CN104567071A - 一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统，属于制冷设备领域。本发明包括低温制冷循环部分、低温部分回油系统、高温制冷循环部分、高温部分回油系统、安全保护系统和融霜系统，采用热回收技术，利用高温机组排气废热对乙二醇箱中的乙二醇进行加热，加热后的乙二醇对冷风机进行融霜。相比电融霜节省了大量电能；相比于水冲霜其冰点较低，不会存在冰堵或融霜不彻底的情况；相比热氟融霜，其控制较为简单，并且因其乙二醇箱具有蓄热功能，在正常制冷的情况下可以蓄热减少了系统强制制冷以保证热气量的时间，因此降低了能耗。

Description

一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统
技术领域
本发明涉及制冷设备领域，尤其涉及一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统。
背景技术
目前，由于全球变暖的影响加之氟利昂类制冷剂对臭氧层的破坏，使人们的环保意识越来越强，因此自然工质的应用已是大势所趋。天然工质二氧化碳由于其良好的环境指标，如无毒、不可燃，并且破坏臭氧指数为0、温室效应指数为1，加上其良好的化学稳定性好，即使在高温的情况下也不会分解出有害气体，使二氧化碳再度成为人们研究的目标。
由于氟和二氧化碳复叠系统不仅具有自然工质的优势，而且极大的降低了氟制冷剂的用量；虽然二氧化碳具有高压力的特点，但二氧化碳作为低温级工作在亚临界，其压力是可控的；因此其具有良好的发展前景。
对于目前二氧化碳冷风机融霜方式主要有电融霜、水冲霜、热气融霜，对比这几种融霜方式电融霜消耗了大量的电能；水冲霜方式由于水的冰点较高在低温场所应用有可能存在冰堵或融霜不彻底等问题；热气融霜需保证有足够的热气用来融霜，这就需要在融霜的同时有部分冷风机处于强制制冷状态以保证热气量，而且控制系统相比其它融霜方式较为复杂。
发明内容
本发明针对以上提出的现有二氧化碳制冷及融霜系统融霜耗能高、融霜不彻底以及部分冷风机必须强制制冷以保证热气量的问题，而研究设计一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统。本发明采用的技术手段如下：
一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统，包括以下组成部分：
低温制冷循环部分：由两台及以上的压缩机A组成的二氧化碳制冷机组经排气管与油分离器A的气体入口相连接，所述油分离器A的气体出口经止逆阀A与蒸发冷凝器的进气口连接，所述蒸发冷凝器的出液口与二氧化碳储液器的进液口连接，所述二氧化碳储液器的的出液口经干燥过滤器和电子膨胀阀与冷风机的进液口连接，所述电子膨胀阀为断电关闭的电子膨胀阀，所述冷风机的回气口与气液分离器的进气口连接，所述气液分离器的出气口经吸气过滤器与二氧化碳制冷机组的吸气口连接；
低温部分回油系统：所述油分离器A的出油口与储油罐的进油口连接，所述储油罐的出油口经各压缩机A的油位控制器A与各压缩机A的回油口连接，所述储油罐A的压力控制孔经油压差阀与吸气总管连接；
高温制冷循环部分：由两台及以上的压缩机B组成的氟系统制冷机组经排气管与油分离器B的进气口连接，所述油分离器B的出气口经电磁阀A与冷凝器的进汽口连接，所述冷凝器的出液口与氟系统储液器的进液口连接，所述氟系统储液器的出液口依次经过干燥过滤器、电磁阀B和电子膨胀阀与蒸发冷凝器的进液口连接，所述蒸发冷凝器的出气口经过压力调节阀与气液分离器的进气口连接，所述气液分离器的出气口与氟系统制冷机组的吸气口连接，氟系统储液器的出液口的另一路经干燥过滤器、电磁阀C和热力膨胀阀与二氧化碳储液器的内部换热管的进液口连接，所述二氧化碳储液器的内部换热管的出气口与气液分离器的进气口连接；
高温部分回油系统：所述油分离器B的出油口与储油罐B的进油口连接，所述储油罐B的出油口经各压缩机B的油位控制器B与各压缩机B的回油口连接，所述储油罐B的压力控制孔经截止阀A与吸气总管连接；
安全保护系统：所述油分离器A的出气口经止逆阀A和压力调节阀与膨胀罐连接，所述膨胀罐经截止阀B与气液分离器的进气口连接，所述膨胀罐上设有安全阀。氟系统制冷机组由两台及以上的压缩机组成，具有平时制冷和应急制冷的使用功能。
融霜系统：所述油分离器B的出气口另一路经电磁阀D与乙二醇箱的进气口连接，所述乙二醇箱的氟冷凝液出液口与储液器的进液口连接，所述乙二醇箱的乙二醇出液口通过乙二醇泵、止逆阀B、Y形过滤器、电动阀和水流开关与冷风机的乙二醇进液口连接，冷风机的乙二醇出液口与乙二醇箱的乙二醇进液口连接。
进一步地，所述氟系统制冷机组采用多回路控制和双电源供电，所述双电源包括正常电源和应急电源，所述正常电源和应急电源自动投切。应急制冷相关控制和配电均采用双电源供电。
进一步地，所述乙二醇箱内部设有用于乙二醇与氟进行热交换的换热管，且所诉乙二醇箱具有蓄热功能。
进一步地，所述冷风机为四管制冷风机，即制冷和融霜均为单独回路，应急制冷作用为控制二氧化碳压力在安全范围内。
与现有技术比较，本发明所述的一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统采用热回收技术，利用高温机组排气废热对乙二醇箱中的乙二醇进行加热，加热后的乙二醇对冷风机进行融霜。相比电融霜节省了大量电能；相比于水冲霜其冰点较低，不会存在冰堵或融霜不彻底的情况；相比热氟融霜，其控制较为简单，并且因其乙二醇箱具有蓄热功能，在正常制冷的情况下可以蓄热减少了系统强制制冷以保证热气量的时间，因此降低了能耗。
附图说明
图1是本发明系统原理示意图。
图中：1、二氧化碳制冷机组；2、油分离器A；3、止逆阀A；4、安全阀A；5、膨胀罐；6、压力调节阀B；7、压力调节阀A；8、干燥过滤器B；9、电磁阀B；10、电子膨胀阀B；11、蒸发冷凝器；12、干燥过滤器A；13、储油罐B；14、气液分离器A；15、油位控制器B；16、电磁阀C；17、热力膨胀阀；18、油分离器B；19、氟系统储液器；20、安全阀B；21、冷凝器；22、二氧化碳储液器；23、安全阀C；24、安全阀D；25、安全阀E；26、截止阀A；27、干燥过滤器C；28、电子膨胀阀A；29、冷风机；30、气液分离器B；31、油压差阀；32、储油罐A；33、油位控制器A；34、氟系统制冷机组；35、乙二醇箱；36、乙二醇泵；37、电磁阀D；38、电磁阀A；39、水流开关；40、电动阀；41、Y形过滤器；43、截止阀B；44、安全阀F；45、止逆阀B；46、压缩机A；47、压缩机B。
具体实施方式
如图1所示，一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统，包括以下组成部分：
低温制冷循环部分：由两台及以上的压缩机A46组成的二氧化碳制冷机组1经排气管与油分离器A2的气体入口相连接，所述油分离器A2的气体出口经止逆阀A3与蒸发冷凝器11的进气口连接，所述蒸发冷凝器11的出液口与二氧化碳储液器22的进液口连接，所述二氧化碳储液器22的的出液口经干燥过滤器C27和电子膨胀阀A28与冷风机29的进液口连接，所述冷风机29的回气口与气液分离器B30的进气口连接，所述气液分离器B30的出气口经吸气过滤器与二氧化碳制冷机组1的吸气口连接。二氧化碳压缩机组1排气进入油分离器2，分离后的高温高压气体经止逆阀A3进入蒸发冷凝器11冷凝成高压液体，冷凝后的高压液体进入二氧化碳储液器22贮存，二氧化碳储液器22中的高压液体经干燥过滤器C27、电子膨胀阀A28(断电关闭)节流降压进入冷风机29蒸发变成低压蒸汽，低压蒸汽进入气液分离器B30进行气液分离，分离后的气体经过滤器被二氧化碳压缩机组吸入进入下一循环，二氧化碳储液器22上设有安全阀C23，气液分离器B30上设有安全阀F44。
低温部分回油系统：所述油分离器A2的出油口与储油罐A32的进油口连接，所述储油罐A32的出油口经各压缩机A46的油位控制器A33与各压缩机A46的回油口连接，所述储油罐A32的压力控制孔经油压差阀31与吸气总管连接。经油分离器A2分离出的油进入储油罐A32，储油罐A32中的油经油位控制器A33回到压缩机；储油罐A32另一路经油压差阀31与气液分离器B30的进气管相连，以保证油分离器A2与储油罐A32存在一个压力差使油分离器A2中的油能顺利进入储油罐A32。
高温制冷循环部分：由两台及以上的压缩机B47组成的氟系统制冷机组34经排气管与油分离器B18的进气口连接，所述油分离器B18的出气口经电磁阀A38与冷凝器21的进汽口连接，所述冷凝器21的出液口与氟系统储液器19的进液口连接，所述氟系统储液器19的出液口依次经过干燥过滤器B8、电磁阀B9和电子膨胀阀B10与蒸发冷凝器11的进液口连接，所述蒸发冷凝器11的出气口经过压力调节阀A7与气液分离器A14的进气口连接，所述气液分离器A14的出气口与氟系统制冷机组34的吸气口连接，氟系统储液器19的出液口的另一路经干燥过滤器A12、电磁阀C16和热力膨胀阀17与二氧化碳储液器22的内部换热管的进液口连接，所述二氧化碳储液器22的内部换热管的出气口与气液分离器A14的进气口连接。氟系统制冷机组34排气经油分离器B18分油后，热氟经电磁阀A38进入冷凝器21进行冷凝变成高压液体，高压液体进入储液器19，储液器19中高压液体经干燥过滤器B8、电磁阀B9、电子膨胀阀B10节流降压后进入蒸发冷凝器11蒸发变成低压蒸汽，低压蒸汽经压力调节阀A7进入气液分离器A14，分离后的低压气体被压缩机吸入进入下一循环，氟系统储液器19上设有安全阀B20，气液分离器A14上设有安全阀E25。
高温部分回油系统：所述油分离器B18的出油口与储油罐B13的进油口连接，所述储油罐B13的出油口经各压缩机B47的油位控制器B15与各压缩机B47的回油口连接，所述储油罐B13的压力控制孔经截止阀A26与吸气总管连接。经油分离器B18分离出的油进入储油罐B13，储油罐B13中的油经油位控制器B15回到压缩机；储油罐B13一路经截止阀A26与进入气液分离器A14的进气管相连，以保证油分离器B18与储油罐B13存在一个压力差使油分离器B18中的油能顺利进入储油罐B13，油分离器B18上设有安全阀D24。
安全保护系统：所述油分离器A2的出气口经止逆阀A3和压力调节阀6与膨胀罐5连接，所述膨胀罐5经截止阀B43与气液分离器B30的进气口连接，所述膨胀罐5上设有安全阀A4。本实施例考虑到二氧化碳的高压力特性，采用了三重安全保护即应急冷源(维持机)、膨胀罐、安全阀；氟系统制冷机组34由多台压缩机组成，具有平时制冷和作为应急冷源(维持机)使用功能，氟系统制冷机组34采用多回路控制，应急制冷相关控制和配电均采用双电源供电(其中一电源为应急电源)，正常电源与应急电源自动投切，因氟系统制冷机组34由多台压缩机组成并且采用多回路控制，即使某台压缩机故障也不影响整台机组运行。氟系统储液器19中高压液体分出一路经干燥过滤器A12、电磁阀C16、热力膨胀阀17节流降压后变成低压液体进入二氧化碳储液器22换热管中与二氧化碳储液器22中二氧化碳进行热交换以降低二氧化碳储液器22中二氧化碳的压力，蒸发后的氟低压蒸汽进入气液分离器A14进行气液分离，分离后的低压气体被氟系统制冷机组34吸回。低温系统高压部分油分离器A2经止逆阀A3分出一路经压力调节阀6连接膨胀罐5，其中压力调节阀6根据低温系统高压部分压力调整其开度以保证低温系统高压部分压力维持在安全范围内；膨胀罐5另一路管路经截止阀B43与气液分离器B30进气口连接以便回收膨胀罐内制冷剂。其中安全阀A4的采用更进一步保证了系统的安全。
融霜系统：所述油分离器B18的出气口另一路经电磁阀D37与乙二醇箱35的进气口连接，所述乙二醇箱35的氟冷凝液出液口与储液器19的进液口连接，所述乙二醇箱35的乙二醇出液口通过乙二醇泵36、止逆阀B45、Y形过滤器41、电动阀40和水流开关39与冷风机29的乙二醇进液口连接，冷风机29的乙二醇出液口与乙二醇箱35的乙二醇进液口连接。为了更好的达到节能环保的目的，本系统利用排气废热加热乙二醇，经油分离器B18排出的热氟分出一路经电磁阀D37进入乙二醇箱35与乙二醇溶液进行换热，冷凝器后的氟液体进入氟系统储液器19；乙二醇溶液经乙二醇泵36、止逆阀B45、Y型过滤器41、电动阀40、水流开关39进入冷风机29进行融霜，此时对应融霜的冷风机29应停止制冷。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统，其特征在于：包括
低温制冷循环部分：由两台及以上的压缩机A(46)组成的二氧化碳制冷机组(1)经排气管与油分离器A(2)的气体入口相连接，所述油分离器A(2)的气体出口经止逆阀A(3)与蒸发冷凝器(11)的进气口连接，所述蒸发冷凝器(11)的出液口与二氧化碳储液器(22)的进液口连接，所述二氧化碳储液器(22)的的出液口经干燥过滤器C(27)和电子膨胀阀A(28)与冷风机(29)的进液口连接，所述冷风机(29)的回气口与气液分离器B(30)的进气口连接，所述气液分离器B(30)的出气口经吸气过滤器与二氧化碳制冷机组(1)的吸气口连接；
低温部分回油系统：所述油分离器A(2)的出油口与储油罐A(32)的进油口连接，所述储油罐A(32)的出油口经各压缩机A(46)的油位控制器A(33)与各压缩机A(46)的回油口连接，所述储油罐A(32)的压力控制孔经油压差阀(31)与吸气总管连接；
高温制冷循环部分：由两台及以上的压缩机B(47)组成的氟系统制冷机组(34)经排气管与油分离器B(18)的进气口连接，所述油分离器B(18)的出气口经电磁阀A(38)与冷凝器(21)的进汽口连接，所述冷凝器(21)的出液口与氟系统储液器(19)的进液口连接，所述氟系统储液器(19)的出液口依次经过干燥过滤器B(8)、电磁阀B(9)和电子膨胀阀B(10)与蒸发冷凝器(11)的进液口连接，所述蒸发冷凝器(11)的出气口经过压力调节阀A(7)与气液分离器A(14)的进气口连接，所述气液分离器A(14)的出气口与氟系统制冷机组(34)的吸气口连接，氟系统储液器(19)的出液口的另一路经干燥过滤器A(12)、电磁阀C(16)和热力膨胀阀(17)与二氧化碳储液器(22)的内部换热管的进液口连接，所述二氧化碳储液器(22)的内部换热管的出气口与气液分离器A(14)的进气口连接；
高温部分回油系统：所述油分离器B(18)的出油口与储油罐B(13)的进油口连接，所述储油罐B(13)的出油口经各压缩机B(47)的油位控制器B(15)与各压缩机B(47)的回油口连接，所述储油罐B(13)的压力控制孔经截止阀A(26)与吸气总管连接；
安全保护系统：所述油分离器A(2)的出气口经止逆阀A(3)和压力调节阀B(6)与膨胀罐(5)连接，所述膨胀罐(5)经截止阀B(43)与气液分离器B(30)的进气口连接，所述膨胀罐(5)上设有安全阀A(4)。
融霜系统：所述油分离器B(18)的出气口另一路经电磁阀D(37)与乙二醇箱(35)的进气口连接，所述乙二醇箱(35)的氟冷凝液出液口与储液器(19)的进液口连接，所述乙二醇箱(35)的乙二醇出液口通过乙二醇泵(36)、止逆阀B(45)、Y形过滤器(41)、电动阀(40)和水流开关(39)与冷风机(29)的乙二醇进液口连接，冷风机(29)的乙二醇出液口与乙二醇箱(35)的乙二醇进液口连接。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统，其特征在于：所述氟系统制冷机组(34)采用多回路控制和双电源供电，所述双电源包括正常电源和应急电源，所述正常电源和应急电源自动投切。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统，其特征在于：所述乙二醇箱(35)内部设有用于乙二醇与氟进行热交换的换热管，且所诉乙二醇箱(35)具有蓄热功能。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳与氟复叠制冷及融霜系统，其特征在于：所述冷风机(29)为四管制冷风机。
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