[發(fā)明專(zhuān)利]一種節(jié)能大功率跨臨界二氧化碳冷熱聯(lián)供裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110970169.X
• 申請(qǐng)日: 2021-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113654257A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴正剛;曾華文;林建森;吳天昊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽正剛新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F25B1/00
• 分類(lèi)號(hào): F25B1/00;F25B41/20;F25B41/31;F25B43/00;F25B49/02
• 代理公司: 合肥中博知信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發(fā)明公開(kāi)了一種節(jié)能大功率跨臨界二氧化碳冷熱聯(lián)供裝置，過(guò)冷器的熱側(cè)出口通過(guò)第一管道與儲(chǔ)液分離器連接，節(jié)流裝置安裝于第一管道上，儲(chǔ)液分離器上還連接有第二管道、第三管道和第四管道，第二管道用于將儲(chǔ)液分離器內(nèi)的氣態(tài)制冷劑送回壓縮機(jī)，第三管道用于將儲(chǔ)液分離器內(nèi)的部分液態(tài)制冷劑送入過(guò)冷器的冷側(cè)入口，調(diào)節(jié)閥安裝于第三管道上，第四管道用于將儲(chǔ)液分離器內(nèi)的部分液態(tài)制冷劑送入蒸發(fā)器，過(guò)冷器的冷側(cè)出口與蒸發(fā)器的出口流出的制冷劑匯流后進(jìn)入壓縮機(jī)，構(gòu)成循環(huán)回路，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，同時(shí)使二氧化碳熱泵制冷系統(tǒng)的節(jié)流損失從30％降到了10％以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種節(jié)能大功率跨臨界二氧化碳冷熱聯(lián)供裝置。

背景技術(shù)

二氧化碳作為一種天然環(huán)保制冷劑，具有許多優(yōu)點(diǎn)：ODP＝0，GWP＝1；使用安全，無(wú)毒；單位容積制冷量大；導(dǎo)熱性好，粘度小，利于換熱和減少摩擦損失；價(jià)格低廉，容易獲取；在跨臨界制熱系統(tǒng)中，可以“一次性”將入口常溫水加熱到90℃。但也有明顯的弱點(diǎn)：因其跨臨界，只要?dú)饫淦鞒隹跍囟雀哂谂R界溫度，在任何壓力下也無(wú)法將其冷凝成液態(tài)，因此造成節(jié)流損失大，系統(tǒng)效率較低，不太適用于中高溫循環(huán)加熱，市場(chǎng)容量狹小。

二氧化碳制冷系統(tǒng)的節(jié)流損失與節(jié)流閥的入口溫度有很大關(guān)系，入口溫度越高，節(jié)流損失越大，甚至可以超過(guò)制冷量的30％。現(xiàn)有的二氧化碳熱泵制冷系統(tǒng)為了降低節(jié)流損失，提高系統(tǒng)效率，一般在回氣管處加一個(gè)回?zé)崞鳎瑢?duì)氣冷器出口二氧化碳進(jìn)行降溫，回?zé)崞鞯膿Q熱能力一般固定不變，當(dāng)工況變化時(shí)，回?zé)崞鞯膿Q熱能力有可能滿足不了氣冷器出口二氧化碳的冷卻要求，雖然壓縮機(jī)回氣過(guò)熱度可以通過(guò)節(jié)流閥(熱力膨脹閥、電子膨脹閥等)控制，但節(jié)流閥入口溫度(即氣冷器后的溫度)無(wú)法控制，也就無(wú)法控制節(jié)流損失，無(wú)法在不同工況下提升系統(tǒng)效率。

現(xiàn)有二氧化碳熱泵制冷系統(tǒng)也有用膨脹機(jī)代替節(jié)流閥，膨脹機(jī)的好處是減少節(jié)流損失，但需要對(duì)外做功，一般用來(lái)驅(qū)動(dòng)本系統(tǒng)壓縮機(jī)，但帶來(lái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。目前也有用氟利昂制冷系統(tǒng)對(duì)氣冷器出口的二氧化碳進(jìn)行過(guò)冷，以保證進(jìn)節(jié)流閥的二氧化碳為液態(tài)，這導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜，且違背了用二氧化碳替代氟利昂的初衷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能大功率跨臨界二氧化碳冷熱聯(lián)供裝置，能夠能精確控制節(jié)流閥入口溫度，使系統(tǒng)在高效區(qū)運(yùn)行。另外，對(duì)節(jié)流后的氣液進(jìn)行分離，液體進(jìn)入蒸發(fā)器，提高蒸發(fā)換熱效率，氣體進(jìn)入過(guò)冷器升溫后回到壓縮機(jī)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

一種節(jié)能大功率跨臨界二氧化碳冷熱聯(lián)供裝置，包括壓縮機(jī)、氣冷器、過(guò)冷器、節(jié)流裝置、儲(chǔ)液分離器、蒸發(fā)器、調(diào)節(jié)閥和控制裝置，所述壓縮機(jī)的排氣口與氣冷器的進(jìn)口連接，所述氣冷器的出口與過(guò)冷器的熱側(cè)入口連接，過(guò)冷器的熱側(cè)出口通過(guò)第一管道與儲(chǔ)液分離器連接，所述節(jié)流裝置安裝于第一管道上，所述儲(chǔ)液分離器上還連接有第二管道、第三管道和第四管道，所述第二管道用于將儲(chǔ)液分離器內(nèi)的氣態(tài)制冷劑送回壓縮機(jī)，所述第三管道用于將儲(chǔ)液分離器內(nèi)的部分液態(tài)制冷劑送入過(guò)冷器的冷側(cè)入口，調(diào)節(jié)閥安裝于第三管道上，所述第四管道用于將儲(chǔ)液分離器內(nèi)的部分液態(tài)制冷劑送入蒸發(fā)器，所述過(guò)冷器的冷側(cè)出口與蒸發(fā)器的出口流出的制冷劑匯流后進(jìn)入壓縮機(jī)，構(gòu)成循環(huán)回路，所述控制裝置與節(jié)流裝置和調(diào)節(jié)閥電連接，并根據(jù)節(jié)流裝置入口處的溫度對(duì)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，所述第二管道內(nèi)的氣態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)冷器的冷側(cè)入口進(jìn)入過(guò)冷器后，從過(guò)冷器的冷側(cè)出口流出，再進(jìn)入壓縮機(jī)。

優(yōu)選地，所述氣冷器為風(fēng)冷式或液冷式。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器為風(fēng)冷式或液冷式。

優(yōu)選地，所述節(jié)流裝置包括節(jié)流閥和設(shè)置于節(jié)流閥入口處的溫度傳感器，所述溫度傳感器與控制裝置電連接。

優(yōu)選地，所述制冷劑為二氧化碳。

優(yōu)選地，所述節(jié)流裝置入口處的溫度不超過(guò)30℃。