一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及制冷循環(huán)系統(tǒng)，特別涉及一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鹵代烴中的氯原子和溴原子能與臭氧發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，破壞大氣中的臭氧層，甚至形成了臭氧空洞。大氣中的氯和溴大部分來自于制冷工業(yè)排放的氟利昂，因此，制冷行業(yè)中采用其他環(huán)保工質(zhì)代替氟利昂成為制冷工業(yè)迫在眉睫的任務(wù)。二氧化碳以其優(yōu)良的環(huán)保性能和熱物理性能在制冷行業(yè)中受到了廣泛的關(guān)注。

在大壓縮比條件下，用單級制冷循環(huán)制取更低的蒸發(fā)溫度，將會產(chǎn)生很多有害因素：

(1)如果壓縮機排氣溫度很高，會使制冷系數(shù)下降，而且會惡化潤滑效果，影響壓縮機的使用壽命和正常運行。

(2)壓縮比增大，在正常環(huán)境溫度下，當(dāng)蒸發(fā)溫度下降時，壓縮比增加，壓縮機容積效率降低，實際吸氣量減少，制冷量下降，當(dāng)壓縮比達(dá)到某一定值時，壓縮機已經(jīng)不能制冷。

(3)節(jié)流損失增加，制冷劑單位質(zhì)量制冷量減少，消耗功加大，制冷系數(shù)下降。

在采用風(fēng)冷、蒸發(fā)冷作為冷凝器的一般制冷循環(huán)系統(tǒng)中，通常采用冷凝液直接為蒸發(fā)器高壓供液，因其冷凝壓力受環(huán)境溫度影響較大，造成蒸發(fā)器的供液壓力和制冷劑的循環(huán)量在一年四季中不斷變化，影響了制冷效率，提高了制冷供液管路安裝及維護(hù)的成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述技術(shù)問題，提出一種有效規(guī)避臭氧破壞，蒸發(fā)器供液壓力穩(wěn)定，避免大壓縮比下制冷系統(tǒng)性能降低，跨臨界二氧化碳壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，安裝成本低，系統(tǒng)安全和穩(wěn)定性高的一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)。

為達(dá)到以上目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括：CO₂低壓壓縮機、CO₂高壓壓縮機、油分離器、油冷卻器、氣體冷卻器、中間冷卻器、中間空冷器、熱交換器、蒸發(fā)器和氣液分離器；

其中，CO₂高壓壓縮機的輸出管路與油分離器輸入管路連接，且此管路上設(shè)置有止逆閥；

油分離器的氣體輸出管路與氣體冷卻器輸入口連接，油分離器的油輸出管路分為兩路，一路與CO₂低壓壓縮機的壓縮機油入口連通，另一路與CO₂高壓壓縮機的壓縮機油入口連通，且與CO₂低壓壓縮機連接的管路上設(shè)置有電磁閥Ⅰ，與CO₂高壓壓縮機連接的管路上電磁閥Ⅱ；

氣體冷卻器通過帶有電動膨脹閥Ⅰ的管路與中間冷卻器氣體入口連接；

中間冷卻器的出液管路與熱交換器的進(jìn)液管路相連；

熱交換器的出液管路分為兩路，一路經(jīng)電動膨脹閥Ⅲ與蒸發(fā)器的進(jìn)液管路相連，另一路經(jīng)電動膨脹閥Ⅱ與熱交換器的低壓進(jìn)液管連接；

蒸發(fā)器的出氣管路與氣液分離器入口連接；

氣液分離器的出氣管路與CO₂低壓壓縮機吸氣管連接；

CO₂低壓壓縮機的排氣口通過管路與中間空冷器的入口連接；

中間冷卻器的出氣管經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥與熱交換器的低壓出氣管路和中間空冷器的出氣管路匯合后連接在CO₂高壓壓縮機的吸氣管路上。

采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明工作時：

制冷劑經(jīng)CO₂高壓壓縮機壓縮后進(jìn)入油分離器；在油分離器中，制冷劑中的壓縮機油被分離，經(jīng)油冷卻器冷卻后通過油輸出管路的兩個分路，一路經(jīng)電磁閥Ⅰ回流到CO₂低壓壓縮機，另一路經(jīng)電磁閥Ⅱ回流到CO₂高壓壓縮機；油分離器分離的高溫高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入氣體冷卻器，冷卻后經(jīng)電動膨脹閥Ⅰ節(jié)流降壓進(jìn)入中間冷卻器；在中間冷卻器中制冷劑氣液分離，液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱交換器進(jìn)行過冷，過冷后的制冷劑分為兩路，一路經(jīng)電動膨脹閥Ⅲ進(jìn)入蒸發(fā)器，另一路液體制冷劑經(jīng)電動膨脹閥Ⅱ進(jìn)入熱交換器低壓進(jìn)液管，對自中間冷卻器進(jìn)入熱交換器的液態(tài)制冷劑進(jìn)行冷卻，液態(tài)制冷劑在熱交換器中蒸發(fā)吸熱后變成氣態(tài)；經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑再經(jīng)過氣液分離器進(jìn)入CO₂低壓壓縮機的吸氣口進(jìn)行壓縮，CO₂低壓壓縮機壓縮后制冷劑輸入到中間空冷器中冷卻，中間空冷器冷卻后的制冷劑與熱交換器的出氣和中間冷卻器的低壓出氣最終匯合輸入至CO₂高壓壓縮機內(nèi)壓縮，進(jìn)行循環(huán)。

綜上，本發(fā)明優(yōu)勢在于：

1、由于本發(fā)明采用了雙級壓縮機，能夠有效降低壓縮機排氣溫度，提高了壓縮機的工作效率，保證了壓縮機運行的穩(wěn)定性。

2、由于本發(fā)明采用了中間壓力作為蒸發(fā)器的供液壓力，因而能夠有效降低蒸發(fā)器的供液壓力，并使供液壓力一年四季趨于平穩(wěn)，進(jìn)而保證了蒸發(fā)器側(cè)制冷劑循環(huán)量穩(wěn)定。

3、由于本發(fā)明采用了中間壓力作為蒸發(fā)器的供液壓力，降低了管路安裝成本。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

本發(fā)明共1幅附圖,其中：

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、CO₂低壓壓縮機，2、中間空冷器，3、CO₂高壓壓縮機，4、止逆閥，5、油分離器，6、油冷卻器，7、氣體冷卻器，8、電動膨脹閥Ⅰ，9、中間冷卻器，10、電動調(diào)節(jié)閥，11、熱交換器，12、電動膨脹閥Ⅱ，13、電動膨脹閥Ⅲ，14、蒸發(fā)器，15、氣液分離器，16、電磁閥Ⅰ，17、電磁閥Ⅱ。

具體實施方式

如圖1所示的一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括：CO₂低壓壓縮機1、CO₂高壓壓縮機3、油分離器5、油冷卻器6、氣體冷卻器7、中間冷卻器9、中間空冷器2、熱交換器11、蒸發(fā)器14和氣液分離器15；

其中，CO₂高壓壓縮機3的輸出管路與油分離器5輸入管路連接，且此管路上設(shè)置有止逆閥4；

油分離器5的氣體輸出管路與氣體冷卻器7輸入口連接，油分離器5的油輸出管路分為兩路，一路與CO₂低壓壓縮機1的壓縮機油入口連通，另一路與CO₂高壓壓縮機3的壓縮機油入口連通，且與CO₂低壓壓縮機1連接的管路上設(shè)置有電磁閥Ⅰ16，與CO₂高壓壓縮機3連接的管路上電磁閥Ⅱ17；

氣體冷卻器7通過帶有電動膨脹閥Ⅰ8的管路與中間冷卻器9氣體入口連接；

中間冷卻器9的出液管路與熱交換器11的進(jìn)液管路相連；

熱交換器11的出液管路分為兩路，一路經(jīng)電動膨脹閥Ⅲ13與蒸發(fā)器14的進(jìn)液管路相連，另一路經(jīng)電動膨脹閥Ⅱ12與熱交換器11的低壓進(jìn)液管連接；

蒸發(fā)器14的出氣管路與氣液分離器15入口連接；

氣液分離器15的出氣管路與CO₂低壓壓縮機1吸氣管連接；

CO₂低壓壓縮機1的排氣口通過管路與中間空冷器2的入口連接；

中間冷卻器9的出氣管經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥10與熱交換器11的低壓出氣管路和中間空冷器2的出氣管路匯合后連接在CO₂高壓壓縮機3的吸氣管路上。

采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明工作時：

制冷劑經(jīng)CO₂高壓壓縮機3壓縮后進(jìn)入油分離器5；在油分離器5中，制冷劑中的壓縮機油被分離，經(jīng)油冷卻器6冷卻后通過油輸出管路的兩個分路，一路經(jīng)電磁閥Ⅰ16回流到CO₂低壓壓縮機1，另一路經(jīng)電磁閥Ⅱ17回流到CO₂高壓壓縮機3；油分離器5分離的高溫高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入氣體冷卻器7，冷卻后經(jīng)電動膨脹閥Ⅰ8節(jié)流降壓進(jìn)入中間冷卻器9；在中間冷卻器9中制冷劑氣液分離，液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱交換器11進(jìn)行過冷，過冷后的制冷劑分為兩路，一路經(jīng)電動膨脹閥Ⅲ13進(jìn)入蒸發(fā)器14，另一路液體制冷劑經(jīng)電動膨脹閥Ⅱ12進(jìn)入熱交換器11低壓進(jìn)液管，對自中間冷卻器9進(jìn)入熱交換器11的液態(tài)制冷劑進(jìn)行冷卻，液態(tài)制冷劑在熱交換器11中蒸發(fā)吸熱后變成氣態(tài)；經(jīng)蒸發(fā)器14蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑再經(jīng)過氣液分離器15進(jìn)入CO₂低壓壓縮機1的吸氣口進(jìn)行壓縮，CO₂低壓壓縮機1壓縮后制冷劑輸入到中間空冷器2中冷卻，中間空冷器2冷卻后的制冷劑與熱交換器11的出氣和中間冷卻器9的低壓出氣最終匯合輸入至CO₂高壓壓縮機3內(nèi)壓縮，進(jìn)行循環(huán)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。