跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统及其使用方法，包括适于对二氧化碳工质进行双级压缩的压缩制冷回路和适于制冷系统的换热器进行除霜的除霜回路。压缩制冷回路包括依次相连以适于二氧化碳工质流通的高压级压缩机、气冷器组、回热器、第一降压结构、室内换热器组、储液器和低压级压缩机；除霜回路包括依次相连的以适于二氧化碳工质流通低压级压缩机、室内换热器组、储液器和除霜蒸发器；本发明专利技术可在提高除霜性能的同时还能降低能源消耗。

Transcritical carbon dioxide two-stage compression refrigeration and defrosting system and its application

【技术实现步骤摘要】
跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统及其使用方法
本专利技术涉及制冷
，尤其涉及一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统及其使用方法。
技术介绍
对于蒸汽压缩式制冷系统在零摄氏度以下环境中出现的结霜现象，是影响制冷系统性能和稳定运行的重要问题。目前，冷冻冷藏行业主要是以电加热的形式进行除霜作业，对于电加热的除霜方式来说，不仅除霜效果一般，而且相应的能耗也较高，特别是针对二氧化碳工质的双级压缩系统来说，系统内部压力较高，高压侧和低压侧压力差很大，使用传统的利用四通换向阀转变工质走向进行除霜的方法较难实现。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，以解决优化除霜效果且降低能耗的技术问题。本专利技术的第二目的是提供一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统的使用方法，以解决优化除霜效果且降低能耗的技术问题。本专利技术的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统是这样实现的：一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，包括：压缩制冷回路，所述压缩制冷回路包括依次相连以适于二氧化碳工质流通的高压级压缩机、气冷器组、回热器、第一降压结构、室内换热器组、储液器和低压级压缩机；其中所述低压级压缩机还与所述回热器相连且所述回热器与所述高压级压缩机连接以使所述压缩制冷回路形成循环回路；除霜回路，所述除霜回路包括依次相连的以适于二氧化碳工质流通所述低压级压缩机、所述室内换热器组、所述储液器和除霜蒸发器；其中的所述储液器还通过第三降压结构与所述低压级压缩机相连以使从储液器中分离产生的气相二氧化碳工质回入低压级压缩机；以及所述除霜蒸发器还与所述低压级压缩机相连以使从储液器中分离产生的液相二氧化碳工质通过第二降压结构后再经除霜蒸发器相变为气相二氧化碳工质再回入低压级压缩机。在本专利技术较佳的实施例中，所述第一降压结构设于所述压缩制冷回路的回热器与室内换热器组之间的流通管路上；以及在所述压缩制冷回路的回热器与室内换热器组之间的流通管路上还设有第一控制阀门；其中所述第一控制阀设于所述第一降压结构与回热器之间。在本专利技术较佳的实施例中，在所述压缩制冷回路的储液器与低压级压缩机之间的流通管路上设有第二控制阀门。在本专利技术较佳的实施例中，在所述除霜回路的低压级压缩机与室内换热器组之间的流通管路设有第三控制阀门。在本专利技术较佳的实施例中，所述第二降压结构设于所述除霜回路的储液器与除霜蒸发器之间的流通管路上，且在所述除霜回路的储液器与除霜蒸发器之间的流通管路上还设有第四控制阀门；其中所述第四控制阀门设于所述第二降压结构与储液器之间。在本专利技术较佳的实施例中，所述第三降压结构设于所述除霜回路的储液器与低压级压缩机之间的流通管路上，且在所述除霜回路的储液器与低压级压缩机之间的流通管路上还设有一单向阀；其中所述单向阀设于所述第三降压结构与低压级压缩机之间。在本专利技术较佳的实施例中，所述气冷器组包括至少一台气体冷却器；以及所述室内换热器组包括至少一台室内换热器。在本专利技术较佳的实施例中，所述气冷器组包括并联设置的两台或两台以上的气体冷却器。在本专利技术较佳的实施例中，所述室内换热器组包括并联设置的两台或两台以上的室内换热器。本专利技术的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统的使用方法是这样实现的：一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统的使用方法，采用所述的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统；包括：压缩制冷回路运行，系统内的二氧化碳工质通过高压级压缩机进入气冷器组的降温后经回热器进行热量交换，然后经第一降压结构进入室内换热器组相变，对相变后的气相或两相态二氧化碳工质进入储液器进行气液分离，分离后的气态二氧化碳工质再回到低压级压缩机，完成二氧化碳工质的双级压缩；除霜回路运行，系统内的二氧化碳工质通过低压级压缩机的压缩后进入室内换热器组放热融霜，经室内换热器组冷却后的二氧化碳工质进入储液器进行气液分离，对经储液器气液分离出来的气相二氧化碳工质则通过第三降压结构直接进入低压级压缩机的压缩腔补气增焓；而对经储液器分离出来的液相二氧化碳工质则通过第二降压结构进入除霜蒸发器相变后变为气相二氧化碳工质，随后气相二氧化碳工质返回低压级压缩机，完成除霜过程。本专利技术的有益效果是：本专利技术的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统及其使用方法，利用对跨临界二氧化碳工质双级压缩的压缩制冷回路的结构中低压侧压力较低的优势，可提高系统除霜过程的安全性，另外通过除霜回路的补气增焓作用，可增强除霜回路的除霜性能，在提高除霜效率的同时还能降低能耗。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统的整体结构示意图。图中：高压级压缩机1、气体冷却器2、回热器3、第一控制阀门4、第一降压结构5、室内换热器6、储液器7、第二控制阀门8、低压级压缩机9、第三控制阀门10、第三降压结构11、单向阀12、第四控制阀门13、第二降压结构14、除霜蒸发器15。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例1：如图1所示，本实施例提供了一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，适用于冷冻、冷链或冷藏等用冷行业。具体包括：适于对二氧化碳工质进行双级压缩的压缩制冷回路和适于制冷系统的室内换热器进行除霜的除霜回路。详细来说，压缩制冷回路包括依次相连以适于二氧化碳工质流通的高压级压缩机1、气冷器组、回热器3、第一降压结构5、室内换热器组、储液器7和低压级压缩机9；其中低压级压缩机9还与回热器3相连且回热器3与高压级压缩机1连接以使压缩制冷回路形成循环回路。除霜回路包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，其特征在于，包括：/n压缩制冷回路，所述压缩制冷回路包括依次相连以适于二氧化碳工质流通的高压级压缩机、气冷器组、回热器、第一降压结构、室内换热器组、储液器和低压级压缩机；其中所述低压级压缩机还与所述回热器相连且所述回热器与所述高压级压缩机连接以使所述压缩制冷回路形成循环回路；/n除霜回路，所述除霜回路包括依次相连的以适于二氧化碳工质流通所述低压级压缩机、所述室内换热器组、所述储液器和除霜蒸发器；其中的所述储液器还通过第三降压结构与所述低压级压缩机相连以使从储液器中分离产生的气相二氧化碳工质回入低压级压缩机；以及所述除霜蒸发器还与所述低压级压缩机相连以使从储液器中分离产生的液相二氧化碳工质通过第二降压结构后再经除霜蒸发器相变为气相二氧化碳工质再回入低压级压缩机。/n

【技术特征摘要】
1.一种跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，其特征在于，包括：
压缩制冷回路，所述压缩制冷回路包括依次相连以适于二氧化碳工质流通的高压级压缩机、气冷器组、回热器、第一降压结构、室内换热器组、储液器和低压级压缩机；其中所述低压级压缩机还与所述回热器相连且所述回热器与所述高压级压缩机连接以使所述压缩制冷回路形成循环回路；
除霜回路，所述除霜回路包括依次相连的以适于二氧化碳工质流通所述低压级压缩机、所述室内换热器组、所述储液器和除霜蒸发器；其中的所述储液器还通过第三降压结构与所述低压级压缩机相连以使从储液器中分离产生的气相二氧化碳工质回入低压级压缩机；以及所述除霜蒸发器还与所述低压级压缩机相连以使从储液器中分离产生的液相二氧化碳工质通过第二降压结构后再经除霜蒸发器相变为气相二氧化碳工质再回入低压级压缩机。


2.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，其特征在于，所述第一降压结构设于所述压缩制冷回路的回热器与室内换热器组之间的流通管路上；以及在所述压缩制冷回路的回热器与室内换热器组之间的流通管路上还设有第一控制阀门；其中
所述第一控制阀设于所述第一降压结构与回热器之间。


3.根据权利要求2所述的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，其特征在于，在所述压缩制冷回路的储液器与低压级压缩机之间的流通管路上设有第二控制阀门。


4.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，其特征在于，在所述除霜回路的低压级压缩机与室内换热器组之间的流通管路设有第三控制阀门。


5.根据权利要求4所述的跨临界二氧化碳双级压缩制冷和除霜系统，其特征在于，所述第二降压结构设于所述除霜回路的储液器与除霜蒸发器之间的流通管路上，且在所述除霜回路的储液器与除霜蒸发器之间的流通管路上还设有第四控制阀门；其中
所述第四控制阀门设于所述第二降压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振涛，马跃征，张俊浩，张林，
申请(专利权)人：中科碳冷无锡高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32