CN114608216A - 高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法 - Google Patents

高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法 Download PDF

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潘利生
崔俊杰
倪玖欣
王宇峰
李昆
闫蕾
王鑫
李国平
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Abstract

本发明公开了一种高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法，属于低温制冷技术领域，当蒸发器霜层达到一定厚度开始影响换热效果时，调节管路阀门，将高温高压或中温中压排气引入对应蒸发器中进行除霜，除霜结束后可快速恢复正常制冷循环。附加的除霜循环可以实现同时或分级除霜，通过将高、低压压缩机的高温高压和中温中压排气分别引入中、低温蒸发器入口，高温工质通过管壁对管外侧霜层进行加热；同时，系统将两个制冷循环气冷器所产生的冷却热回收用于加热供热用水，实现冷热联供；主循环与除霜循环使用经济无污染的CO2作为循环工质，机械式过冷循环中压缩空气或压缩蒸汽均可，优选与主系统相同的跨临界CO2作为循环工质。

Description

高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法
技术领域
本发明涉及一种低温制冷系统，特别涉及一种带除霜的高能效的跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统，主要用于多种蒸发温度下的制冷和供热领域，如商超、冷库、冰场、区域供热等领域。
背景技术
随着我国国民经济水平的不断提高，我国所面临的能源环境问题也日益严峻，特别是在碳达峰和碳中和的背景下，面临的环境问题更加突出；现有的区域供热燃煤锅炉与火力热电联产的技术路线，存在系统能效较低和排放CO2量较大的缺陷，其发展受到了一定的制约；对于制冷空调行业来说，现有设备使用过程中，也存在高电耗，以及常用制冷剂，容易造成臭氧层破坏，而诱发温室效应产生的问题；迫切需要开发节能、环保、低碳的新的制冷技术，以实现对现有技术的及时替代；CO2作为一种比NH3更安全的天然制冷剂，它的ODP值（Ozone Depression Potential 消耗臭氧潜能值）为0，GWP（Global Warming Potential全球变暖潜能值）为1，它具有较好的低温流动性、换热性和高温制热性，被视为制冷剂的最理想的替代工质之一；相较于传统制冷系统，CO2制冷循环，具有安全无毒，单位体积制冷量大，系统设备更为紧凑，低蒸发温度下系统能效更高等特点，适用于商超、冷库等具有冷藏冷冻低温制冷需求的行业；当以CO2为单一制冷剂时，跨临界CO2增压制冷循环，具有更优的系统性能，但现有的技术方案均存在无法综合提升系统使用效能的问题。
在低温制冷系统运行的过程中，当空气流经温度低于0℃的蒸发器表面时，会因空气中水蒸汽发生凝结而在蒸发器表面结霜，当霜层达到一定厚度时，会严重影响换热器的换热效果，并增加系统能耗；常用的融霜方法为人工除霜、电加热器除霜、水冲霜以及热气除霜等；公开号为CN111174455A和公开号为CN110160292A的中国专利，公开了一种使用热气除霜，通过将压缩机产生的高温高压排气引入蒸发器实现快速融霜方法，相较于其它方式，热气融霜由于霜层自内向外开始融化，霜层融化后才会对环境辐射散热，因此所造的温度波动较小，更为节能；如何将综合提升跨临界CO2制冷循环与高温高压排气引入蒸发器实现快速融霜方法的方法结合，用于多种蒸发温度下的制冷和供热领域成为现场需要解决的一个难题。
发明内容
本发明提供了一种高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法，可进行高效多温区制冷，同时利用冷却热产出高温水进行供热，当蒸发器霜层达到一定厚度开始影响换热效果时，调节管路阀门，将高温高压或中温中压排气引入对应蒸发器中进行除霜，除霜结束后可快速恢复正常制冷循环。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
本发明的总体构思是：本系统的主循环为跨临界CO2双级压缩冷热联供系统，通过双级压缩，可以降低压缩机的耗功和排气温度，在中温循环部分，利用膨胀机代替节流阀，可以有效回收膨胀功，并降低进入蒸发器时的比焓，并在提高制冷量的同时，可将膨胀功转化为电能，为高压压缩机提供动力，在低温循环部分，使用喷射器，以中压流体引流低压流体，可以通过压能和动能的相互转换，回收膨胀功；附加机械式过冷循环设置于主循环气冷器出口，对气冷器出口工质，进一步冷却降温，以增加节流前的过冷度并降低节流损失；附加的除霜循环，可以实现同时或分级除霜，通过将高、低压压缩机的高温高压和中温中压排气，分别引入中、低温蒸发器入口，高温工质通过管壁对管外侧霜层进行加热；同时，系统将两个制冷循环气冷器所产生的冷却热，回收用于加热供热用水，实现冷热联供，使能源利用率得到大幅提升；整个循环系统中，主循环和除霜循环，使用经济无污染的CO2作为循环工质，在机械式过冷循环中压缩空气或压缩蒸汽均可使用，本系统优选与主系统相同的跨临界CO2作为循环工质。
一种带除霜的高能效的跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统，包括高压压缩机、主循环气冷器、过冷器、膨胀机、储液器、中温蒸发器、喷射器、低温蒸发器、气液分离器、低压压缩机和循环工质CO2，膨胀机与高压压缩机是同轴设置的；高压压缩机的输出端口通过管路与主循环气冷器的工质输入口连通在一起，主循环气冷器的工质输出口，通过管路与过冷器的工质输入口连通在一起，过冷器的工质输出口，通过管路与膨胀机的工质输入口连通在一起，膨胀机的工质输出口，通过管路与储液器的上端工质输入口连通在一起，在储液器底部的液体输出口上，并联有两路输出管路，第一路输出管路与中温蒸发器的工质输入口连通在一起，在第一路输出管路上串联有第二调节阀和第一膨胀阀，中温蒸发器的工质输出口，通过管路与储液器下端工质输入口连通在一起，储液器的气体输出口，通过管路与高压压缩机的输入端口连通在一起，在储液器的气体输出口与高压压缩机的输入端口之间的连通管路上，设置有第一调节阀；在储液器底部的液体输出口上，并联的第二路输出管路与喷射器的主流输入口连通在一起，喷射器的输出口通过管路与气液分离器的工质输入口连通在一起，气液分离器的液体工质输出口，通过管路与低温蒸发器的工质输入口连通在一起，在气液分离器的液体工质输出口与低温蒸发器的工质输入口之间的管路上，串联有第三调节阀和第二膨胀阀，低温蒸发器的工质输出口通过管路与喷射器的二次流输入口连通在一起；气液分离器的气体输出口与低压压缩机的输入口通过管路连通在一起，低压压缩机的输出口通过管路与高压压缩机的输入端连通在一起；在主循环气冷器上分别设置有主循环冷水输入管路和主循环热水输出管路；在高压压缩机的输出端口与第一膨胀阀的输入端口之间，连通有中温蒸发器除霜管路，在中温蒸发器除霜管路上设置有第四调节阀；在低压压缩机的输出口与第二膨胀阀的输入端口之间，连通有低温蒸发器除霜管路，在低温蒸发器除霜管路上设置有第五调节阀。
在过冷器上设置有低温工质输入口和低温工质输出口，过冷器的低温工质输出口通过管路与辅助压缩机的工质输入口连通在一起，辅助压缩机的工质输出口通过管路与辅助气冷器的工质输入口连通在一起，辅助气冷器的工质输出口通过第三膨胀阀与过冷器的低温工质输入口连通在一起；在辅助气冷器上设置有辅助循环冷水输入管路和辅助循环热水输出管路。
一种高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法，包括高压压缩机、主循环气冷器、过冷器、膨胀机、储液器、中温蒸发器、喷射器、低温蒸发器、气液分离器、低压压缩机和循环工质CO2，其特征在于：
在储液器底部的液体输出口上并联第一路输出管路，将第一路输出管路的另一端与中温蒸发器的工质输入口连通，在第一路输出管路上，串联第二调节阀和第一膨胀阀，将中温蒸发器的工质输出口与储液器下端工质输入口连通；
将储液器的气体出口与高压压缩机的输入口通过管路连通，并在该连通管路上设置第一调节阀；
在气液分离器的液体工质输出口与低温蒸发器的工质输入口之间的管路上，串联第三调节阀和第二膨胀阀；
在主循环气冷器上，分别设置主循环冷水输入管路和主循环热水输出管路；
在高压压缩机的输出端口与第一膨胀阀的输入端口之间，连通中温蒸发器除霜管路，在中温蒸发器除霜管路上，设置第四调节阀；
在低压压缩机的输出口与第二膨胀阀的输入端口之间，连通低温蒸发器除霜管路，在低温蒸发器除霜管路上，设置第五调节阀；
系统通过以下方法完成对中温蒸发器和低温蒸发器除霜，
对中温蒸发器的除霜过程如下：
关闭第二调节阀，打开第四调节阀，将高压压缩机输出的高温高压的跨临界CO2工质，引至中温蒸发器的第一膨胀阀前端，通过第一膨胀阀，节流降压为高温中压气体后，进入中温蒸发器中，向管外散热进行融霜，散热后中温中压工质，回到储液器中，中温中压气态工质，进入高压压缩机内，继续被压缩并送至中温蒸发器中，中温中压液态工质流入低温制冷循环或者排至排液桶；如此反复，直至中温蒸发器管壁霜层融化后，关闭第四调节阀，打开第二调节阀，恢复正常中温制冷循环；
对低温蒸发器的除霜过程如下：
开启第五调节阀，关闭第三调节阀，将低压压缩机的中温中压工质，引至低温蒸发器的第二膨胀阀前端，工质通过第二膨胀阀节流降压为中温低压气体后，进入低温蒸发器中，向管外散热进行融霜，散热后低温低压工质通过喷射器回到气液分离器中，低温低压气态工质进入低压压缩机内，继续被压缩并送至低温蒸发器，多余低温低压液态工质排至排液桶；如此反复，直至低温蒸发器管壁霜层融化后，关闭第五调节阀，打开第三调节阀，恢复正常低温制冷循环。
循环介质CO2是通过以下方式完成双级压缩冷热联供循环的：中温中压的跨临界CO2工质，经高压压缩机做功后，被压缩至高温高压超临界状态后，输送至主循环气冷器进行冷却，由于降温过程仍处于超临界状态，所以冷却后仍为中温高压气体，再经过过冷器再次冷却为低温高压气体，超临界CO2工质降温同时会将冷水加热至高温用于热水供应；低温高压的超临界CO2进入膨胀机做功后，降压为低温中压气体和低温中压液体后，经储液器分为两路流出，低温中压气态CO2工质由储液器的气体输出口送至高压压缩机的工质输入端口，与低压压缩机出口的中温中压气体混合后，进入高压压缩机中，低温中压液态工质将分为两路，并进入亚临界状态，其中一路低温中压液态工质将在中温蒸发器中吸收环境潜热由液态变为气态后，进入储液器与原有气态工质汇合后送回高压压缩机，完成中温制冷循环；另一路低温中压液态工质进入喷射器中，将低温蒸发器出口压力较低的工质引射，两股流体混合后，以两相状态进入气液分离器，气态工质进入低压压缩机，液态工质流入低温蒸发器继续对环境吸热，完成低温制冷循环。
在过冷器上设置有低温工质输入端口和低温工质输出端口，过冷器的低温工质输出端口通过管路与辅助压缩机的工质输入口连通在一起，辅助压缩机的工质输出口通过管路与辅助气冷器的工质输入口连通在一起，辅助气冷器的工质输出口通过第三膨胀阀与过冷器的低温工质输入端口连通在一起，在辅助气冷器上设置有辅助循环冷水输入管路和辅助循环热水输出管路；从过冷器的低温工质输出口上输出的工质，依次流过辅助压缩机、辅助气冷器和第三膨胀阀，完成机械式过冷循环；低温低压的循环工质在过冷器中吸收主循环系统循环工质潜热由液态变为气态，经辅助压缩机压缩至高温高压气态后，进入辅助气冷器中等压冷凝为低温高压液态，同时，产生的冷却热可将辅助循环冷水输入管路中的冷水加热，并与主循环气冷器加热热水汇合，进行热水供应，低温高压工质经过第三膨胀阀节流降压后流入过冷器进行吸热，如此反复完成机械式过冷循环。
本发明公开了一种带除霜的跨临界CO2双级压缩冷热联供系统，设计了一个以跨临界CO2冷热联供为主，机械式过冷和除霜为辅的循环系统，解决了跨临界CO2制冷循环中，单级压缩过程压缩机压比过大导致的排气温度过高，气冷器因平均换热温差较大而导致不可逆换热损失较大，工质在等焓节流过程中因压差过大而导致节流损失过大，以及运行过程中蒸发器所在低温环境因水蒸气凝结结霜而造成传热恶化等问题，并通过将气冷器产生的冷却热用于高温热水的供应，实现了能源梯级利用；此种循环系统的改进可以使综合能效得到大幅提升，并且对于增加二氧化碳利用率，减少温室效应，促进碳中和具有一定意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的辅助机械过冷循环示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种带除霜的高能效的跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统，包括高压压缩机1、主循环气冷器2、过冷器3、膨胀机4、储液器5、中温蒸发器6、喷射器7、低温蒸发器8、气液分离器9、低压压缩机10和循环工质CO2，膨胀机4与高压压缩机1是同轴设置的；高压压缩机1的输出端口通过管路与主循环气冷器2的工质输入口连通在一起，主循环气冷器2的工质输出口，通过管路与过冷器3的工质输入口连通在一起，过冷器3的工质输出口，通过管路与膨胀机4的工质输入口连通在一起，膨胀机4的工质输出口，通过管路与储液器5的上端工质输入口连通在一起，在储液器5底部的液体输出口上，并联有两路输出管路，第一路输出管路与中温蒸发器6的工质输入口连通在一起，在第一路输出管路上串联有第二调节阀11-2和第一膨胀阀12-1，中温蒸发器6的工质输出口，通过管路与储液器5下端工质输入口连通在一起，储液器5的气体输出口，通过管路与高压压缩机1的输入端口连通在一起，在储液器5的气体输出口与高压压缩机1的输入端口之间的连通管路上，设置有第一调节阀11-1；在储液器5底部的液体输出口上，并联的第二路输出管路与喷射器7的主流输入口连通在一起，喷射器7的输出口通过管路与气液分离器9的工质输入口连通在一起，气液分离器9的液体工质输出口，通过管路与低温蒸发器8的工质输入口连通在一起，在气液分离器9的液体工质输出口与低温蒸发器8的工质输入口之间的管路上，串联有第三调节阀11-3和第二膨胀阀12-2，低温蒸发器8的工质输出口通过管路与喷射器7的二次流输入口连通在一起；气液分离器9的气体工质输出口与低压压缩机10的输入口通过管路连通在一起，低压压缩机10的输出口通过管路与高压压缩机1的输入端连通在一起；在主循环气冷器2上分别设置有主循环冷水输入管路15和主循环热水输出管路16；在高压压缩机1的输出端口与第一膨胀阀12-1的输入端口之间，连通有中温蒸发器除霜管路19，在中温蒸发器除霜管路19上设置有第四调节阀11-4；在低压压缩机10的输出口与第二膨胀阀12-2的输入端口之间，连通有低温蒸发器除霜管路20，在低温蒸发器除霜管路20上设置有第五调节阀11-5。
在过冷器3上设置有低温工质输入口和低温工质输出口，过冷器3的低温工质输出口通过管路与辅助压缩机14的工质输入口连通在一起，辅助压缩机14的工质输出口通过管路与辅助气冷器13的工质输入口连通在一起，辅助气冷器13的工质输出口通过第三膨胀阀12-3与过冷器3的低温工质输入口连通在一起；在辅助气冷器13上设置有辅助循环冷水输入管路17和辅助循环热水输出管路18。
一种高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法，包括高压压缩机1、主循环气冷器2、过冷器3、膨胀机4、储液器5、中温蒸发器6、喷射器7、低温蒸发器8、气液分离器9、低压压缩机10和循环工质CO2，其特征在于：
在储液器5底部的液体输出口上并联第一路输出管路，将第一路输出管路的另一端与中温蒸发器6的工质输入口连通，在第一路输出管路上，串联第二调节阀11-2和第一膨胀阀12-1，将中温蒸发器6的工质输出口与储液器5下端工质输入口连通；
将储液器5的气体出口与高压压缩机1的输入口通过管路连通，并在该连通管路上设置第一调节阀11-1；
在气液分离器9的液体工质输出口与低温蒸发器8的工质输入口之间的管路上，串联第三调节阀11-3和第二膨胀阀12-2；
在主循环气冷器2上，分别设置主循环冷水输入管路15和主循环热水输出管路16；
在高压压缩机1的输出端口与第一膨胀阀12-1的输入端口之间，连通中温蒸发器除霜管路19，在中温蒸发器除霜管路19上，设置第四调节阀11-4；
在低压压缩机10的输出口与第二膨胀阀12-2的输入端口之间，连通低温蒸发器除霜管路20，在低温蒸发器除霜管路20上，设置第五调节阀11-5；
系统通过以下方法完成对中温蒸发器6和低温蒸发器8除霜，
对中温蒸发器6的除霜过程如下：
关闭第二调节阀11-2，打开第四调节阀11-4，将高压压缩机1输出的高温高压的跨临界CO2工质，引至中温蒸发器6的第一膨胀阀12-1前端，通过第一膨胀阀12-1，节流降压为高温中压气体后，进入中温蒸发器6中，向管外散热进行融霜，散热后中温中压工质，回到储液器5中，中温中压气态工质，进入高压压缩机1内，继续被压缩并送至中温蒸发器6中，中温中压液态工质流入低温制冷循环或者排至排液桶；如此反复，直至中温蒸发器6管壁霜层融化后，关闭第四调节阀11-4，打开第二调节阀11-2，恢复正常中温制冷循环；
对低温蒸发器8的除霜过程如下：
开启第五调节阀11-5，关闭第三调节阀11-3，将低压压缩机10的中温中压工质，引至低温蒸发器8的第二膨胀阀12-2前端，工质通过第二膨胀阀12-2节流降压为中温低压气体后，进入低温蒸发器8中，向管外散热进行融霜，散热后低温低压工质通过喷射器7回到气液分离器9中，低温低压气态工质进入低压压缩机10内，继续被压缩并送至低温蒸发器8，多余低温低压液态工质排至排液桶；如此反复，直至低温蒸发器8管壁霜层融化后，关闭第五调节阀11-5，打开第三调节阀11-3，恢复正常低温制冷循环。
循环工质CO2是通过以下方式完成双级压缩冷热联供循环的：中温中压的气态CO2工质，经高压压缩机1做功后，被压缩至高温高压超临界状态后，输送至主循环气冷器2进行冷却，由于降温过程仍处于超临界状态，所以冷却后仍为中温高压气体，再随后经过过冷器3再次冷却为低温高压气体，超临界CO2工质降温同时会将冷水加热至高温用于热水供应；低温高压的超临界CO2进入膨胀机4做功后，降压为低温中压气体和低温中压液体后，经储液器5分为两路流出，低温中压气态CO2工质由储液器5的气体输出口送至高压压缩机1的工质输入端口，与低压压缩机10出口的中温中压气体混合后，进入高压压缩机1中，低温中压液态工质将分为两路，并进入亚临界状态，其中一路低温中压液态工质将在中温蒸发器6中吸收环境潜热由液态变为气态后，进入储液器5与原有气态工质汇合后送回高压压缩机1，完成中温制冷循环；另一路低温中压液态工质进入喷射器7中，将低温蒸发器出口压力较低的工质引射，两股流体混合后，以两相状态进入气液分离器9，气态工质进入低压压缩机10，液态工质流入低温蒸发器8继续对环境吸热，完成低温制冷循环。
在过冷器3上设置有低温工质输入端口和低温工质输出端口，过冷器3的低温工质输出端口通过管路与辅助压缩机14的工质输入口连通在一起，辅助压缩机14的工质输出口通过管路与辅助气冷器13的工质输入口连通在一起，辅助气冷器13的工质输出口通过第三膨胀阀12-3与过冷器3的低温工质输入端口连通在一起，在辅助气冷器13上设置有辅助循环冷水输入管路17和辅助循环热水输出管路18；从过冷器3的低温工质输出口上输出的工质，依次流过辅助压缩机14、辅助气冷器13和第三膨胀阀12-3，完成机械式过冷循环；低温低压的循环工质在过冷器3中吸收主循环系统循环工质潜热由液态变为气态，经辅助压缩机14压缩至高温高压气态后，进入辅助气冷器13中等压冷凝为低温高压液态，同时产生的冷却热可将辅助循环冷水输入管路17中的冷水加热，并与主循环气冷器加热热水汇合，进行热水供应，低温高压工质经过第三膨胀阀12-3节流降压后流入过冷器3进行吸热，如此反复完成机械式过冷循环。

Claims (3)

1.一种高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法，包括高压压缩机（1）、主循环气冷器（2）、过冷器（3）、膨胀机（4）、储液器（5）、中温蒸发器（6）、喷射器（7）、低温蒸发器（8）、气液分离器（9）、低压压缩机（10）和循环工质CO2，其特征在于：
在储液器（5）底部的液体输出口上并联第一路输出管路，将第一路输出管路的另一端与中温蒸发器（6）的工质输入口连通，在第一路输出管路上，串联第二调节阀（11-2）和第一膨胀阀（12-1），将中温蒸发器（6）的工质输出口与储液器（5）下端工质输入口连通；
将储液器（5）的气体出口与高压压缩机（1）的输入口通过管路连通，并在该连通管路上设置第一调节阀（11-1）；
在气液分离器（9）的液体工质输出口与低温蒸发器（8）的工质输入口之间的管路上，串联第三调节阀（11-3）和第二膨胀阀（12-2）；
在主循环气冷器（2）上，分别设置主循环冷水输入管路（15）和主循环热水输出管路（16）；
在高压压缩机（1）的输出端口与第一膨胀阀（12-1）的输入端口之间，连通中温蒸发器除霜管路（19），在中温蒸发器除霜管路（19）上，设置第四调节阀（11-4）；
在低压压缩机（10）的输出口与第二膨胀阀（12-2）的输入端口之间，连通低温蒸发器除霜管路（20），在低温蒸发器除霜管路（20）上，设置第五调节阀（11-5）；
系统通过以下方法完成对中温蒸发器（6）和低温蒸发器（8）除霜，
对中温蒸发器（6）的除霜过程如下：
关闭第二调节阀（11-2），打开第四调节阀（11-4），将高压压缩机（1）输出的高温高压的跨临界CO2工质，引至中温蒸发器（6）的第一膨胀阀（12-1）前端，通过第一膨胀阀（12-1），节流降压为高温中压气体后，进入中温蒸发器（6）中，向管外散热进行融霜，散热后中温中压工质，回到储液器（5）中，中温中压气态工质，进入高压压缩机（1）内，继续被压缩并送至中温蒸发器（6）中，中温中压液态工质流入低温制冷循环或者排至排液桶；如此反复，直至中温蒸发器（6）管壁霜层融化后，关闭第四调节阀（11-4），打开第二调节阀（11-2），恢复正常中温制冷循环；
对低温蒸发器（8）的除霜过程如下：
开启第五调节阀（11-5），关闭第三调节阀（11-3），将低压压缩机（10）的中温中压工质，引至低温蒸发器（8）的第二膨胀阀（12-2）前端，工质通过第二膨胀阀（12-2）节流降压为中温低压气体后，进入低温蒸发器（8）中，向管外散热进行融霜，散热后低温低压工质通过喷射器（7）回到气液分离器（9）中，低温低压气态工质进入低压压缩机（10）内，继续被压缩并送至低温蒸发器（8），多余低温低压液态工质排至排液桶；如此反复，直至低温蒸发器（8）管壁霜层融化后，关闭第五调节阀（11-5），打开第三调节阀（11-3），恢复正常低温制冷循环。
2.根据权利要求1所述的一种高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法，其特征在于，循环介质CO2是通过以下方式完成双级压缩冷热联供循环的：中温中压的超临界CO2工质，经高压压缩机（1）做功后，被压缩至高温高压超临界状态后，输送至主循环气冷器（2）进行冷却，由于降温过程仍处于超临界状态，所以冷却后仍为中温高压气体，再随后经过过冷器（3），再次冷却为低温高压气体，超临界CO2工质降温同时，会将冷水加热至高温用于热水供应；低温高压的超临界CO2进入膨胀机（4）做功后，降压为低温中压气体和低温中压液体后，经储液器（5）分为两路流出，低温中压气态跨临界CO2工质，由储液器（5）的气体输出口送至高压压缩机（1）的工质输入端口，与低压压缩机（10）出口的中温中压气体混合后，进入高压压缩机（1）中，低温中压液态工质将分为两路，并进入亚临界状态，其中一路低温中压液态工质将在中温蒸发器（6）中，吸收环境潜热由液态变为气态后，进入储液器（5）与原有气态工质汇合后送回高压压缩机（1），完成中温制冷循环；另一路低温中压液态工质进入喷射器（7）中，将低温蒸发器出口压力较低的工质引射，两股流体混合后，以两相状态进入气液分离器（9），气态工质进入低压压缩机（10），液态工质流入低温蒸发器（8）继续对环境吸热，完成低温制冷循环。
3.根据权利要求1或2所述的一种高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法，其特征在于，在过冷器（3）上设置低温工质输入端口和低温工质输出端口，过冷器（3）的低温工质输出端口通过管路与辅助压缩机（14）的工质输入口连通，辅助压缩机（14）的工质输出口通过管路与辅助气冷器（13）的工质输入口连通在一起，辅助气冷器（13）的工质输出口通过第三膨胀阀（12-3）与过冷器（3）的低温工质输入端口连通在一起，在辅助气冷器（13）上，设置辅助循环冷水输入管路（17）和辅助循环热水输出管路（18）；从过冷器（3）的低温工质输出口上输出的工质，依次流过辅助压缩机（14）、辅助气冷器（13）和第三膨胀阀（12-3），完成机械式过冷循环；低温低压的循环工质，在过冷器（3）中吸收主循环系统循环工质潜热由液态变为气态，经辅助压缩机（14）压缩至高温高压气态后，进入辅助气冷器（13）中等压冷凝为低温高压液态，同时，产生的冷却热将辅助循环冷水输入管路（17）中的冷水加热，并与主循环气冷器加热热水汇合，进行热水供应，低温高压工质，经过第三膨胀阀（12-3）节流降压后，流入过冷器（3）进行吸热，如此反复完成机械式过冷循环。
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