CN201421220Y - 一种r404a/co2复叠低温制冷系统 - Google Patents

一种r404a/co2复叠低温制冷系统 Download PDF

Info

Publication number
CN201421220Y
CN201421220Y CN2009200251625U CN200920025162U CN201421220Y CN 201421220 Y CN201421220 Y CN 201421220Y CN 2009200251625 U CN2009200251625 U CN 2009200251625U CN 200920025162 U CN200920025162 U CN 200920025162U CN 201421220 Y CN201421220 Y CN 201421220Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
refrigeration system
low
temperature refrigeration
temperature level
evaporative condenser
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009200251625U
Other languages
English (en)
Inventor
宋明刚
马训刚
李增录
张猛
王振宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Shenzhou Refrigeration Equipment Co Ltd
Original Assignee
Shandong Shenzhou Refrigeration Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Shenzhou Refrigeration Equipment Co Ltd filed Critical Shandong Shenzhou Refrigeration Equipment Co Ltd
Priority to CN2009200251625U priority Critical patent/CN201421220Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201421220Y publication Critical patent/CN201421220Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

R404A/CO2复叠低温制冷系统，由高温级制冷系统和低温级制冷系统组成，高温级制冷系统采用R404A为制冷工质，低温级制冷系统采用CO2为制冷工质，由蒸发冷凝器联接，该蒸发冷凝器既是高温级制冷系统的蒸发器，又是低温级制冷系统的冷凝器，R404A与CO2在冷凝蒸发器内进行热交换。高温级制冷系统由高温级压缩机、截止阀，电磁阀、膨胀阀、蒸发冷凝器、气液分离器组成。低温级制冷系统由低温级压缩机、CO2油分离器、CO2储藏器、电磁阀、截止阀、回油热交换器和蒸发冷凝器组成。本实用新型有利于环保、具有较高的单位容积制冷量、较低的压缩比和较好的传热性能和流动性且价格低廉。

Description

一种R404A/CO2复叠低温制冷系统
技术领域
本实用新型属于制冷技术领域，特别是涉及一种R404A/CO2复叠低温制冷循环系统。
背景技术
制冷技术对现代社会的影响非常明显，已发展成为人们生活中不可缺少的重要一环，其应用日益广泛，无所不在。现有技术中，国内外大量使用的是氟利昂制冷剂。氟里昂制冷剂大致分为3类：氯氟烃类产品(CFC)，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等；氢氯氟烃类产品(HCFC)，主要包括R22、R123、R141b、R142b等；氢氟烃类(HFC)主要包括R134A、R125、R32、R407C、R410A、R152等。近年来的研究证明，氟利昂制冷剂中的氯氟烃化合物泄漏或排放后，进入地球大气之后会与臭氧反应，使高层大气内臭氧层变薄，减弱臭氧层对太阳紫外线辐射的过滤作用，而过度的紫外线会危害地面上的动植物，影响人类健康。CFC由于对臭氧层的破坏作用以及最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。HCFC臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，目前HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年。HFC臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限，在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体。中国在1991年加入了《蒙特利尔协议书》，并于1993年国务院批准了《中国消耗臭氧层物质的逐步淘汰国家》，该方案中规定最迟于2010年淘汰全部CFC。
传统的制冷工质对臭氧层有破坏作用及产生温室效应，使制冷行业面临严峻挑战，臭氧层破坏和全球温暖化已成为日益严峻的全球环境问题，寻找高效、绿色环保制冷工质已成为当前国际社会共同关注的问题。
在传统制冷方法中均采用一种制冷剂，当制冷温度要求较低时，会出现一些难以克服的困难：首先，无论哪一种蒸发剂，蒸发温度越低，蒸发压力也就越低。而过低的蒸发压力有时可能造成压缩机难以吸气，或者使外界的空气进入制冷系统。其次，在温度过低时，某些常用制冷剂已达凝固温度，无法实现制冷剂的流动循环。再次，随着蒸发压力降低，单位质量制冷剂体积增大，制冷剂质量流量减少，制冷量大大降低。为获得所需制冷量，必须增大吸气面积，如此则压缩机的体积过于庞大。因此，现有制冷系统难以提供较低储藏温度。
现在工业界仍然较为普遍地采用两级复叠制冷循环实现低温制冷。复叠式制冷系统一般由两个单级压缩制冷循环组成，基本原理是利用一个高温级制冷系统冷却一个低温级系统，以实现较低的制冷温度，其中每级均是完整的蒸汽压缩循环；通常采用R22和R13作制冷剂，但是R22和R13不仅破坏大气臭氧层，而且会产生严重的温室效应。因此需要采用新的制冷剂来满足复叠式制冷系统的需要。
CO2作为制冷工质有很多优势，它具有管路尺寸较小、泵能耗低、换热效率高以及没有腐蚀问题等特点。CO2与其它制冷剂相比，即使制冷温度较低时CO2的粘度也非常小，传热性能良好，因为利用潜热，其制冷能力相当大。因此专利号为200420056008.1、名称为自然工质复叠式制冷装置的专利提出了NH3/CO2复叠式制冷循环的方案，高压级用NH3，低压级用CO2作制冷剂；但NH3具有很强的毒性，一旦泄漏，会对环境和食品造成污染。故上述专利并未能得开发和利用。
实用新型内容
长期以来，人们需要一种具有优良的热力性能，臭氧层消耗潜能(ODP)为0，全球变暖潜能(GWP)很小，对温室效应没有直接影响，单位容积制冷量较大，可以作为传统制冷剂直接替代物的绿色制冷工质和CO2为制冷剂的复叠式制冷系统装置。
经过长期的艰苦研究和实验，本实用新型满足了上述需要，克服了现有技术的不足，目的在于：提出一种绿色制冷工质和CO2为制冷剂的复叠式制冷系统装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种R404A/CO2复叠低温制冷系统，由高温级制冷系统和低温级制冷系统组成，所述的高温级制冷系统采用R404A为制冷工质，低温级制冷系统采用CO2为制冷工质，高温级制冷系统和低温级制冷系统由蒸发冷凝器联接，该蒸发冷凝器既是高温级制冷系统的蒸发器，又是低温级制冷系统的冷凝器，R404A与CO2在冷凝蒸发器内进行热交换，组成复叠式制冷循环系统。
所述的高温级制冷系统，由依次通过管路首尾联接的高温级压缩机、截止阀，电磁阀、膨胀阀、蒸发冷凝器、气液分离器组成。
所述的低温级制冷系统，由依次通过管路首尾联接的低温级压缩机、CO2油分离器、CO2储藏器、电磁阀、截止阀、回油热交换器和上述的蒸发冷凝器组成。
为了保证安全，在所述的CO2储藏器上设置有安全阀。
本实用新型的有益效果在于：
1.有利于环保。一方面，R404A破坏臭氧潜能(ODP)为0，全球变暖潜值(GWP)仅为0.35，属于环保制冷工质；CO2更为友善的环保制冷工质，对其的使用不会产生环境问题；另一方面，CO2是几种温室气体中对地球升温影响最大的一种，2005年生效的《京都议定书》规定，每个国家都有CO2减排的义务，由此，CO2减排和储存已经成为全球关注的重大问题。采用CO2为制冷工质，恰好回收了原来将排向大气中的废气，延缓和减少了CO2的排放，这对环境是有利的。
2.R404A具有较高的单位容积制冷量。在0℃时分别为NH3的5.18倍、R22的5.12倍，这意味着在相同的制冷负荷下，CO2压缩机的尺寸、管道直径、制冷剂的充注量比普通的制冷系统要小很多，因此减少了材料的使用，降低了成本。
3.R404A具有较低的压缩比。由于CO2的低压工作压力很高，在-50℃的压力为7.8Bar，因此，压缩比比其他制冷系统低很多，这样可减少压缩机余隙容积的影响，是压缩机的容积效率比较高，提高了系统的能效比。
4.具有较好的传热性能和流动性。CO2的粘度很低，在0℃时，CO2的饱和液体的粘度只有NH3的31％，粘度低则流动性好、压降小，传热系数则大，则减少了系统部件的尺寸。
5.价格低廉。
附图说明
下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是本实用新型实施例的结构图。
图中：
10-高温级制冷系统，11-高温级压缩机(R404A压缩冷凝机)，12-截止阀，13-电磁阀，14-膨胀阀，15-蒸发冷凝器，16-R404A气液分离器；
20-低温级制冷系统，21-低温级压缩机，22-CO2油分离器，23 CO2储藏器，24-电磁阀，25-截止阀，26-回油热交换器，27-截止阀，28-安全阀。
具体实施方式
参见附图1，一种R404A/CO2复叠低温制冷系统，由高温级制冷系统10和低温级制冷系统20组成。高温级制冷系统10和低温级制冷系统20由蒸发冷凝器15联接，该蒸发冷凝器既是高温级制冷系统10的蒸发器，又是低温级制冷系统20的冷凝器，R404A与CO2在冷凝蒸发器15内进行热交换，组成复叠式制冷循环系统。
高温级制冷系统10采用R404A为制冷工质，由依次通过管路首尾联接的高温级压缩机11、截止阀12，电磁阀13、膨胀阀14、蒸发冷凝器15、气液分离器16组成。R404A在高温级压缩机11中压缩后压力升高，经管路依次通过止阀12，电磁阀13，经膨胀阀14节流降压后进入蒸发冷凝器15，在蒸发冷凝器15中与CO2进行热交换蒸发，变为低温低压气体，经R404A气液分离器16将液滴分离后再进入高温级压缩机11，完成高温级制冷系统10的循环。
低温级制冷系统20采用CO2为制冷工质，由依次通过管路首尾联接的低温级压缩机21、CO2油分离器22、CO2储藏器23、电磁阀24、截止阀25、回油热交换器26和上述的蒸发冷凝器15组成。CO2气体在低温级压缩机21中压缩后压力升高，经CO2油分离器22将润滑油分离出来后进入蒸发冷凝器15中，与R404A进行热交换冷凝成为高温高压液体后进入CO2储藏器23；储藏在CO2储藏器23中的高温高压液体一路经电磁阀24平衡压力后输出，一路经截止阀25进入回油热交换器26热交换后经截止阀27回油进入低温级压缩机21，完成低温级制冷系统20的循环。
为了保证高温高压液体的安全，在CO2储藏器23上设置有安全阀28。
由于CO2的临界温度低(31.1℃)、临界压力高(7.4MPA)，上述的系统设计采用复叠式制冷循环，CO2做低温级制冷剂，R404A做高温级制冷剂。这样，CO2低温系统就能在安全的压力范围内、R404A高温系统工作在常温范围内，CO2低温级系统和R404A高温级系统通过蒸发冷凝器进行热交换，CO2低温级系统和R404A高温级系统各自在稳定、高效的工况下工作。

Claims (4)

1.一种R404A/CO2复叠低温制冷系统，由高温级制冷系统和低温级制冷系统组成，其特征在于：所述的高温级制冷系统采用R404A为制冷工质，低温级制冷系统采用CO2为制冷工质，高温级制冷系统和低温级制冷系统由蒸发冷凝器联接，
2.根据权利要求1所述的R404A/CO2复叠低温制冷系统，其特征在于：所述的高温级制冷系统，由依次通过管路首尾联接的高温级压缩机、截止阀，电磁阀、膨胀阀、蒸发冷凝器、气液分离器组成。
3.根据权利要求1所述的R404A/CO2复叠低温制冷系统，其特征在于：所述的低温级制冷系统，由依次通过管路首尾联接的低温级压缩机、CO2油分离器、CO2储藏器、电磁阀、截止阀、回油热交换器和上述的蒸发冷凝器组成。
4.根据权利要求3所述的R404A/CO2复叠低温制冷系统，其特征在于：在所述的CO2储藏器上设置有安全阀。
CN2009200251625U 2009-05-18 2009-05-18 一种r404a/co2复叠低温制冷系统 Expired - Fee Related CN201421220Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009200251625U CN201421220Y (zh) 2009-05-18 2009-05-18 一种r404a/co2复叠低温制冷系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009200251625U CN201421220Y (zh) 2009-05-18 2009-05-18 一种r404a/co2复叠低温制冷系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201421220Y true CN201421220Y (zh) 2010-03-10

Family

ID=41807880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009200251625U Expired - Fee Related CN201421220Y (zh) 2009-05-18 2009-05-18 一种r404a/co2复叠低温制冷系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201421220Y (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102410673A (zh) * 2012-01-04 2012-04-11 天津商业大学 高压工质冷凝蒸发器
CN103486755A (zh) * 2013-10-18 2014-01-01 安徽美乐柯制冷空调设备有限公司 一种二氧化碳复叠式商用制冷系统
CN103635761A (zh) * 2011-08-04 2014-03-12 三菱电机株式会社 冷冻装置
CN103940156A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 江苏苏净集团有限公司 一种复叠热泵干燥系统及其控制方法
CN105091389A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 南通百源制冷设备有限公司 一种低温段快速启动的压缩冷凝机组
CN105091390A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 南通百源制冷设备有限公司 一种液态二氧化碳直冻设备
CN105674612A (zh) * 2016-03-29 2016-06-15 济南大森制冷设备有限公司 一种氟利昂/co2复叠撬块机组式制冷系统
CN106091459A (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 济南欧菲特制冷设备有限公司 一种一体式载冷系统机组

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103635761A (zh) * 2011-08-04 2014-03-12 三菱电机株式会社 冷冻装置
CN102410673A (zh) * 2012-01-04 2012-04-11 天津商业大学 高压工质冷凝蒸发器
CN103486755A (zh) * 2013-10-18 2014-01-01 安徽美乐柯制冷空调设备有限公司 一种二氧化碳复叠式商用制冷系统
CN103486755B (zh) * 2013-10-18 2016-02-24 安徽美乐柯制冷空调设备有限公司 一种二氧化碳复叠式商用制冷系统
CN103940156A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 江苏苏净集团有限公司 一种复叠热泵干燥系统及其控制方法
CN103940156B (zh) * 2014-05-04 2017-01-18 江苏苏净集团有限公司 一种复叠热泵干燥系统及其控制方法
CN105091389A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 南通百源制冷设备有限公司 一种低温段快速启动的压缩冷凝机组
CN105091390A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 南通百源制冷设备有限公司 一种液态二氧化碳直冻设备
CN105674612A (zh) * 2016-03-29 2016-06-15 济南大森制冷设备有限公司 一种氟利昂/co2复叠撬块机组式制冷系统
CN106091459A (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 济南欧菲特制冷设备有限公司 一种一体式载冷系统机组

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201421220Y (zh) 一种r404a/co2复叠低温制冷系统
Dai et al. Life cycle energy, emissions and cost evaluation of CO2 air source heat pump system to replace traditional heating methods for residential heating in China: System configurations
Song et al. Energetic, economic, environmental investigation of carbon dioxide as the refrigeration alternative in new energy bus/railway vehicles’ air conditioning systems
Dai et al. Heating and cooling of residential annual application using DMS transcritical CO2 reversible system and traditional solutions: An environment and economic feasibility analysis
CN107323217B (zh) 一种余热驱动吸收式制冷辅助过冷的co2汽车空调
Gao et al. System principles and applications of hybrid sorption–compression heat pump–A review
CN201421221Y (zh) R404a/co2载冷剂
CN105180492A (zh) 一种气波增压辅助双级蒸汽压缩制冷系统及其工作方法
CN202813592U (zh) 空调装置
Minh et al. Improved vapour compression refrigeration cycles: literature review and their application to heat pumps
CN103968603A (zh) 一种新型超低环温空气源热泵及其翅片换热器化霜方法
CN203810792U (zh) 一种新型超低环温空气源热泵
CN105352213A (zh) 蒸汽与空气复叠式制冷系统
CN210861850U (zh) 双级节流非共沸工质机械过冷co2跨临界制冷循环系统
CN205227902U (zh) 一种二氧化碳载冷剂制冷机组
CN101561200B (zh) 制冷热泵系统动力回收组合技术
CN106369884A (zh) 蒸发器、冷风机、制冷或热泵装置及系统
CN107364564B (zh) 吸收式与热电制冷协同辅助过冷的co2船用制冷系统
CN105371516A (zh) 二氧化碳双级冷热联供系统
CN204154010U (zh) 一种hfc/co2复叠式制冷系统
CN211823239U (zh) 超低温跨临界复叠制冷系统
CN114608214A (zh) 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
CN212274317U (zh) 制冷系统中利用余热回收制取高温热水系统
CN210861778U (zh) 一种非共沸工质增压机械过冷co2跨临界循环制冷系统
CN204100637U (zh) 一种两次减压二氧化碳家用电冰箱

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100310

Termination date: 20100518