二氧化碳相变液化循环制冷系统及空调制冷器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种二氧化碳相变液化循环制冷系统及空调制冷器，该制冷系统，包括：一压力气源，用于为系统提供高压气体；至少两并联布置的液态CO2储罐，液态CO2储罐分别与压力气源连接，以交替通入高压气体控制液态CO2储罐内的压力；一蒸发器，蒸发器分别连接液态CO2储罐，以交替接收液态CO2储罐提供的液态CO2冷媒并在蒸发器内气化，由流经蒸发器管壁外表面的载冷剂降温所释放的显热进行换热。本实用新型专利技术利用液态CO2冷媒逆向循环原理制冷，液态CO2冷媒通过高压空气压送进入蒸发器气化成蒸气气化过程中需吸收潜热，吸收的潜热来源于流经蒸发器表面的载冷剂降温所放出的显热，载冷剂放出显热后温度下降实现制冷过程。剂放出显热后温度下降实现制冷过程。剂放出显热后温度下降实现制冷过程。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳相变液化循环制冷系统及空调制冷器


[0001]本技术涉及空调制冷
，尤其涉及一种二氧化碳相变液化循环制冷系统及空调制冷器。

技术介绍

[0002]人工制冷方式主要有四种，相变制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。每种制冷方法各有其特点。选择合理的制冷方法，满足制冷的要求，实现制冷中的节能，达到良好的经济效益，同时制冷系统应符合环保要求。相变是指物质集聚态的变化。物质在发生相变时，必然伴随着一定数量的能量交换，这是一种物理现象。相变制冷就是利用冷媒相变时的吸热效应，达到降低温度的效果。冷媒液体的汽化，是吸热的相变过程，通过这个相变过程吸收大量热量，就可获得低温。
[0003]在制冷技术中，广泛利用制冷剂(液体)在低压下的汽化过程来制取冷量。利用这种原理的制冷方式可分为蒸气压缩式制冷、吸收式制冷和蒸汽喷射式制冷。制冷过程需要的是制冷剂可循环使用的一个过程，制冷剂吸热气化是制冷过程，升温回收后的气态制冷剂液化循环过程是制冷系统的COP的决定因素。在蒸气压缩式制冷中，工质(制冷剂)的蒸气首先被压缩到比较高的压力，被外部冷却介质(冷却水或空气)冷却而转变为液体，再经节流，使压力和温度同时降低，利用低压力下工质液体的汽化即可吸热制冷。汽化后的蒸气再由压缩机吸入压缩，不断循环。在整个循环过程中，压缩机将经过换热的气态制冷剂加压后液化循环使用，压缩机的能耗决定了系统的COP值。
[0004]而二氧化碳是一种新兴的自然工质。液态二氧化碳蒸发点是温度为
‑
56.6C，压力为520kPa。二氧化碳作为制冷工质有许多独特的优势:从对环境的影响来看，除水和空气以外，二氧化碳是与环境最为友善的制冷工质。二氧化碳具备有良好的安全性和化学稳定性，二氧化碳安全无毒，即便在高温下也不产生有害气体，具有与制冷循环和设备相适应的热物理性质，单位容积制冷量相当高，运动黏度低。因此，将二氧化碳通过调整循环的排气压力，可使气体在冷凝器中液化放热过程较好地适应外部热源的温度和温升需要。

技术实现思路

[0005]本技术为解决现有技术中的上述问题，提出的一种利用二氧化碳相变和气体膨胀制冷、气体变压降温液化技术的二氧化碳相变液化循环制冷系统及空调制冷器。
[0006]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]本技术的第一个方面是提供一种二氧化碳相变液化循环制冷系统，包括：
[0008]一压力气源，用于为系统提供高压气体；
[0009]至少两并联布置的液态CO2储罐，所述液态CO2储罐分别与所述压力气源连接，以交替通入所述高压气体控制所述液态CO2储罐内的压力；
[0010]一蒸发器，所述蒸发器分别连接所述液态CO2储罐，以交替接收所述液态CO2储罐提供的液态CO2冷媒并在所述蒸发器内气化；
[0011]其中，液态CO2气化吸收的气化潜热及气化后的低温蒸气升温吸收的显热由流经所述蒸发器管壁外表面的载冷剂降温所释放的显热进行换热，且所述蒸发器内的液态CO2转化为气态的CO2流出。
[0012]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，所述液态CO2储罐作为回收罐交替接收经所述蒸发器换热后排出的气态CO2冷媒，并向由高压气体保持背压的回收储罐内通入液态CO2冷媒，利用液态冷媒的二次气化需吸收潜热使回流至回收储罐内的具有过热度的蒸气降温、降压后转化为液态CO2冷媒循环利用。
[0013]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0014]对应设置于所述液态CO2储罐内上部的喷射机构，且所述喷射机构与其他液态CO2储罐的下部连通；
[0015]以向作为回收罐功能的所述液态CO2储罐内通入其他所述液态CO2储罐内的液态CO2冷媒，利用液体气化需吸收热量，使气化后流入所述回收罐的气态CO2冷媒降温及降压液化，达到循环使用的物理点后作为液态CO2冷媒循环利用。
[0016]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0017]对应设置于所述液态CO2储罐的下部与所述喷射机构之间输送管道上的喷液电动阀和喷液比例调节阀。
[0018]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0019]至少一个所述液态CO2储罐的中部通过管道连接液态CO2进口阀；和
[0020]至少两所述液态CO2储罐的底部分别通过排液截止阀连通排污口。
[0021]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0022]对应设置于所述液态CO2储罐下部与所述蒸发器之间对应输送管道上的排液电动阀和减压阀或流量计。
[0023]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0024]对应设置于所述蒸发器上部与所述液态CO2储罐下部之间输送管道上的安全阀、先导阀或数字流量计、气体CO2排出阀和对应的气态CO2进口阀。
[0025]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0026]对应设置于所述液态CO2储罐顶部的排空比例阀，所述排空比例阀通过管道连通CO2放空口；
[0027]对应设置于所述液态CO2储罐顶部的安全阀、气相温度传感器和罐体压力传感器；和
[0028]对应设置于所述液态CO2储罐内的液位计。
[0029]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0030]对应设置于所述压力气源与所述液态CO2储罐顶部之间输送管道上的过滤器和空气缓冲罐；
[0031]其中，所述空气缓冲罐顶部设置有安全阀和缓冲罐压力传感器，底部设置有缓冲罐排污阀。
[0032]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，还包括：
[0033]设置于所述过滤器与所述空气缓冲罐顶部之间管道上的压缩空气进口阀；和
[0034]设置于所述空气缓冲罐上部与各所述液态CO2储罐之间的截止阀、对应的止回阀
和气源比例调节阀。
[0035]进一步地，在所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统中，所述蒸发器和所述载冷剂蒸发器均包括：
[0036]液态制冷剂储箱，所述液态制冷剂储箱上的液态制冷剂进口通过管道分别与各所述液态CO2储罐的下部连接，且其内设置有储箱液位计，用于接收所述液态CO2储罐内的液体制冷剂；
[0037]若干蒸发列管，若干所述蒸发列管按一定规律排布，且其一端与所述液态制冷剂储箱连接，用于接收所述液态制冷剂储箱内的液体制冷剂对通过所述蒸发列管的载冷剂进行换热降温；和
[0038]气态制冷剂储箱，所述气态制冷剂储箱与若干所述蒸发列管的另一端连接，且其上的气态制冷剂出口通过管道分别与作为回收罐的所述液态CO2储罐的下部连接，用于接收所述蒸发列管内换热升温后的气态制冷剂并将其通入所述液态CO2储罐进行循环利用；
[0039]其中，所述载冷剂穿过所述蒸发列管的外表面进行换热，且所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，包括：一压力气源，用于为系统提供高压气体；至少两并联布置的液态CO2储罐，所述液态CO2储罐分别与所述压力气源连接，以交替通入所述高压气体控制所述液态CO2储罐内的压力；一蒸发器，所述蒸发器分别连接所述液态CO2储罐，以交替接收所述液态CO2储罐提供的液态CO2冷媒并在所述蒸发器内气化；其中，液态CO2冷媒气化吸收的气化潜热及气化后的低温蒸气升温吸收的显热由流经所述蒸发器管壁外表面的载冷剂降温所释放的显热进行换热，且所述蒸发器内的液态CO2转化为气态的CO2流出。2.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，所述液态CO2储罐作为回收罐交替接收经所述蒸发器换热后排出的气态CO2冷媒，并向由高压气体保持背压的回收储罐内通入液态CO2冷媒，利用液态冷媒的二次气化需吸收潜热使回流至回收储罐内的具有过热度的蒸气降温、降压后转化为液态CO2冷媒循环利用。3.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，还包括：对应设置于所述液态CO2储罐内上部的喷射机构，且所述喷射机构与其他液态CO2储罐的下部连通；以向作为回收罐功能的所述液态CO2储罐内通入其他所述液态CO2储罐内的液态CO2冷媒，利用液体气化需吸收热量，使气化后流入所述回收罐的气态CO2冷媒降温及降压液化，达到循环使用的物理点后作为液态CO2冷媒循环利用。4.根据权利要求3所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，还包括：对应设置于所述液态CO2储罐的下部与所述喷射机构之间输送管道上的喷液电动阀和喷液比例调节阀。5.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，还包括：对应设置于所述液态CO2储罐下部与所述蒸发器之间对应输送管道上的排液电动阀和减压阀或流量计。6.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，还包括：对应设置于所述蒸发器上部与所述液态CO2储罐下部之间输送管道上的安全阀、先导阀或数字流量计、气体CO2排出阀和对应的气态CO2进口阀。7.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，还包括：至少一个所述液态CO2储罐的中部通过管道连接液态CO2进口阀；和至少两所述液态CO2储罐的底部分别通过排液截止阀连通排污口。8.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制冷系统，其特征在于，还包括：对应设置于所述液态CO2储罐顶部的排空比例阀，所述排空比例阀通过管道连通CO2放空口；对应设置于所述液态CO2储罐顶部的安全阀、气相温度传感器和罐体压力传感器；和对应设置于所述液态CO2储罐内的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨景峰，
申请(专利权)人：上海复璐帝流体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：