一种以二氧化碳为制冷剂的制冷系统以及冷却地层结构技术方案

本发明专利技术提出一种以二氧化碳为制冷剂的制冷系统以及冷却地层结构，该地层结构的多回路管道管安装在冷却地层结构中，多回路管道管中循环有二氧化碳次制冷剂，多回路管道管的进液端与CO

A cooling system with carbon dioxide as refrigerant and cooling formation structure

【技术实现步骤摘要】
一种以二氧化碳为制冷剂的制冷系统以及冷却地层结构
本专利技术涉及娱乐业中使用的制冷系统和应用，例如溜冰场、冰壶、竞技场、雪场、雪馆、滑雪穹顶，用于为运动或休闲或娱乐，尤其是使用二氧化碳(R-744)制冷剂的制冷系统，具体涉及一种以二氧化碳为制冷剂的制冷系统以及冷却地层结构，属于制冷系统

技术介绍
典型的大型冰上运动及雪上运动的冷却地层需要使用特定的特定制冷系统，一般采用大型热交换器。几十年来，制冷工业一直沿用的是在精确的温度范围内使用乙二醇或氯化钙盐水，PE管或碳钢管的尺寸通常在外径32mm至47mm之间，因此含有大量乙二醇或氯化钙，而乙二醇和氯化钙盐水被用作冷却冷却地层的次制冷剂，是均对环境、人类健康及野生生物有害的，对当地环境安全构成威胁及风险。随着对环境及健康保护的日益关注，开发出一种利用更为环保的次制冷剂来制冷的系统是刻不容缓的。而且现有技术的用于冷却冰和/或雪面的大型热交换器，采用聚乙烯(PE)或碳钢管来循环次制冷剂的乙二醇或氯化钙盐水，而采用PE管或碳钢管易被腐蚀产生泄露风险。
技术实现思路
本专利技术解决了使用乙二醇或氯化钙盐水作为现有技术的次制冷剂带来的环境问题，以及采用PE管或碳钢管易被腐蚀产生泄露风险的问题，提出一种以二氧化碳为制冷剂的制冷系统以及冷却地层结构，使用二氧化碳作为次制冷剂，解决环保问题，且该制冷系统还可以节省能源成本和建筑成本。为达此目的，本专利技术提出一种以二氧化碳为制冷剂的制冷系统包括多回路管道管、CO2供液主管、CO2返回主管、排液管、CO2回路管线和CO2冷却和泵送单元，所述多回路管道管安装在冷却地层结构中，所述多回路管道管中循环有二氧化碳次制冷剂，所述多回路管道管的进液端与CO2供液主管侧壁连通，所述多回路管道管的出液端与CO2返回主管的侧壁连通，所述排液管与CO2供液主管连接，所述CO2回路管线与CO2返回主管连接，所述CO2冷却和泵送单元与排液管和CO2回路管线分别连接；所述CO2冷却和泵送单元包括CO2冷凝储器、CO2循环泵、第三温度传感器、冷却交换器、独立制冷系统和第一膨胀阀；所述排液管与CO2冷凝储器的下部连接，所述排液管上安装有CO2循环泵，所述CO2回路管线与CO2冷凝储器的上部的一侧连接，所述CO2回路管线上安装有第三温度传感器，所述CO2冷凝储器的上部设置有冷却交换器，所述冷却交换器的出液端位于CO2冷凝储器的上部的另一侧，所述冷却交换器的进液端位于CO2冷凝储器的底部，所述独立制冷系统的进液端与冷却交换器的出液端连接，所述独立制冷系统的出液端与冷却交换器的进液端连接，所述冷却交换器的出液管道上安装有第一膨胀阀。一种以二氧化碳为制冷剂的冷却系统，包括多回路管道管、CO2供液主管、CO2返回主管、排液管、CO2回路管线和CO2冷却和泵送单元，所述多回路管道管安装在冷却地层结构中，所述多回路管道管中循环有二氧化碳次制冷剂，所述多回路管道管的进液端与CO2供液主管侧壁连通，所述多回路管道管的出液端与CO2返回主管的侧壁连通，所述排液管与CO2供液主管连接，所述CO2回路管线与CO2返回主管连接，所述CO2冷却和泵送单元与排液管和CO2回路管线连接；所述CO2冷却和泵送单元包括CO2冷凝水箱、CO2制冷系统、CO2循环泵、第三温度传感器和第二膨胀阀；所述排液管与CO2冷凝水箱的下部连接，所述排液管上安装有CO2循环泵，所述CO2回路管线与CO2冷凝水箱的上部的一侧连接，所述CO2回路管线上安装有第三温度传感器，所述CO2制冷系统的进液端与CO2冷凝水箱的顶部连接，所述CO2制冷系统的出液端与CO2冷凝水箱的上部的另一侧连接，所述CO2制冷系统的出液管道上安装有第二膨胀阀。优选地，所述多回路管道管为不锈钢管或涂有保护涂层的铜管。优选地，所述多回路管道管与CO2供液主管和CO2返回主管的连接方式为焊接。优选地，所述多回路管道管的每个回路的返回端均180度弯曲优选地，所述多回路管道管的每个回路均一体成型，不设置接头。优选地，所述多回路管道管的外径为10mm-25mm。优选地，所述CO2循环泵外并联有CO2备用循环泵。优选地，还包括反向回路管，所述反向回路管与CO2供液主管连接。优选地，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器镶嵌在冷却地层结构中，用于冷却地层结构的温度，所述第二温度传感器安装在冷却地层结构上方，用于测量冰面的温度。一种以二氧化碳为制冷剂的冷却系统制冷下的冷却地层结构，包括结构层、防水层、砂浆层、防冻热管、刚性绝缘层、聚乙烯衬垫、钢筋混凝土层、多回路管道管和厚冰层；所述冷却地层结构以结构层为基础层，结构层的上表面右下至上依次为防水层、砂浆层、刚性绝缘层、聚乙烯衬垫、钢筋混凝土层和厚冰层，所述砂浆层内铺设有防冻热管，所述钢筋混凝土层内铺设有多回路管道管，所述多回路管道管内输送的是二氧化碳制冷剂。本专利技术所述的以二氧化碳为制冷剂的制冷系统以及冷却地层结构的有益效果为：1、本专利技术所述的以二氧化碳为制冷剂的制冷系统使用不锈钢管或带有保护涂层的铜管，消除了现有技术中在冷循环表面下的多回路热交换器中循环二次制冷剂所使用的碳钢管存在潜在腐蚀风险的问题。2、本专利技术所述的以二氧化碳为制冷剂的制冷系统将多回路管道焊接到CO2供应主管和CO2返回主管上，而现有技术采用螺纹夹和固定接头的方式将PE管进行连接，与现有技术中用于在冷游戏表面下的多回路热交换器中循环二次制冷剂的PE管相比，消除了可能发生的泄漏的风险，3、本专利技术所述的以二氧化碳为制冷剂的制冷系统以及冷却地层结构的多回路管道以蛇形供应，除了与供应和回收集管的连接外，可以连续运行没有接头，因此消除了冷却地层的混凝土地板内的所有焊接接头，相对于现有技术，当使用每12米长度的碳钢管时，需要焊接6个接头，本专利技术消除了二次制冷剂潜在的泄漏风险。4、本专利技术所述的以二氧化碳为制冷剂的制冷系统在每个多回路管道的返回端弯曲180度，从而消除如现有技术中所使用的，需要安装具有夹子的180度回弯配件，以在每个冷却管回路的返回端处连接PE管，因此消除了在这些接头处可能发生泄漏的潜在风险。5、本专利技术所述的以二氧化碳为制冷剂的制冷系统由于采用液体CO2，而液体CO2的热力学性质，与现有技术中用作二级制冷剂的二醇或氯化钙盐水的性质相比，流过热交换器的冷却回路的液态CO2的流动因为冰雪表面要少得多，因此需要较小的管用于热交换器的多回路，较小的二次制冷剂循环泵，消耗较少的能量，因此还需要较小的二氧化碳供应和返回集管以及较小的二氧化碳管连接到CO2冷凝水库进入机械室，同时采用较小的泵，较小的主管具有较少的隔热和较小的供应和返回集管，这导致材料供应和安装时间和劳动力的均能节省成本。6、本专利技术所述的以二氧化碳为制冷剂的制冷系统，由于液态CO2的热力学性质，使用CO2制冷剂的一个优点是CO2在吸收来自冷却地层的潜热的同时改变相位，只有部分液态CO2在吸收热量时才会蒸发，因为再循环的液态CO2量超过了蒸发的部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以二氧化碳为制冷剂的冷却系统，其特征在于，包括多回路管道管(7)、CO

【技术特征摘要】
1.一种以二氧化碳为制冷剂的冷却系统，其特征在于，包括多回路管道管(7)、CO2供液主管(11)、CO2返回主管(12)、排液管(16)、CO2回路管线(17)和CO2冷却和泵送单元，所述多回路管道管(7)安装在冷却地层结构(25)中，所述多回路管道管(7)中循环有二氧化碳次制冷剂，所述多回路管道管(7)的进液端与CO2供液主管(11)侧壁连通，所述多回路管道管(7)的出液端与CO2返回主管(12)的侧壁连通，所述排液管(16)与CO2供液主管(11)连接，所述CO2回路管线(17)与CO2返回主管(12)连接，所述CO2冷却和泵送单元与排液管(16)和CO2回路管线(17)分别连接；
所述CO2冷却和泵送单元包括CO2冷凝储器(13)、CO2循环泵(14)、第三温度传感器(18)、冷却交换器(19)、独立制冷系统(20)和第一膨胀阀(21)；所述排液管(16)与CO2冷凝储器(13)的下部连接，所述排液管(16)上安装有CO2循环泵(14)，所述CO2回路管线(17)与CO2冷凝储器(13)的上部的一侧连接，所述CO2回路管线(17)上安装有第三温度传感器(18)，所述CO2冷凝储器(13)的上部设置有冷却交换器(19)，所述冷却交换器(19)的出液端位于CO2冷凝储器(13)的上部的另一侧，所述冷却交换器(19)的进液端位于CO2冷凝储器(13)的底部，所述独立制冷系统(20)的进液端与冷却交换器(19)的出液端连接，所述独立制冷系统(20)的出液端与冷却交换器(19)的进液端连接，所述冷却交换器(19)的出液管道上安装有第一膨胀阀(21)。


2.一种以二氧化碳为制冷剂的冷却系统，其特征在于，包括多回路管道管(7)、CO2供液主管(11)、CO2返回主管(12)、排液管(16)、CO2回路管线(17)和CO2冷却和泵送单元，所述多回路管道管(7)安装在冷却地层结构(25)中，所述多回路管道管(7)中循环有二氧化碳次制冷剂，所述多回路管道管(7)的进液端与CO2供液主管(11)侧壁连通，所述多回路管道管(7)的出液端与CO2返回主管(12)的侧壁连通，所述排液管(16)与CO2供液主管(11)连接，所述CO2回路管线(17)与CO2返回主管(12)连接，所述CO2冷却和泵送单元与排液管(16)和CO2回路管线(17)分别连接；
所述CO2冷却和泵送单元包括CO2冷凝水箱(22)、CO2制冷系统(23)、CO2循环泵(14)、第三温度传感器(18)和第二膨胀阀(24)；所述排液管(16)与CO2冷凝水箱(22)的下部连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯禄缔，诺曼德，
申请(专利权)人：西姆科冰雪体育文化北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11