CN207831735U - 带回热器与自冷却器的co2跨临界热泵循环系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统，包括用于将CO2压缩为高温高压超临界状态的压缩机、用于冷却高温高压超临界状态CO2的气体冷却器、用于将冷却后的CO2进行节流变为低压气液两相态CO2的节流阀、用于暂时储存低压气液两相态CO2的储液罐、用于蒸发储液罐中液态CO2的蒸发器和用于气液两相态CO2进行气液分离的气液分离器，储液罐的气体出口连接气液分离器的进口，气液分离器的气体出口连接压缩机的进口；经过气体冷却器的CO2与经过蒸发器的CO2之间设置有用于交换热量的回热器；回热器与节流阀之间还设置有自冷却器，储液罐与气液分离器之间设置有液态CO2支路，液态CO2支路与经过回热器的CO2通过自冷却器进行热交换实现自冷却。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种CO2跨临界热泵循环系统，特别涉及一种带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统。
背景技术
传统的制冷或制热行业中需要使用氟利昂作为介质，虽然氟利昂在常温下都是无色气体或易挥发液态，无味或略有气味，无毒或低毒，化学性质稳定，但是氟利昂类制冷剂破坏大气臭氧层，地球上已出现很多臭氧层空洞，有些漏洞已超过非洲面积，其中很大的原因是因为CFC类氟利昂的化学性质，使用氟利昂不利于环境保护。出于对环境保护的考虑，现在的制冷或制热研究重点关注环境友好型的CO2介质，现有技术中的跨临界CO2热泵循环系统由于回水温度高，导致气体冷却器出口制冷剂在进入节流阀之前的温度高，从而造成单位质量制冷量下降，影响整个系统的性能系数。
因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统，可以降低气体冷却器出口制冷剂在进入节流阀之前的温度，提高单位质量制冷量以提升整个系统的性能系数。具体而言通过以下技术方案实现：
本实用新型的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统，包括用于将CO2压缩为高温高压超临界状态的压缩机、用于冷却高温高压超临界状态CO2的气体冷却器、用于将冷却后的CO2进行节流变为低压气液两相态CO2的节流阀、用于暂时储存低压气液两相态CO2的储液罐、用于蒸发储液罐中液态CO2的蒸发器和用于气液两相态CO2进行气液分离的气液分离器，储液罐的气体出口连接气液分离器的进口，气液分离器的气体出口连接压缩机的进口；
经过气体冷却器的CO2与经过蒸发器的CO2之间设置有用于交换热量的回热器；回热器与节流阀之间还设置有的自冷却器，储液罐与气液分离器之间设置有冷却用液态CO2支路，液态CO2支路与经过回热器的CO2通过自冷却器进行热交换实现自冷却。
进一步，所述节流阀采用电子膨胀阀。
进一步，所述液态CO2支路上设置有分液阀。
进一步，所述气液分离器外设置有电热丝。
进一步，所述自冷却器与节流阀之间设置有过滤器。
进一步，所述过滤器采用干燥过滤器。
本实用新型的有益效果：本实用新型的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统，通过回热器和自冷却器冷却CO2热泵循环系统的回液温度，降低了气体冷却器出口制冷剂在进入节流阀之前的温度，提高了单位质量制冷量，提升了整个系统的性能系数；同时回热器也增加了压缩机进口的制冷剂过热度，保证在较低的环境温度下依然有很高的压缩机排气温度，采用自身循环CO2的进一步冷却的自冷却器，结构简单、紧凑，冷却成本低；本实用新型的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步的说明。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的原理结构示意图；
图中：1、压缩机；2、气体冷却器；3、回热器；4、自冷却器；5、节流阀；6、分液阀；7、储液罐；8、蒸发器；9、气液分离器；10、过滤器
具体实施方式
图1为本实用新型的原理结构示意图，如图所示：本实施例中的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统，包括用于将CO2压缩为高温高压超临界状态的压缩机1、用于冷却高温高压超临界状态CO2的气体冷却器2、用于将冷却后的CO2进行节流变为低压气液两相态CO2的节流阀5、用于暂时储存低压气液两相态CO2的储液罐7、用于蒸发储液罐中液态CO2的蒸发器8和用于气液两相态CO2进行气液分离的气液分离器9，储液罐7的气体出口连接气液分离器9的进口，气液分离器9的气体出口连接压缩机1的进口；气体冷却器可以用采用热交换器与低温水热交换实现冷却，也可以采用现有技术中的其他冷却方式；
经过气体冷却器的CO2与经过蒸发器的CO2之间设置有用于交换热量的回热器3；回热器3与节流阀5之间还设置有的自冷却器4，储液罐7与气液分离器9之间设置有冷却用液态CO2支路，液态CO2支路与经过回热器的CO2通过自冷却器4进行热交换实现自冷却。经过回热器3进入气液分离器9的管路、经过自冷却器4进入气液分离器9的管路和从储液罐进入气液分离器9的管路可以如图中所示汇集在一个管路后再进入气液分离器9，也可以分别进入气液分离器9(图中未画出)，均能实现本实用新型的目的。
CO2制冷剂被压缩机1压缩后变成高温高压的超临界状态由压缩机排气口排出，然后进入气体冷却器2中冷却后变成高压中温的状态，然后流经回热器3与从蒸发器8出来的低温CO2制冷剂进行热交换，使节流前的制冷剂温度进一步降低，同时增加压缩机1进口的制冷剂过热度，保证在较低的环境温度下依然有很高的压缩机排气温度，同时可以防止压缩机出现液击。从回热器3出来的CO2制冷剂再流经自冷却器4与液态CO2支路进行热交换进一步降温后通过节流阀变为低温低压的气液两相态。储液罐7中的饱和气体制冷剂将从储液罐的气体出口直接进入到气液分离器9中；储液罐7的液态分为两路流出，大部分饱和液态制冷剂则从储液罐7的液态出口进入到蒸发器8，这样可以保证蒸发器中的制冷剂绝大部分为液态，增加蒸发器的换热系数，充分利用蒸发器的蒸发面积，防止在蒸发器的换热管路中出现气液两相态的制冷剂，使换热系数下降；少部分饱和液体制冷剂通过液态CO2支路最终进入到自冷却器4中，通过热交换进一步冷却从回热器3出来的CO2制冷剂，然后变成饱和蒸汽，进入到气液分离器9中。
本实施例中，所述节流阀5采用电子膨胀阀。采用电子膨胀阀可以较好的控制过热度，有利于系统在较低环温下进行化霜。
本实施例中，所述液态CO2支路上设置有分液阀6。分液阀可以根据需要控制调节进入自冷却器的液态CO2支路制冷剂的流量，以保证达到最佳效果。
本实施例中，所述气液分离器9外设置有电热丝。防止在较低环境温度下系统除霜，气液分离器中存储一定量的液态制冷剂，造成制冷剂流量减小，制热量下降；而增加了电热丝之后，则可以使气液分离器中的液体迅速蒸发，补充到整个系统循环中去。
本实施例中，所述自冷却器4与节流阀5之间设置有过滤器10。防止CO2制冷剂中的杂质堵塞节流阀。
本实施例中，所述过滤器10采用干燥过滤器。在过滤的同时去除CO2中的水分。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统，其特征在于：包括用于将CO2压缩为高温高压超临界状态的压缩机、用于冷却高温高压超临界状态CO2的气体冷却器、用于将冷却后的CO2进行节流变为低压气液两相态CO2的节流阀、用于暂时储存低压气液两相态CO2的储液罐、用于蒸发储液罐中液态CO2的蒸发器和用于气液两相态CO2进行气液分离的气液分离器，储液罐的气体出口连接气液分离器的进口，气液分离器的气体出口连接压缩机的进口；
经过气体冷却器的CO2与经过蒸发器的CO2之间设置有用于交换热量的回热器；回热器与节流阀之间还设置有自冷却器，储液罐与气液分离器之间设置有冷却用液态CO2支路，液态CO2支路与经过回热器的CO2通过自冷却器进行热交换实现自冷却。
2.根据权利要求1所述的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统,其特征在于：所述节流阀采用电子膨胀阀。
3.根据权利要求1所述的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统,其特征在于：所述液态CO2支路上设置有分液阀。
4.根据权利要求1所述的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统,其特征在于：所述气液分离器外设置有电热丝。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统,其特征在于：所述自冷却器与节流阀之间设置有过滤器。
6.根据权利要求5所述的带回热器与自冷却器的CO2跨临界热泵循环系统,其特征在于：所述过滤器采用干燥过滤器。
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| CN201820114581.5U CN207831735U (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 带回热器与自冷却器的co2跨临界热泵循环系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108061405A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-05-22 | 郑州云宇新能源技术有限公司 | 自冷却式高性能co2跨临界热泵循环系统 |
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2018
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