guān)閉CO2制冷壓縮機(jī)，達(dá)到節(jié)約能源的作用。但僅產(chǎn)生一級(jí)的制冷溫度，液相CO 2儲(chǔ)液器中只能存儲(chǔ)液體，對(duì)CO2制冷循環(huán)過程中的CO 2液相進(jìn)行了利用，沒有對(duì)CO 2氣相進(jìn)行合理處理。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(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co2/nh3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種co2/nh3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)，包括CO2高溫級(jí)回路、NH 3制冷系統(tǒng)和CO 2低溫級(jí)回路；
[0011]所述CO2高溫級(jí)回路為:C0 2變頻壓縮機(jī)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(jí)0)2儲(chǔ)液罐，高溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐的高溫級(jí)CCV液體在第一 CO2抽送泵的作用下到達(dá)冷藏模塊后回流到高溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐，高溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐中的CO 2氣體連接至冷凝蒸發(fā)器的進(jìn)口，高溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐中的高溫級(jí)CCV液體分兩路連接至經(jīng)濟(jì)器的進(jìn)口，其中一路上連接一節(jié)流閥10，經(jīng)濟(jì)器的CO2制冷劑氣體連接至CO2變頻壓縮機(jī)；
[0012]所述的順3制冷系統(tǒng)為:NH/變頻壓縮機(jī)的出口連接至所述的冷凝蒸發(fā)器，所述冷凝蒸發(fā)器冊(cè)3制冷氣體連接至NH /變頻壓縮機(jī)入口 ；
[0013]所述CO2低溫級(jí)回路為:所述經(jīng)濟(jì)器的CO 2制冷劑液體連接至低溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐，低溫級(jí)0)2儲(chǔ)液罐的低溫級(jí)CO2液體在第二 CO 2抽送泵的作用下到達(dá)冷凍模塊后回流到低溫級(jí)0)2儲(chǔ)液罐，低溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐的CO 2制冷劑氣體連接至CO 2變頻壓縮機(jī)。
[0014]進(jìn)一步的，所述低溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐還連接一制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)為:制冷壓縮機(jī)的出氣口連接風(fēng)冷冷凝器，風(fēng)冷冷凝器的出口連接蒸發(fā)盤管，蒸發(fā)盤管的出口連接制冷壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)盤管設(shè)置在所述低溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐中。
[0015]進(jìn)一步的，制冷壓縮機(jī)所使用的制冷劑為R507制冷劑。
[0016]進(jìn)一步的，所述NH#lj冷系統(tǒng)還包括:NH/變頻壓縮機(jī)的出口連接第二油分離器，第二油分離器的冷卻油出口輸油管連接第二油冷卻器，第二油冷卻器的出口連接NH3變頻壓縮機(jī)，第二油分離器的順3制冷劑氣體出口連接至NH 3制冷循環(huán)冷凝器，NH 3制冷循環(huán)冷凝器中的冊(cè)13制冷液體連接至冷凝蒸發(fā)器，冷凝蒸發(fā)器的NH 3制冷氣體連接至NH 3變頻壓縮機(jī)。
[0017]進(jìn)一步的，CO/變頻壓縮機(jī)的出口連接第一油分離器，第一油分離器的冷卻油出口輸油管連接第一油冷卻器，第一油冷卻器的出口連接CO2變頻壓縮機(jī)，第一油分離器的CO2制冷劑氣體出口連接至CO2氣體冷卻器。
[0018]進(jìn)一步的，所述經(jīng)濟(jì)器的0)2制冷劑液體通過節(jié)流閥連接至低溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果在于:通過將高溫級(jí)0)2儲(chǔ)液罐的高溫級(jí)0)2液體經(jīng)具有溫度差的兩路連接經(jīng)濟(jì)器，使經(jīng)濟(jì)器達(dá)到對(duì)高溫級(jí)CCV液體進(jìn)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(jìn)行冷卻交換，充分利用了 NH 3作為工質(zhì)制冷效率高，成本低的特點(diǎn)，但由于NH3有毒且相對(duì)穩(wěn)定性差，則將NH 3制冷系統(tǒng)與CO 2制冷系統(tǒng)相對(duì)隔離，可以將NH 3壓縮機(jī)置于用冷環(huán)境外部，在降低成本、提高制冷效率的同時(shí)，提高了安全性；另外，高溫級(jí)0)2儲(chǔ)液罐和低溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐中的CO 2制冷工質(zhì)，經(jīng)部分氣化后，氣液相混合回流到儲(chǔ)液罐，使得相應(yīng)的管路以及儲(chǔ)液罐體積小，結(jié)構(gòu)緊湊且安全，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CO2制冷劑的合理利用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的0)2/冊(cè)13復(fù)疊式制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]標(biāo)號(hào)說明:
[0022]1、CO2變頻壓縮機(jī)；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(jí)CO2儲(chǔ)液罐；7、第一 CO2抽送泵；8、冷藏模塊；9、經(jīng)濟(jì)器；10、節(jié)流閥；11、NH/變頻壓縮機(jī)；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(jí)CO2儲(chǔ)液罐；17、第二CO2抽送泵；18、冷凍模塊；19、制冷壓縮機(jī)；20、風(fēng)冷冷凝器；21、蒸發(fā)盤管。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
[0024]本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:用一個(gè)CO2變頻壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)CO 2制冷劑的CO 2高溫級(jí)回路和CO2低溫級(jí)回路兩個(gè)制冷回路，用NH/變頻壓縮機(jī)作為CO2高溫級(jí)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(jí)回路中低溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐的備用冷源，在高溫級(jí)(302儲(chǔ)液罐的出口段連接節(jié)流閥，所述CO 2/NH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)安全穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，能源利用率高。
[0025]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供的一種0)2/冊(cè)13復(fù)疊式制冷系統(tǒng)，包括0)2高溫級(jí)回路、NH3制冷系統(tǒng)和CO 2低溫級(jí)回路；
[0026]所述CO2高溫級(jí)回路為:C0 2變頻壓縮機(jī)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(jí)CO2儲(chǔ)液罐6，高溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐6的高溫級(jí)CO 2液體在第一 CO 2抽送泵7的作用下到達(dá)冷藏模塊8后回流到高溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐6，高溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐6中的CO 2氣體連接至冷凝蒸發(fā)器5的進(jìn)口，高溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐6中的高溫級(jí)CO 2液體分兩路連接至經(jīng)濟(jì)器9的進(jìn)口，其中一路上連接一節(jié)流閥10，則進(jìn)入經(jīng)濟(jì)器9的兩路高溫級(jí)CCV液體具有溫度差，通過經(jīng)濟(jì)器9對(duì)高溫級(jí)CO 2液體進(jìn)行過冷，經(jīng)濟(jì)器9的CO2制冷劑氣體連接至CO2變頻壓縮機(jī)I ;
[0027]所述的NH3制冷系統(tǒng)為:NH /變頻壓縮機(jī)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(jī)11入口。
[0028]所述CO2低溫級(jí)回路為:所述經(jīng)濟(jì)器9的CO 2制冷劑液體連接至低溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐16，低溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐16的低溫級(jí)CO2液體在第二 CO2抽送泵17的作用下到達(dá)冷凍模塊18后回流到低溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐16，低溫級(jí)CO 2儲(chǔ)液罐16的CO 2制冷劑氣體連接至CO 2變頻壓縮機(jī)I。
[0029]從上述描述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于:通過將高溫級(jí)CO2儲(chǔ)液罐6的高溫級(jí)0)2液體經(jīng)具有溫度差的兩路連接經(jīng)濟(jì)器9，使經(jīng)濟(jì)器9達(dá)到對(duì)高溫級(jí)CO 2液體進(jìn)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(diǎn)，采用NH3制冷系統(tǒng)與CO2制冷系統(tǒng)進(jìn)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NH3有毒且相對(duì)