CN110470067A - 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 - Google Patents
一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110470067A CN110470067A CN201810447520.5A CN201810447520A CN110470067A CN 110470067 A CN110470067 A CN 110470067A CN 201810447520 A CN201810447520 A CN 201810447520A CN 110470067 A CN110470067 A CN 110470067A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stage
- compressor
- valve
- parallel
- carbon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 208000000059 Dyspnea Diseases 0.000 description 2
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 description 2
- 208000013220 shortness of breath Diseases 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
本发明公开一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置。属于热泵技术领域。装置包括二氧化碳压缩机，二氧化碳气体冷却，节流装置（电子膨胀阀），风冷蒸发器，气液分离器，冷水补水泵，吸气截止阀，吸气排气短接阀，排气截止阀；通过吸气截止阀，吸气排气短接阀，排气截止阀的启闭，使二氧化碳压缩机在双级增压与单级并联的状态间转换；可通过冷媒系统在单双级自动切换，使系统的能效达到最高，并通过单双级的自动切换使整套装置适应的环境温度范围更广泛，装置可适用于‑30℃～43℃的环境温度。
Description
技术领域
本发明用于热泵技术领域，涉及一种CO2复合的单、双级自动切换的空气源热泵系统，本发明为一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置。
背景技术
目前，在我国北方尤其是东北地区，由于冬季环境温度过低，空气源热泵很难有效利用，环境温度的降低，空气源热泵系统的能效也随之降低，增加能耗，制热量减少，使空气源热泵的使用性和经济性受到严重影响。
发明内容
针对现有问题本发明目的是提供一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置。
本发明采用的技术方案：利用蒸发器附近的温度控制器，控制吸气截止阀、吸气排气短接阀和排气截止阀的启闭：在蒸发器附近设置温度控制器，当控制器感知温度低于设定温度时，控制器关闭吸气截止阀和排气截止阀的，开启吸气排气短接阀，使汽液分离器中的CO2冷媒被压缩机（2）吸入，经过压缩机（2）压缩后流经吸气排气短接阀，被压缩机（1）再次压缩, 然后再排到二氧化碳气体冷却器中，二氧化碳气体冷却器给冷水补水泵提供的冷水加热，并降低CO2冷媒温度，再经节流装置（电子膨胀阀）节流后进入风冷蒸发器，此时CO2冷媒充分吸收蒸发器周围环境温度，使蒸发器排出的CO2冷媒进入气液分离器，CO2经气液分离器作用，气态CO2再进入压缩机（2），此时压缩机（1）与压缩机（2）以双级串联形式完成循环。
在蒸发器附近设置温度控制器，当控制器感知温度高于设定温度时，控制器开启吸气截止阀和排气截止阀的，关闭吸气排气短接阀，使汽液分离器中的CO2冷媒被压缩机（1）和压缩机（2）同时吸入，然后再排到二氧化碳气体冷却器中，二氧化碳气体冷却器给冷水补水泵提供的冷水加热，并降低CO2冷媒温度，再经节流装置（电子膨胀阀）节流后进入风冷蒸发器，此时CO2冷媒充分吸收蒸发器周围环境温度，使蒸发器排出的CO2冷媒进入气液分离器，CO2经气液分离器作用，气态CO2再次同时进入压缩机（1）和压缩机（2），此时压缩机（1）与压缩机（2）以单级并联形式完成循环。
压缩机（1）可以代表是单台压缩机，也可以代表多台并联的压缩机；压缩机（2）可以代表是单台压缩机，也可以代表多台并联的压缩机。
有益效果：双级串联运行时，可解决国内北方寒冷地区热泵供暖、供热水的需求，并且环境温度在-15℃以下时，制热效率可比常规CO2热泵效率高10%以上； 单级并联时，可适合-5℃以上环境温度的热泵供暖、供热水需求，此时能效高于同功耗的双级CO2热泵；依靠双级增压与单级并联的自动转换，可实现更广泛的适用范围，可适用于-30℃～43℃的环境温度。
附图说明
图1为一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置的系统图；
图中：1.二氧化碳压缩机（1），2.二氧化碳压缩机（2），3.二氧化碳气体冷却器（3），4.节流装置（电子膨胀阀）（4），5.风冷蒸发器（5），6.气液分离器（6），7.冷水补水泵（7），8.吸气截止阀（8），9.吸气排气短接阀（9），10.排气截止阀（10）。
具体实施方式
如图1所示，系统可以根据蒸发器（5）中的蒸发压力和蒸发温度的自动变换控制阀（8）、（9）、（10）的开关，使热泵系统可以在双级和单级之间切换，从而使系统的能效和制冷、制热能力达到最优。在蒸发器附近设置温度控制器，当控制器感知温度低于设定温度时，吸气截止阀（8）关闭，排气截止阀（10）关闭，吸气排气短接阀（9）打开，压缩机（2）与压缩机（1）串联，CO2热泵循环系统是系统是双级压缩状态，汽液分离器中的CO2冷媒被压缩机（2）吸入，经过压缩机（2）排气进入排气短接阀（9），被压缩机（1）再次压缩，此时CO2冷媒经过2次压缩，有效的降低压缩机的每次的压比，增加系统的整体能效。在蒸发器附近设置温度控制器，当控制器感知温度高于设定温度时，吸气截止阀（8）打开，排气截止阀（10）打开，吸气排气短接阀（9）关闭，压缩机（1）与压缩机（2）并联，CO2热泵循环系统是单级压缩状态，汽液分离器中的CO2冷媒被压缩机（1）和压缩机（2）同时吸入，同时排到二氧化碳气体冷却器（3）中，此时压缩机（1）与压缩机（2）同时工作，增加系统的吸气、排气量，有效的提升了系统的制热能力。
正常工作时系统的蒸发温度可以更低，风冷蒸发器（5）中的CO2饱和压力对应蒸发温度-40℃至10℃，压缩机的排气侧压力7.3-13.5MPa。
Claims (5)
1.一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置，其特征在于：装置包括二氧化碳压缩机（1），二氧化碳压缩机（2）、二氧化碳气体冷却器（3），节流装置（电子膨胀阀）（4），风冷蒸发器（5），气液分离器（6），冷水补水泵（7） ，吸气截止阀（8），吸气排气短接阀（9），排气截止阀（10）。
2.如权利要求1所述的一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置，其特征在于：压缩机（1）可以代表是单台压缩机，也可以代表多台并联的压缩机；压缩机（2）可以代表是单台压缩机，也可以代表多台并联的压缩机。
3.如权利要求1所述的一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置，其特征在于：系统可以根据蒸发器（5）中的蒸发压力和蒸发温度的自动变换控制阀（8）、（9）、（10）的开关，使该装置可以在双级和单级之间切换。
4.如权利要求3所述的一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置，其特征在于：在蒸发器附近设置温度控制器，当控制器感知温度低于设定温度时，阀（8）关闭，阀（10）关闭，阀（9）打开，汽液分离器（6）中的CO2冷媒被压缩机（2）吸入，经过压缩机（2）压缩后流经阀（9），被压缩机（1）再次压缩, 然后再排到气体冷却器中，此时压缩机（1）与压缩机（2）以双级串联形式工作。
5.如权利要求3所述的一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置，其特征在于：在蒸发器附近设置温度控制器，当控制器感知温度高于设定温度时，阀（8）打开，阀（10）打开，阀（9）关闭，压缩机（1）与压缩机（2）并联，CO2热泵循环系统是单级压缩状态，汽液分离器中（6）的CO2冷媒被压缩机（1）和压缩机（2）同时吸入，再排入二氧化碳气体冷却器（3）中，此时压缩机（1）与压缩机（2）以单级并联形式工作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810447520.5A CN110470067A (zh) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810447520.5A CN110470067A (zh) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110470067A true CN110470067A (zh) | 2019-11-19 |
Family
ID=68504103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810447520.5A Pending CN110470067A (zh) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110470067A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111006425A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-14 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种基于目标负荷控制的多并联二氧化碳热泵控制方法 |
| CN113339245A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-03 | 西安交通大学 | 一种隔膜压缩机单双级切换控制系统及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101576327A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-11-11 | 大连三洋压缩机有限公司 | 一种双温制冷循环系统 |
| CN201740300U (zh) * | 2010-07-15 | 2011-02-09 | 湖北东橙新能源科技有限公司 | 带中间冷却器的二级压缩热泵系统 |
| CN103038146A (zh) * | 2010-07-09 | 2013-04-10 | 德国基依埃制冷股份有限公司 | 用于冷却容器的制冷系统 |
| CN104344589A (zh) * | 2013-07-23 | 2015-02-11 | 约克广州空调冷冻设备有限公司 | 空气源热泵系统及其控制方法 |
| CN107144040A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-08 | 天津大学 | 多级压缩双机并联活塞式二氧化碳热泵系统 |
| CN108007007A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-08 | 新奥泛能网络科技股份有限公司 | 热泵系统 |
| CN208688022U (zh) * | 2018-05-11 | 2019-04-02 | 松下冷链（大连）有限公司 | 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 |
-
2018
- 2018-05-11 CN CN201810447520.5A patent/CN110470067A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101576327A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-11-11 | 大连三洋压缩机有限公司 | 一种双温制冷循环系统 |
| CN103038146A (zh) * | 2010-07-09 | 2013-04-10 | 德国基依埃制冷股份有限公司 | 用于冷却容器的制冷系统 |
| CN201740300U (zh) * | 2010-07-15 | 2011-02-09 | 湖北东橙新能源科技有限公司 | 带中间冷却器的二级压缩热泵系统 |
| CN104344589A (zh) * | 2013-07-23 | 2015-02-11 | 约克广州空调冷冻设备有限公司 | 空气源热泵系统及其控制方法 |
| CN107144040A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-08 | 天津大学 | 多级压缩双机并联活塞式二氧化碳热泵系统 |
| CN108007007A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-08 | 新奥泛能网络科技股份有限公司 | 热泵系统 |
| CN208688022U (zh) * | 2018-05-11 | 2019-04-02 | 松下冷链（大连）有限公司 | 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111006425A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-14 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种基于目标负荷控制的多并联二氧化碳热泵控制方法 |
| CN111006425B (zh) * | 2019-11-28 | 2021-10-29 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种基于目标负荷控制的多并联二氧化碳热泵控制方法 |
| CN113339245A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-03 | 西安交通大学 | 一种隔膜压缩机单双级切换控制系统及方法 |
| CN113339245B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-01-03 | 西安交通大学 | 一种隔膜压缩机单双级切换控制系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102128508B (zh) | 喷射器节流补气系统以及热泵或制冷系统补气方法 | |
| CN106322812B (zh) | 一种冷热水机组 | |
| CN103629873B (zh) | 双级压缩空调系统的控制方法 | |
| US8991207B2 (en) | Refrigerating cycle apparatus and air conditioning apparatus | |
| CN103759449B (zh) | 双喷射器增效的两级蒸气压缩式循环系统 | |
| CN108139131B (zh) | 用于控制蒸气压缩系统长时间处于喷射器模式的方法 | |
| CN103411353A (zh) | 一种空气源低温双级压缩热泵空调 | |
| CN107062934B (zh) | 一种节能的抽真空冷却系统及方法 | |
| CN101576327A (zh) | 一种双温制冷循环系统 | |
| CN104359246A (zh) | 涡流分离液体与喷射器引射的co2双温制冷系统 | |
| CN103363717A (zh) | 一种制冷系统及其运行方法 | |
| CN105402124B (zh) | 一种多级压缩机及空调系统 | |
| CN102901259A (zh) | 双机双级压缩冷冻机组 | |
| CN110470067A (zh) | 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 | |
| CN1786477B (zh) | 冷冻循环装置 | |
| CN212339692U (zh) | 一种空气制冷机组 | |
| CN208688022U (zh) | 一种二氧化碳冷媒双级增压与单级并联可转换的装置 | |
| CN203464542U (zh) | 空气源低温双级压缩热泵空调 | |
| CN113310235A (zh) | 一种高低冷凝自动切换的复叠式变频热泵系统及运行方法 | |
| CN109945292B (zh) | 带辅助压缩机的双热源两级压缩热泵热水系统及方法 | |
| CN111912142A (zh) | 带喷射器的补气增焓型双热源热泵循环系统及工作方法 | |
| CN110986417A (zh) | 双补气热泵系统及其控制方法 | |
| CN204254927U (zh) | 涡流分离液体与喷射器引射的co2双温制冷系统 | |
| CN201014831Y (zh) | 直流变频空调系统 | |
| CN210345946U (zh) | 一种可实现循环加热的二氧化碳热泵装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |