一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统，旨在提供一种在减少能源消耗的制冷系统。包括太阳能吸收式制冷系统和二氧化碳双级压缩制冷系统；太阳能吸收式制冷系统包括循环加热系统和吸收式制冷系统；所述太阳能吸收式制冷系统和二氧化碳双级压缩制冷系统通过蒸发冷凝器耦合在一起；循环加热系统和吸收式制冷系统通过发生器内的加热器耦合在一起。本发明专利技术的系统采用太阳能吸收制冷系统为二氧化碳双级压缩制冷系统提供亚临界运行条件，提高了系统效率，减少了能耗，解决了夏季因环境温度升高二氧化碳双级压缩系统性能降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统
本专利技术涉及制冷
，更具体的说，是涉及一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统。
技术介绍
目前，商超制冷系统中，制冷设备使用较多的制冷剂仍是R404A和R134a，此类制冷剂具有很高的全球变暖潜力值(GWP)。高GWP制冷剂的使用造成全球温室效应等环境问题。为此，在最近的立法行动中，如欧盟F-Gas规定以及《蒙特利尔议定书》基加利修正案都在立法减少高GWP制冷剂的生产和使用，制冷剂的替代成为研究热点。当前寻找替代制冷剂主要有两条路线，一是美国、日本主张开发的人工合成制冷剂(HFOs)，如R1234yf、R1234ze等；二是欧洲国家主张采用的自然工质，如氨(R717)、水(R718)、丙烷(R290)、异丁烷(R600a)、乙烯(R1270)以及二氧化碳(R744)等。但人工合成制冷剂生产成本高，使用过程中易受不确定环保因素的限制，难以在全球推广使用，自然工质具有成本低、0ODP、低GWP等优点，被认为是可长期替代HCFCs和HFCs的制冷剂。其中二氧化碳作为自然工质，因其无毒不可燃、0ODP、GWP＝1、单位容积制冷量高、表面张力小、流动损失小、传热系数高等优良特性越来越受关注。因此，近年来二氧化碳制冷系统在全球范围内的商超领域都得到了广泛应用，发展势头迅猛。但使用二氧化碳存在劣势，当环境温度较高时，二氧化碳的低临界温度(31.1℃)会导致制冷系统在跨临界条件下工作，系统运行压力高，节流损失大，效率低。为解决上述问题，研究人员就系统循环提出了诸多改良方案，如采用内部换热器、多级压缩、喷射器和膨胀机代替膨胀阀、部分复叠式过冷循环制冷系统、复叠式过冷循环制冷系统等。其中，复叠式制冷系统为二氧化碳双级压缩制冷系统提供亚临界运行环境，能够有效提高系统性能，因此，成为近年来的一个重要研究方向。根据调查发现，最成熟的复叠式制冷系统是采用蒸汽压缩系统，它以消耗高品位电能为代价来换取低品位热能，能效比较低。为此，急需寻找一种更经济环保、可持续发展的复叠式制冷系统替代传统复叠式制冷系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种在减少能源消耗的同时，太阳能吸收式制冷系统为二氧化碳双级压缩制冷系统提供亚临界运行条件，从而提高系统性能的太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统，包括太阳能吸收式制冷系统和二氧化碳双级压缩制冷系统；所述太阳能吸收式制冷系统包括循环加热系统和吸收式制冷系统；所述循环加热系统为由集热器、蓄热箱、第一水泵组成的封闭循环系统；所述吸收式制冷系统包括冷凝蒸发器、吸收器、溶液泵、第一节流阀、溶液热交换器、发生器及冷凝器，所述冷凝蒸发器的溶液流道出口与所述吸收器的第一进口连接，所述吸收器的出口通过所述溶液泵与所述溶液热交换器的第一溶液通道进口连接，所述溶液热交换器的第一溶液通道出口与所述发生器的进口连接，所述发生器的气体出口依次串联连接所述冷凝器、第二节流阀及所述冷凝蒸发器的溶液通道进口；所述发生器的液体出口与所述溶液热交换器的第二溶液通道进口连接，所述溶液热交换器的第二溶液通道出口通过所述第一节流阀与所述吸收器的第二进口连接；所述发生器内的加热器与第二水泵及所述蓄热箱组成加热循环；所述二氧化碳双级压缩制冷系统括低温蒸发器、中温蒸发器、低温压缩机、高温压缩机、并行压缩机、高压节流阀、气液分离器、风冷式冷凝器、中压节流阀、低压节流阀、旁通阀及所述冷凝蒸发器；所述低温蒸发器的出口与所述低温压缩机的吸气口连接，所述低温压缩机的排气口与所述中温蒸发器的出口并联后分别与所述高温压缩机的吸气口和旁通阀的出口连接，所述气液分离器的气体出口分别与所述并行压缩机的吸气口及所述旁通阀的进口连接，所述并联压缩机的排气口与高温压缩机的排气口并联连接，之后依次串联连接所述冷凝蒸发器的制冷剂通道、高压节流阀及气液分离器，所述气液分离器的液体出口分为两路，一路通过所述低压节流阀与所述低温蒸发器连接，另一路通过所述中压节流阀与所述中温蒸发器连接；所述风冷式冷凝器与所述冷凝蒸发器的制冷剂通道并联连接；所述太阳能吸收式制冷系统和二氧化碳双级压缩制冷系统通过所述蒸发冷凝器耦合在一起；所述循环加热系统和吸收式制冷系统通过所述发生器内的加热器耦合在一起。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的系统在有光照情况下，所述冷凝蒸发器将所述太阳能吸收式制冷系统和所述二氧化碳双级压缩制冷系统耦合，所述太阳能吸收式制冷系统吸收所述二氧化碳双级压缩制冷系统冷凝阶段释放的热量，为所述二氧化碳双级压缩制冷系统提供亚临界运行条件，从而提高所述二氧化碳双级压缩制冷系统的效率；无光照情况下，所述风冷式冷凝器将所述二氧化碳双级压缩制冷系统的冷凝阶段热量传给外界环境，提高了系统效率，减少了能耗。2、本专利技术的系统中的吸收式系统的驱动热源可采用低品位热源-太阳能做为吸收式系统的驱动热源，其辐射强度和环境温度的逐时变化规律具有一致性，吸收式系统效率与太阳能辐射度大小成正相关，而商超二氧化碳双级压缩制冷系统的效率与温度高低成负相关，两系统效率具有良好的时间匹配性。同时，本专利技术的系统中，将太阳能吸收式制冷系统与二氧化碳双级压缩制冷系统耦合，确保二氧化碳双级压缩制冷系统处于亚临界条件下运行，采用太阳能吸收式复叠式二氧化碳亚临界双级压缩制冷系统成为一种可行方案，提高了系统效率，符合经济与社会的可持续性发展战略。附图说明图1所示为太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统的原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统的原理图如图1所示，包括太阳能吸收式制冷系统Ⅰ和二氧化碳双级压缩制冷系统Ⅱ。所述太阳能吸收式制冷系统Ⅰ包括循环加热系统和吸收式制冷系统。所述循环加热系统为由集热器20、蓄热箱18、第一水泵19组成的封闭循环系统。所述吸收式制冷系统包括冷凝蒸发器6、吸收器13、溶液泵14、第一节流阀15、溶液热交换器16、发生器21及冷凝器22，所述冷凝蒸发器6的溶液流道出口与所述吸收器13的第一进口连接，所述吸收器13的出口通过所述溶液泵14与所述溶液热交换器16的第一溶液通道进口连接，所述溶液热交换器16的第一溶液通道出口与所述发生器21的进口连接，所述发生器21的气体出口依次串联连接所述冷凝器22、第二节流阀23及所述冷凝蒸发器6的溶液通道进口。所述发生器21的液体出口与所述溶液热交换器16的第二溶液通道进口连接，所述溶液热交换器16的第二溶液通道出口通过所述第一节流阀15与所述吸收器的第二进口连接。所述发生器21内的加热器与第二水泵17及所述蓄热箱18组成加热循环。所述二氧化碳双级压缩制冷系统Ⅱ包括低温蒸发器1、中温蒸发器11、低温压缩机2、高温压缩机3、并行压缩机4、高压节流阀7、气液分离器8、风冷式冷凝器5、中压节流阀9、低压节流阀10、旁通阀12及所述冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统，其特征在于，包括太阳能吸收式制冷系统和二氧化碳双级压缩制冷系统；所述太阳能吸收式制冷系统包括循环加热系统和吸收式制冷系统；所述循环加热系统为由集热器、蓄热箱、第一水泵组成的封闭循环系统；所述吸收式制冷系统包括冷凝蒸发器、吸收器、溶液泵、第一节流阀、溶液热交换器、发生器及冷凝器，所述冷凝蒸发器的溶液流道出口与所述吸收器的第一进口连接，所述吸收器的出口通过所述溶液泵与所述溶液热交换器的第一溶液通道进口连接，所述溶液热交换器的第一溶液通道出口与所述发生器的进口连接，所述发生器的气体出口依次串联连接所述冷凝器、第二节流阀及所述冷凝蒸发器的溶液通道进口；所述发生器的液体出口与所述溶液热交换器的第二溶液通道进口连接，所述溶液热交换器的第二溶液通道出口通过所述第一节流阀与所述吸收器的第二进口连接；所述发生器内的加热器与第二水泵及所述蓄热箱组成加热循环；所述二氧化碳双级压缩制冷系统括低温蒸发器、中温蒸发器、低温压缩机、高温压缩机、并行压缩机、高压节流阀、气液分离器、风冷式冷凝器、中压节流阀、低压节流阀、旁通阀及所述冷凝蒸发器；所述低温蒸发器的出口与所述低温压缩机的吸气口连接，所述低温压缩机的排气口与所述中温蒸发器的出口并联后分别与所述高温压缩机的吸气口和旁通阀的出口连接，所述气液分离器的气体出口分别与所述并行压缩机的吸气口及所述旁通阀的进口连接，所述并联压缩机的排气口与高温压缩机的排气口并联连接，之后依次串联连接所述冷凝蒸发器的制冷剂通道、高压节流阀及气液分离器，所述气液分离器的液体出口分为两路，一路通过所述低压节流阀与所述低温蒸发器连接，另一路通过所述中压节流阀与所述中温蒸发器连接；所述风冷式冷凝器与所述冷凝蒸发器的制冷剂通道并联连接；所述太阳能吸收式制冷系统和二氧化碳双级压缩制冷系统通过所述蒸发冷凝器耦合在一起；所述循环加热系统和吸收式制冷系统通过所述发生器内的加热器耦合在一起。/n...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷系统，其特征在于，包括太阳能吸收式制冷系统和二氧化碳双级压缩制冷系统；所述太阳能吸收式制冷系统包括循环加热系统和吸收式制冷系统；所述循环加热系统为由集热器、蓄热箱、第一水泵组成的封闭循环系统；所述吸收式制冷系统包括冷凝蒸发器、吸收器、溶液泵、第一节流阀、溶液热交换器、发生器及冷凝器，所述冷凝蒸发器的溶液流道出口与所述吸收器的第一进口连接，所述吸收器的出口通过所述溶液泵与所述溶液热交换器的第一溶液通道进口连接，所述溶液热交换器的第一溶液通道出口与所述发生器的进口连接，所述发生器的气体出口依次串联连接所述冷凝器、第二节流阀及所述冷凝蒸发器的溶液通道进口；所述发生器的液体出口与所述溶液热交换器的第二溶液通道进口连接，所述溶液热交换器的第二溶液通道出口通过所述第一节流阀与所述吸收器的第二进口连接；所述发生器内的加热器与第二水泵及所述蓄热箱组成加热循环；所述二氧化碳双级压缩制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志利，王彩云，权建华，刘春雨，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12