本發(fā)明涉及制冷循環(huán)系統(tǒng)，特別涉及一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鹵代烴中的氯原子和溴原子能與臭氧發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，破壞大氣中的臭氧層，甚至形成了臭氧空洞。大氣中的氯和溴大部分來(lái)自于制冷工業(yè)排放的氟利昂，因此，制冷行業(yè)中采用其他環(huán)保工質(zhì)代替氟利昂成為制冷工業(yè)迫在眉睫的任務(wù)。二氧化碳以其優(yōu)良的環(huán)保性能和熱物理性能在制冷行業(yè)中受到了廣泛的關(guān)注。

在大壓縮比條件下，用單級(jí)制冷循環(huán)制取更低的蒸發(fā)溫度，將會(huì)產(chǎn)生很多有害因素：

(1)如果壓縮機(jī)排氣溫度很高，會(huì)使制冷系數(shù)下降，而且會(huì)惡化潤(rùn)滑效果，影響壓縮機(jī)的使用壽命和正常運(yùn)行。

(2)壓縮比增大，在正常環(huán)境溫度下，當(dāng)蒸發(fā)溫度下降時(shí)，壓縮比增加，壓縮機(jī)容積效率降低，實(shí)際吸氣量減少，制冷量下降，當(dāng)壓縮比達(dá)到某一定值時(shí)，壓縮機(jī)已經(jīng)不能制冷。

(3)節(jié)流損失增加，制冷劑單位質(zhì)量制冷量減少，消耗功加大，制冷系數(shù)下降。

在采用風(fēng)冷、蒸發(fā)冷作為冷凝器的一般制冷循環(huán)系統(tǒng)中，通常采用冷凝液直接為蒸發(fā)器高壓供液，因其冷凝壓力受環(huán)境溫度影響較大，造成蒸發(fā)器的供液壓力和制冷劑的循環(huán)量在一年四季中不斷變化，影響了制冷效率，提高了制冷供液管路安裝及維護(hù)的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提出一種有效規(guī)避臭氧破壞，蒸發(fā)器供液壓力穩(wěn)定，避免大壓縮比下制冷系統(tǒng)性能降低，跨臨界二氧化碳?jí)嚎s制冷循環(huán)系統(tǒng)，安裝成本低，系統(tǒng)安全和穩(wěn)定性高的一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)。

為達(dá)到以上目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括：CO₂低壓壓縮機(jī)、CO₂高壓壓縮機(jī)、油分離器、油冷卻器、氣體冷卻器、中間冷卻器、中間空冷器、熱交換器、蒸發(fā)器和氣液分離器；

其中，CO₂高壓壓縮機(jī)的輸出管路與油分離器輸入管路連接，且此管路上設(shè)置有止逆閥；

油分離器的氣體輸出管路與氣體冷卻器輸入口連接，油分離器的油輸出管路分為兩路，一路與CO₂低壓壓縮機(jī)的壓縮機(jī)油入口連通，另一路與CO₂高壓壓縮機(jī)的壓縮機(jī)油入口連通，且與CO₂低壓壓縮機(jī)連接的管路上設(shè)置有電磁閥Ⅰ，與CO₂高壓壓縮機(jī)連接的管路上電磁閥Ⅱ；

氣體冷卻器通過(guò)帶有電動(dòng)膨脹閥Ⅰ的管路與中間冷卻器氣體入口連接；

中間冷卻器的出液管路與熱交換器的進(jìn)液管路相連；

熱交換器的出液管路分為兩路，一路經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅲ與蒸發(fā)器的進(jìn)液管路相連，另一路經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅱ與熱交換器的低壓進(jìn)液管連接；

蒸發(fā)器的出氣管路與氣液分離器入口連接；

氣液分離器的出氣管路與CO₂低壓壓縮機(jī)吸氣管連接；

CO₂低壓壓縮機(jī)的排氣口通過(guò)管路與中間空冷器的入口連接；

中間冷卻器的出氣管經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與熱交換器的低壓出氣管路和中間空冷器的出氣管路匯合后連接在CO₂高壓壓縮機(jī)的吸氣管路上。

采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明工作時(shí)：

制冷劑經(jīng)CO₂高壓壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入油分離器；在油分離器中，制冷劑中的壓縮機(jī)油被分離，經(jīng)油冷卻器冷卻后通過(guò)油輸出管路的兩個(gè)分路，一路經(jīng)電磁閥Ⅰ回流到CO₂低壓壓縮機(jī)，另一路經(jīng)電磁閥Ⅱ回流到CO₂高壓壓縮機(jī)；油分離器分離的高溫高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入氣體冷卻器，冷卻后經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅰ節(jié)流降壓進(jìn)入中間冷卻器；在中間冷卻器中制冷劑氣液分離，液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱交換器進(jìn)行過(guò)冷，過(guò)冷后的制冷劑分為兩路，一路經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅲ進(jìn)入蒸發(fā)器，另一路液體制冷劑經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅱ進(jìn)入熱交換器低壓進(jìn)液管，對(duì)自中間冷卻器進(jìn)入熱交換器的液態(tài)制冷劑進(jìn)行冷卻，液態(tài)制冷劑在熱交換器中蒸發(fā)吸熱后變成氣態(tài)；經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑再經(jīng)過(guò)氣液分離器進(jìn)入CO₂低壓壓縮機(jī)的吸氣口進(jìn)行壓縮，CO₂低壓壓縮機(jī)壓縮后制冷劑輸入到中間空冷器中冷卻，中間空冷器冷卻后的制冷劑與熱交換器的出氣和中間冷卻器的低壓出氣最終匯合輸入至CO₂高壓壓縮機(jī)內(nèi)壓縮，進(jìn)行循環(huán)。

綜上，本發(fā)明優(yōu)勢(shì)在于：

1、由于本發(fā)明采用了雙級(jí)壓縮機(jī)，能夠有效降低壓縮機(jī)排氣溫度，提高了壓縮機(jī)的工作效率，保證了壓縮機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2、由于本發(fā)明采用了中間壓力作為蒸發(fā)器的供液壓力，因而能夠有效降低蒸發(fā)器的供液壓力，并使供液壓力一年四季趨于平穩(wěn)，進(jìn)而保證了蒸發(fā)器側(cè)制冷劑循環(huán)量穩(wěn)定。

3、由于本發(fā)明采用了中間壓力作為蒸發(fā)器的供液壓力，降低了管路安裝成本。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明共1幅附圖,其中：

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、CO₂低壓壓縮機(jī)，2、中間空冷器，3、CO₂高壓壓縮機(jī)，4、止逆閥，5、油分離器，6、油冷卻器，7、氣體冷卻器，8、電動(dòng)膨脹閥Ⅰ，9、中間冷卻器，10、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，11、熱交換器，12、電動(dòng)膨脹閥Ⅱ，13、電動(dòng)膨脹閥Ⅲ，14、蒸發(fā)器，15、氣液分離器，16、電磁閥Ⅰ，17、電磁閥Ⅱ。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的一種采用中間壓力供液的二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括：CO₂低壓壓縮機(jī)1、CO₂高壓壓縮機(jī)3、油分離器5、油冷卻器6、氣體冷卻器7、中間冷卻器9、中間空冷器2、熱交換器11、蒸發(fā)器14和氣液分離器15；

其中，CO₂高壓壓縮機(jī)3的輸出管路與油分離器5輸入管路連接，且此管路上設(shè)置有止逆閥4；

油分離器5的氣體輸出管路與氣體冷卻器7輸入口連接，油分離器5的油輸出管路分為兩路，一路與CO₂低壓壓縮機(jī)1的壓縮機(jī)油入口連通，另一路與CO₂高壓壓縮機(jī)3的壓縮機(jī)油入口連通，且與CO₂低壓壓縮機(jī)1連接的管路上設(shè)置有電磁閥Ⅰ16，與CO₂高壓壓縮機(jī)3連接的管路上電磁閥Ⅱ17；

氣體冷卻器7通過(guò)帶有電動(dòng)膨脹閥Ⅰ8的管路與中間冷卻器9氣體入口連接；

中間冷卻器9的出液管路與熱交換器11的進(jìn)液管路相連；

熱交換器11的出液管路分為兩路，一路經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅲ13與蒸發(fā)器14的進(jìn)液管路相連，另一路經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅱ12與熱交換器11的低壓進(jìn)液管連接；

蒸發(fā)器14的出氣管路與氣液分離器15入口連接；

氣液分離器15的出氣管路與CO₂低壓壓縮機(jī)1吸氣管連接；

CO₂低壓壓縮機(jī)1的排氣口通過(guò)管路與中間空冷器2的入口連接；

中間冷卻器9的出氣管經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥10與熱交換器11的低壓出氣管路和中間空冷器2的出氣管路匯合后連接在CO₂高壓壓縮機(jī)3的吸氣管路上。

采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明工作時(shí)：

制冷劑經(jīng)CO₂高壓壓縮機(jī)3壓縮后進(jìn)入油分離器5；在油分離器5中，制冷劑中的壓縮機(jī)油被分離，經(jīng)油冷卻器6冷卻后通過(guò)油輸出管路的兩個(gè)分路，一路經(jīng)電磁閥Ⅰ16回流到CO₂低壓壓縮機(jī)1，另一路經(jīng)電磁閥Ⅱ17回流到CO₂高壓壓縮機(jī)3；油分離器5分離的高溫高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入氣體冷卻器7，冷卻后經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅰ8節(jié)流降壓進(jìn)入中間冷卻器9；在中間冷卻器9中制冷劑氣液分離，液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱交換器11進(jìn)行過(guò)冷，過(guò)冷后的制冷劑分為兩路，一路經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅲ13進(jìn)入蒸發(fā)器14，另一路液體制冷劑經(jīng)電動(dòng)膨脹閥Ⅱ12進(jìn)入熱交換器11低壓進(jìn)液管，對(duì)自中間冷卻器9進(jìn)入熱交換器11的液態(tài)制冷劑進(jìn)行冷卻，液態(tài)制冷劑在熱交換器11中蒸發(fā)吸熱后變成氣態(tài)；經(jīng)蒸發(fā)器14蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑再經(jīng)過(guò)氣液分離器15進(jìn)入CO₂低壓壓縮機(jī)1的吸氣口進(jìn)行壓縮，CO₂低壓壓縮機(jī)1壓縮后制冷劑輸入到中間空冷器2中冷卻，中間空冷器2冷卻后的制冷劑與熱交換器11的出氣和中間冷卻器9的低壓出氣最終匯合輸入至CO₂高壓壓縮機(jī)3內(nèi)壓縮，進(jìn)行循環(huán)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。