CN208887148U - 一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，包括压缩机、回热器、冷凝器、膨胀阀、冰水器和气液分离器，所述压缩机的出气管与回热器的进气内管连接，回热器的出气内管与冷凝器的进气管连接，冷凝器的出气管与冰水器的进液管之间连接有膨胀阀，冰水器的出气管回接到回热器的进气外管，回热器的出气外管与压缩机的进气管连接，所述冷凝器为翅片式换热器，通过上述方案，节约了能耗，提高了工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及热能转换和利用技术领域，更具体地说，它涉及一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统。
背景技术
空气能热泵是由电动机驱动的，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以环境空气为冷源制取冷风或者冷水的设备，主要零部件包括用冷侧换热设备、冷源侧换冷设备及压缩机等。空气能热泵利用空气中的热量作为低温热源，经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换，然后通过循环系统，提取或释放热能，利用机组循环系统将能量转移到建筑物内，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求。
传统的制冷系统参见附图1，通常包括以下步骤：压缩机将空气中的二氧化碳压缩变为高温气体，之后进入换热器通常为冷凝器进行室外放热，同时二氧化碳变为液体，之后通过膨胀阀后进入冰水器，将与通过并且其内的水换热，实现对进入冰水器内的水进行冷却降温，同时升温后的二氧化碳再通过换热器加热，重新变为气体进入气液分离器之后重新进入压缩机循环。
其中在这过程中，用到了冷凝器和蒸发器对介质的降温和加热，然后在循环过程中实现冷却水的制造，能量利用率比较低下。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种有效提高热量利用效率的跨临界二氧化碳空气源制冷系统。
为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，包括压缩机、回热器、冷凝器、膨胀阀、冰水器和气液分离器，所述压缩机的出气管与回热器的进气内管连接，回热器的出气内管与冷凝器的进气管连接，冷凝器的出气管与冰水器的进液管之间连接有膨胀阀，冰水器的出气管回接到回热器的进气外管，回热器的出气外管与压缩机的进气管连接，所述冷凝器为翅片式换热器。
进一步优化为：所述冷凝器配合有用于增加其外部空气流动能力的风扇，所述风扇的启停受控于一控制系统，当冷凝器的温度大于设定值时所述控制系统控制风扇工作，当冷凝器的温度小于设定值时，所述控制系统控制风扇停止。
进一步优化为：所述冷凝器的翅片包括与集体固定一体的固定翅片以及与固定翅片滑移连接的活动翅片，所述固定翅片设置有一滑移腔，所述活动翅片设置有一滑移块，所述滑移腔与滑移块之间密封滑移，且滑移腔的腔底与滑移块之间设置有一驱使活动翅片向固定翅片内缩的拉簧。
进一步优化为：所述气液分离器和压缩机之间设置有回油管，所述回油管上设置有回油电磁阀，所述回油电磁阀与控制系统连接，当控制系统收到压缩机缺油信号时，控制系统控制回油电磁阀打开进行回油；当压缩机内油位升至正常水平时，控制系统控制回油电磁阀关闭。
进一步优化为：所述冰水器连接有一循环水系统，所述循环水系统包括一水泵，水泵设于水源和冰水器的进水端之间，冰水器的出水端与用水设备连接。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：1、从压缩机出来的高温气体先通过回热器之后再被冷凝器液化成低温液体，从冰水器出来的低温气体先通过回热器之后再回到压缩机，在这过程中，高温气体将与低温气体之间进行热传递，使得高温气体进入到冷凝器时温度降低，从而减少冷凝器对该高温气体进行降温时的能量消耗，同时低温气体进入到压缩机时的温度会更高，减少压缩机对该气压进行加温时的能量效果，起到多级节能的效果；
2、将冷凝器设置成翅片式换热器这种风冷的方式，相比于现有技术水冷的方式，减少了在内部设置冷却塔，减少能量消耗，这里直接采用翅片与空气换热，将热量散到环境中，从而降低内部气体的流通温度；
3、将翅片设置成固定和活动两种方式，实现自动调节，当温度升高时，活动翅片将会逐渐伸出，从而来提高其散热面积，结合上风扇，提高外部空气的流动能力，进一步增加换热能力。
附图说明
图1为现有技术中二氧化碳热泵制冷系统的流程示意图；
图2为本实施例中二氧化碳空气源制冷系统的流程示意图；
图3为本实施例中的翅片剖面示意图。
图中，1、压缩机；2、回热器；3、冷凝器；4、膨胀阀；5、冰水器；6、气液分离器；7、回油电磁阀；8、水泵；9、水源；10、用水设备；11、风扇；12、固定翅片；121、滑移腔；13、活动翅片；131、滑移块；14、拉簧。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本实用新型的保护范围。
实施例
一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，参照图2和3，包括压缩机1、回热器2、冷凝器3、膨胀阀4、冰水器5和气液分离器6，其中压缩机1采用的是DORIN的型号为CD2000H的往复活塞压缩机1，回热器2采用套管式回热器2，本申请采用的是杭州沈氏节能科技股份有限公司型号为SS-0250GN-U的回热器2，冷凝器3采用诸暨盾安的型号为R744RB1036-1的翅片式换热器，冰水器5采用套管式冰水器5，本申请采用的是杭州沈氏节能科技股份有限公司型号为SS-0300GN-U-6的冰水器5，还包括控制系统、温度传感器和压力传感器，控制系统采用PLC控制器，电子膨胀阀4可采用品牌为卡乐，型号为E3V45ASR00的电子膨胀阀4，电子膨胀阀4的作用一方面降低冷媒的温度，另一方面调节冷媒的流量，本申请中的冷媒采用二氧化碳。
其中，在压缩机1的进气管和出气管上均设置有压力传感器，压力传感器均与控制器连接，系统运行时，若压缩机1的进气管和出气管的压力数值不在设置的正常范围内时，控制器控制系统自动停机；若系统未运行时，控制器也会检测压缩机1的进气管和出气管的压力是否正常；
回热器2包括进气内管、出气内管、进气外管和出气外管，其中，压缩机1的出气管与回热器2的进气内管连接，回热器2的出气内管与冷凝器3的进气管连接，冷凝器3的出气管与冰水器5的进液管之间连接有膨胀阀4，冰水器5的出气管回接到回热器2的进气外管，在此过程中，高温的二氧化碳先通过回热器2，然后进入到冷凝器3进行降温，直接通过翅片实现与外部环境的直接换热降温，在这过程中风扇将吹向冷凝器，加速外部空气的流动，将翅片设置成固定翅片12和活动翅片13两种方式，实现自动调节，当温度升高时，滑移腔121的空气膨胀，推动滑移块131和活动翅片逐渐从固定翅片内伸出，从而来提高其散热面积，当温度降低时，活动翅片将会在拉簧14的作用下回缩，减小散热面积，进而减小冷凝器整体的体积。
由于高温的二氧化碳不能直接进入膨胀阀液化，冷凝器3吸收高温二氧化碳中的热量使得其与外部环境进行热交换降温，同时对外界散热，为了提高其散热效率，冷凝器3配合有用于为其风冷降温的风扇11，风扇11的启停受控于控制系统，当冷凝器3的温度大于设定值时，控制系统控制风扇11工作，当冷凝器3的温度小于设定值时，控制系统控制风扇11停止。
温度降低之后的二氧化碳经过膨胀阀4之后实现液化，然后进入到冰水器5，冰水器连接有一循环水系统，循环水系统包括一水泵8，水泵设于水源9和冰水器的进水端之间，冰水器的出水端与用水设备10连接，从而实现冰水的供应。
从回热器2的出气内管出来的高温二氧化碳气体随后进入冷凝器3进行风冷式散热。在冷凝器3部位，由于二氧化碳的温度远远大于空气中的温度，冷凝器将对二氧化碳气体进行散热，以代替传统的冷却塔式的散热，实现提高工作效率的效果。
气液分离器6采用的为乳山市创新新能源科技有限公司型号为QF40L-6.0L-00的气液分离器6。
从气液分离器6出来的低温二氧化碳气体先进入到回热器的进气外管，然后再从回热器的出气外管进入到压缩机，在这过程中，高温气体将与低温气体之间进行热传递，使得高温气体进入到冷凝器时温度降低，从而减少冷凝器对该高温气体进行降温时的能量消耗，同时低温气体进入到压缩机时的温度会更高，减少压缩机对该气压进行加温时的能量效果，起到多级节能的效果。
在气液分离器6和压缩机1之间设置有回油管，回油管上设置有回油电磁阀7，回油电磁阀7与控制器连接，当控制器收到压缩机1缺油信号时，控制器控制回油电磁阀7打开进行回油；当压缩机1内油位升至正常水平时，控制器控制回油电磁阀7关闭。
上述的压力传感器、温度传感器以及回油电磁阀的启闭均受控于PLC控制器，PLC控制器为现有技术，且此中涉及的逻辑编程也属于现有技术且不属于专利法中的保护客体，在此不做赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，包括压缩机、回热器、冷凝器、膨胀阀、冰水器和气液分离器，其特征在于，所述压缩机的出气管与回热器的进气内管连接，回热器的出气内管与冷凝器的进气管连接，冷凝器的出气管与冰水器的进液管之间连接有膨胀阀，冰水器的出气管回接到回热器的进气外管，回热器的出气外管与压缩机的进气管连接，所述冷凝器为翅片式换热器。
2.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，其特征在于，所述冷凝器配合有用于增加其外部空气流动能力的风扇，所述风扇的启停受控于一控制系统，当冷凝器的温度大于设定值时所述控制系统控制风扇工作，当冷凝器的温度小于设定值时，所述控制系统控制风扇停止。
3.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，其特征在于，所述冷凝器的翅片包括与集体固定一体的固定翅片以及与固定翅片滑移连接的活动翅片，所述固定翅片设置有一滑移腔，所述活动翅片设置有一滑移块，所述滑移腔与滑移块之间密封滑移，且滑移腔的腔底与滑移块之间设置有一驱使活动翅片向固定翅片内缩的拉簧。
4.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，其特征在于，所述气液分离器和压缩机之间设置有回油管，所述回油管上设置有回油电磁阀，所述回油电磁阀与控制系统连接，当控制系统收到压缩机缺油信号时，控制系统控制回油电磁阀打开进行回油；当压缩机内油位升至正常水平时，控制系统控制回油电磁阀关闭。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统，其特征在于，所述冰水器连接有一循环水系统，所述循环水系统包括一水泵，水泵设于水源和冰水器的进水端之间，冰水器的出水端与用水设备连接。
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| CN201821451653.1U CN208887148U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统 |
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| CN201821451653.1U CN208887148U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种跨临界二氧化碳空气源制冷系统 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN208887148U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110953029A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-03 | 陆永刚 | 一种气液两相反复式综合动力系统 |
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2018
- 2018-09-05 CN CN201821451653.1U patent/CN208887148U/zh active Active
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