CN112524832A - 一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，包括气体冷却器、第二节流阀、中间冷却器、第一节流阀、蒸发器及压缩系统，中间冷却器包括中间壳体及设于中间壳体内的换热盘管；压缩系统的出气口与气体冷却器的热通道进口由管路连接，气体冷却器的热通道出口分为两路，一路通过第二节流阀与中间壳体的CO2介质进口由管路连接，另一路通过管路与换热盘管的上端进口连接；换热盘管的下端出口通过第一节流阀与蒸发器的冷通道进口由管路连接，蒸发器的冷通道出口及中间壳体的CO2气体出口均通过管路与压缩系统的进气口连接，形成压缩式热泵循环系统。本申请的装置系统能以较低的能耗，实现CO2的循环制冷，可利用汽车尾气中的二氧化碳实现废物利用。
Description
技术领域
本申请涉及一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统。
背景技术
21世纪，科学技术的飞速发展，未来科学将向人们描述下个世纪的美好生活，但长期以来人类对自然资源过度开采，能源的浪费，人类赖以生存的环境不断恶化，在制冷和空调领域，臭氧空洞和全球变暖已经成为首要的环境问题。现如今汽车产生的尾气排放对环境造成十分严重的影响，而尾气中含有过多的二氧化碳气体，无法得到有效的利用，且会造成温室效应的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本申请的目的在于提供一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统。
所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于包括气体冷却器、第二节流阀、中间冷却器、第一节流阀、蒸发器以及压缩系统，所述中间冷却器包括中间壳体及设置于中间壳体内的换热盘管，换热盘管的上端进口从中间壳体的顶部稍稍穿出，换热盘管的下端出口从中间壳体的底部稍稍穿出，中间壳体的一侧中部设有CO2介质进口，中间壳体的另一侧上部设有CO2气体出口；
气体冷却器及蒸发器均采用换热器结构，气体冷却器的冷通道内通入冷媒换热流体，蒸发器的热通道内通入热媒换热流体；
所述压缩系统的出气口与气体冷却器的热通道进口由管路连接，气体冷却器的热通道出口分为两路，一路通过第二节流阀与所述中间壳体的CO2介质进口由管路连接，另一路通过管路与所述换热盘管的上端进口连接；所述换热盘管的下端出口通过第一节流阀与蒸发器的冷通道进口由管路连接，蒸发器的冷通道出口及中间壳体上部的CO2气体出口均通过管路与所述压缩系统的进气口连接，形成压缩式热泵循环系统；所述压缩式热泵循环系统的循环管路中填充有CO2换热介质。
所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于还包括二氧化碳捕集器，二氧化碳捕集器的出气口通过截止阀与气体冷却器的热通道进口由管路连接，以便向所述压缩式热泵循环系统的循环管路中补充CO2换热介质。
所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于所述压缩系统包括高压压缩机和低压压缩机，所述高压压缩机的出气口与气体冷却器的热通道进口由管路连接，高压压缩机的进气口分为两路，一路与所述中间壳体上部的CO2气体出口由管路连接，另一路与低压压缩机的出气口由管路连接；所述低压压缩机的进气口与蒸发器的冷通道出口由管路连接。
所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于还包括回热器和气液分离罐，所述回热器包括回热器壳体及设置于回热器壳体内的回热盘管，回热盘管的进口端及出口端均从回热器壳体上稍稍穿出；所述换热盘管的下端出口通过管路与回热盘管的进口端连接，回热盘管的出口端通过第一节流阀与蒸发器的冷通道进口由管路连接；
蒸发器的冷通道出口通过管路与气液分离罐的中部进口连接，气液分离罐的顶部出气口再与所述回热器壳体的进气口由管路连接，回热器壳体的出气口再通过管路与低压压缩机的进气口连接。
所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于所述高压压缩机和低压压缩机均采用磁悬浮式制冷压缩机结构。
相对于现有技术，本申请取得的有益效果是：
本申请的装置系统有效利用了汽车尾气中的二氧化碳，减少碳排放的同时减少了其他制冷剂的使用，节能低碳，环境性能优良，且自身费用低，操作与运行的费用也较低。二氧化碳制冷的压缩机体积小，重量轻，可以明显减小空调机的体积，采用磁悬浮式旋转压缩机，提升压缩机性能，有效解决了机械轴承摩擦耗能大的问题，实现了空调节能提效的目的，并能减小噪声。
附图说明
图1为本申请的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统的结构示意图；
图1中：1-二氧化碳捕集器，2-高压压缩机，3-低压压缩机，4-蒸发器，5-气液分离罐，6-第一节流阀，7-回热器，8-中间冷却器，9-第二节流阀，10-气体冷却器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例：对照图1
一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，包括气体冷却器10、第二节流阀9、中间冷却器8、第一节流阀6、蒸发器4以及压缩系统，所述中间冷却器8包括中间壳体及设置于中间壳体内的换热盘管，换热盘管的上端进口从中间壳体的顶部稍稍穿出，换热盘管的下端出口从中间壳体的底部稍稍穿出，中间壳体的一侧中部设有CO2介质进口，中间壳体的另一侧上部设有CO2气体出口。
在本申请中，气体冷却器10及蒸发器4均采用换热器结构，气体冷却器10的冷通道内通入冷媒换热流体，蒸发器4的热通道内通入热媒换热流体。
所述压缩系统的出气口与气体冷却器10的热通道进口由管路连接，气体冷却器10的热通道出口分为两路，一路通过第二节流阀9与所述中间壳体的CO2介质进口由管路连接，另一路通过管路与所述换热盘管的上端进口连接；所述换热盘管的下端出口通过第一节流阀6与蒸发器4的冷通道进口由管路连接，蒸发器4的冷通道出口及中间壳体上部的CO2气体出口均通过管路与所述压缩系统的进气口连接，形成压缩式热泵循环系统；所述压缩式热泵循环系统的循环管路中填充有CO2换热介质。
对照图1，本申请的装置系统还包括二氧化碳捕集器1，二氧化碳捕集器1的出气口通过截止阀与气体冷却器10的热通道进口由管路连接，以便向所述压缩式热泵循环系统的循环管路中补充CO2换热介质。
在本申请中，压缩系统包括高压压缩机2和低压压缩机3，所述高压压缩机2的出气口与气体冷却器10的热通道进口由管路连接，高压压缩机2的进气口分为两路，一路与所述中间壳体上部的CO2气体出口由管路连接，另一路与低压压缩机3的出气口由管路连接；所述低压压缩机3的进气口与蒸发器4的冷通道出口由管路连接。
进一步地，在本申请中所述高压压缩机2和低压压缩机3均采用磁悬浮式制冷压缩机结构。
对照图1，本申请的装置系统还包括回热器7和气液分离罐5，所述回热器7包括回热器壳体及设置于回热器壳体内的回热盘管，回热盘管的进口端及出口端均从回热器壳体上稍稍穿出；所述换热盘管的下端出口通过管路与回热盘管的进口端连接，回热盘管的出口端通过第一节流阀6与蒸发器4的冷通道进口由管路连接；蒸发器4的冷通道出口通过管路与气液分离罐5的中部进口连接，气液分离罐5的顶部出气口再与所述回热器壳体的进气口由管路连接，回热器壳体的出气口再通过管路与低压压缩机3的进气口连接。
在本申请中，高压压缩机2将CO2压缩形成较高温度的高压气体，然后送入气体冷却器10中进行冷却，冷却后的高压CO2气体分为两部分，一部分进入中间冷却器8的换热盘管中，并通过换热盘管流过中间冷却器8；另一部分通过第二节流阀9进行节流以后会达到中间压力，中间压力的CO2有一部分转变为液体形态，然后便会在中间冷却器8的中间壳体内进行蒸发。在中间冷却器8中，换热盘管内的CO2气体与换热盘管外的中间压力下蒸发的CO2介质通过热传递的方式进行热量的交换，从而达到过冷的目的。中间冷却器8中，中间壳体的上部CO2气体出口排出的中间压力的CO2会输送至高压压缩机2进行压缩。
中间冷却器8的换热盘管出口排出的冷却后CO2气体会进入回热器7，此来达到进一步的过冷，然后再次通过第一节流阀6的节流作用，使得进一步冷却后的CO2介质从其冷凝压力降到蒸发压力，然后在蒸发器4内实现蒸发制冷。从蒸发器4中出来的制冷剂CO2饱和蒸汽，一部分在气液分离罐5中进行存储，另一部分在经过了回热器7的复热后，会输送到低压压缩机3，然后被压缩到中间压力，接着继续输送到高压压缩机2内，与中间冷却器8出来的中间压力的CO2饱和蒸汽混合后进入高压压缩机)，经由高压压缩机2压缩到冷却压力，在气体冷却器10中进行冷却后，为下一次的循环做准备。
在本申请的装置系统中，能够以相对较低的能耗，实现制冷剂CO2的循环制冷。本申请选用二氧化碳作为制冷剂，一方面解决了CFCs、HFCs等制冷剂对环境的破坏问题；另一方面，可以回收利用汽车尾气中的二氧化碳以减轻全球变暖和臭氧空洞的发生，实现了废物利用。
另外，本申请的压缩式热泵循环系统也能够很好地应用在企业工厂生产中，通过本申请的装置系统对工厂的冷热流体进行换热，本申请的装置系统通过蒸发器4对工厂的热流体进行换热（蒸发器4中的CO2介质进行蒸发，能够吸收较多的热量），通过气体冷却器10对工厂的冷流体进行换热（高压压缩机2将CO2压缩形成较高温度的高压气体，然后送入气体冷却器10中进行冷却，较高温度的CO2高压气体能够很好的对工厂的冷流体进行换热），通过本申请的压缩式热泵循环系统也能够提高工厂的冷热流体进行换热的效率。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (5)
1.一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于包括气体冷却器（10）、第二节流阀（9）、中间冷却器（8）、第一节流阀（6）、蒸发器（4）以及压缩系统，所述中间冷却器（8）包括中间壳体及设置于中间壳体内的换热盘管，换热盘管的上端进口从中间壳体的顶部稍稍穿出，换热盘管的下端出口从中间壳体的底部稍稍穿出，中间壳体的一侧中部设有CO2介质进口，中间壳体的另一侧上部设有CO2气体出口；
气体冷却器（10）及蒸发器（4）均采用换热器结构，气体冷却器（10）的冷通道内通入冷媒换热流体，蒸发器（4）的热通道内通入热媒换热流体；
所述压缩系统的出气口与气体冷却器（10）的热通道进口由管路连接，气体冷却器（10）的热通道出口分为两路，一路通过第二节流阀（9）与所述中间壳体的CO2介质进口由管路连接，另一路通过管路与所述换热盘管的上端进口连接；所述换热盘管的下端出口通过第一节流阀（6）与蒸发器（4）的冷通道进口由管路连接，蒸发器（4）的冷通道出口及中间壳体上部的CO2气体出口均通过管路与所述压缩系统的进气口连接，形成压缩式热泵循环系统；所述压缩式热泵循环系统的循环管路中填充有CO2换热介质。
2.如权利要求1所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于还包括二氧化碳捕集器（1），二氧化碳捕集器（1）的出气口通过截止阀与气体冷却器（10）的热通道进口由管路连接，以便向所述压缩式热泵循环系统的循环管路中补充CO2换热介质。
3.如权利要求1所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于所述压缩系统包括高压压缩机（2）和低压压缩机（3），所述高压压缩机（2）的出气口与气体冷却器（10）的热通道进口由管路连接，高压压缩机（2）的进气口分为两路，一路与所述中间壳体上部的CO2气体出口由管路连接，另一路与低压压缩机（3）的出气口由管路连接；所述低压压缩机（3）的进气口与蒸发器（4）的冷通道出口由管路连接。
4.如权利要求3所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于还包括回热器（7）和气液分离罐（5），所述回热器（7）包括回热器壳体及设置于回热器壳体内的回热盘管，回热盘管的进口端及出口端均从回热器壳体上稍稍穿出；所述换热盘管的下端出口通过管路与回热盘管的进口端连接，回热盘管的出口端通过第一节流阀（6）与蒸发器（4）的冷通道进口由管路连接；
蒸发器（4）的冷通道出口通过管路与气液分离罐（5）的中部进口连接，气液分离罐（5）的顶部出气口再与所述回热器壳体的进气口由管路连接，回热器壳体的出气口再通过管路与低压压缩机（3）的进气口连接。
5.如权利要求3所述的一种采用二氧化碳制冷的新型空调制冷系统，其特征在于所述高压压缩机（2）和低压压缩机（3）均采用磁悬浮式制冷压缩机结构。
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