CN216347146U - 用于二氧化碳制冷的压力维持系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二氧化碳制冷技术领域，具体是一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，包括有冷却模块和多个二氧化碳制冷模块；二氧化碳制冷模块包括有二氧化碳机组以及与二氧化碳机组连通的储液罐，储液罐内设有压力检测组件和液位检测组件，液位检测组件用于检测储液罐内的二氧化碳液面高度；多个二氧化碳制冷模块的储液罐的气体出口均与冷却模块的输入端连接，多个二氧化碳制冷模块的储液罐的液体入口均与冷却模块的输出端连接。本实用新型实现通过监测二氧化碳制冷模块的压力、液面高度调整冷却模块的工作功率和工作频率，同时对多个二氧化碳制冷模块进行降压，使二氧化碳制冷模块的压力维持在安全范围，降低二氧化碳制冷模块的设计成本和难度。

Description

用于二氧化碳制冷的压力维持系统

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳制冷技术领域，尤其涉及一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统。

背景技术

使用氢氟烃类工质进行制冷会破坏臭氧层并产生强烈的温室效应。而二氧化碳是一种天然冷媒，它无毒、不可燃，消耗臭氧潜能值为零，全球变暖潜能值为1，二氧化碳还具有优良的热物理性质，随着人们对环保性能要求越来越高，基于二氧化碳的制冷系统，重新在制冷领域得到了广泛应用。

现有的二氧化碳制冷系统在运行过程和停机过程对承压要求不同，尤其是在二氧化碳亚临界制冷系统中，压缩机的排气压力不能超过5.0MPa。但是在夏季，当二氧化碳制冷系统停机，储液罐及制冷系统温度较高，当温度达到30℃时，对应饱和压力达到7.3MPa。现在大多的二氧化碳制冷系统为了系统安全，基本都是按照最高压力设计，但是这就大大增加设计成本和难度。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，用以解决现有技术中的二氧化碳制冷系统存在为了安全按照最高压力标准设计，大大增加了设计成本和难度等缺陷，实现了同时对多个二氧化碳制冷模块进行降压，使得二氧化碳制冷模块压力维持在安全范围内，且可以通过监测二氧化碳制冷模块的实时情况实时调整冷却模块的运行频率，保证了二氧化碳制冷模块的压力处于安全范围内，降低了二氧化碳制冷模块的设计成本和难度。

本实用新型提供一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，包括有冷却模块和多个二氧化碳制冷模块；

所述二氧化碳制冷模块包括有二氧化碳机组以及与所述二氧化碳机组连通的储液罐，所述储液罐内设置有压力检测组件和液位检测组件，所述压力检测组件用于检测所述储液罐内的压力，所述液位检测组件用于检测所述储液罐内的二氧化碳液面高度；

多个所述二氧化碳制冷模块的所述储液罐的气体出口均与所述冷却模块的输入端连接，多个所述二氧化碳制冷模块的所述储液罐的液体入口均与所述冷却模块的输出端连接。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述二氧化碳制冷模块包括有第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端与所述储液罐的气体出口连通，所述第一连接件的另一端与所述冷却模块的输入端连接，所述第二连接件的一端与所述储液罐的液体入口连通，所述第二连接件的另一端与所述冷却模块的输出端连接，所述第一连接件上设置有第一调节阀，所述第二连接件上设置有第二调节阀。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述第一连接件上还设置有第一流量计，所述第二连接件还上设置有第二流量计。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述冷却模块包括有冷却机组以及与所述冷却机组连接的换热器，所述换热器的一端与所述第一连接件的另一端连接，所述换热器的另一端与所述第二连接件的另一端连接。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述冷却机组包括有冷却压缩机、冷凝器和冷却节流阀，所述冷却压缩机的一端与所述换热器的一端连接，所述冷却压缩机的另一端与所述冷凝器的一端连接，所述冷凝器的另一端与所述冷却节流阀的一端连接，所述冷却节流阀的另一端与所述换热器的另一端连接。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述第二连接件和所述换热器之间设置有二氧化碳工质泵。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述二氧化碳机组包括有二氧化碳压缩机、气体冷却器和蒸发器，所述二氧化碳压缩机的一端与所述气体冷却器的一端连接，所述气体冷却器的另一端与所述储液罐的上端的气体入口连通，所述蒸发器的一端与所述储液罐的下端的液体出口连通，所述蒸发器的另一端与是二氧化碳压缩机的另一端连接。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述二氧化碳机组还包括有第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀的一端与所述气体冷却器连接，所述第一节流阀的另一端与所述储液罐上端的气体入口连通，所述第二节流阀的一端与所述蒸发器连接，所述第二节流阀的另一端与所述储液罐的液体出口连通。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述压力检测组件包括有至少一个压力传感器，所述压力传感器固定安装在所述储液罐的内壁面上。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，所述液位检测组件包括有至少一个液位传感器，所述液位传感器固定安装在所述储液罐的侧壁面上。

根据本实用新型提供的一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，通过冷却模块对气体二氧化碳进行降温后得到液体二氧化碳，然后液体二氧化碳从冷却模块的输出端经过储液罐的液体入口输送到储液罐内，储液罐内的液体二氧化碳通过液体出口输送给二氧化碳机组，进而在实现了二氧化碳循环的同时，对二氧化碳机组进行降温，降低了二氧化碳制冷模块的压力。通过将冷却模块同时与多个二氧化碳制冷模块的储液罐连接，使得冷却模块可以同时对多个二氧化碳制冷模块进行降压，使得二氧化碳制冷模块的压力维持在安全范围。通过压力检测组件实时检测储液罐内的压力，并根据检测得到的压力值增大或降低冷却模块的工作功率。通过液位检测组件实时检测储液罐内的液面高度，然后根据储液罐内的二氧化碳液面高度以及二氧化碳机组的二氧化碳使用情况来判断冷却模块的工作功率。实现了通过监测二氧化碳制冷模块的压力、液面高度等实时情况实时进行调整冷却模块的工作功率和工作频率，保证了二氧化碳制冷模块的压力处于安全范围内，降低了二氧化碳制冷模块的设计成本和难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的用于二氧化碳制冷的压力维持系统的结构示意图；

附图标记：

1：冷却模块； 2：二氧化碳制冷模块； 11：冷却机组；

12：换热器； 21：二氧化碳机组； 22：储液罐；

23：压力检测组件； 24：液位检测组件； 25：第一连接件；

26：第二连接件； 27：第一调节阀； 28：第二调节阀；

111：冷却压缩机； 112：冷凝器； 113：冷却节流阀；

211：二氧化碳压缩机； 212：气体冷却器； 213：蒸发器；

214：第一节流阀； 215：第二节流阀； 251：第一流量计；

261：第二流量计； 262：二氧化碳工质泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1描述本实用新型的用于二氧化碳制冷的压力维持系统。

如附图1所示，用于二氧化碳制冷的压力维持系统包括有冷却模块1和多个二氧化碳制冷模块2。

具体来说，二氧化碳制冷模块2包括有二氧化碳机组21以及与二氧化碳机组21连通的储液罐22，储液罐22内设置有压力检测组件23和液位检测组件24，压力检测组件23用于检测储液罐22内的压力，液位检测组件24用于检测储液罐22内的二氧化碳液面高度。

多个二氧化碳制冷模块2的储液罐22的气体出口均与冷却模块1的输入端连接，多个二氧化碳制冷模块2的储液罐22的液体入口均与冷却模块1的输出端连接。

冷却模块1在使用时，将储液罐22的上端的气体入口与二氧化碳机组21的一端连通，将储液罐22的底端的液体出口与二氧化碳机组21的另一端连通。二氧化碳机组21的气体二氧化碳通过气体入口进入储液罐22，然后通过气体出口输送到冷却模块1，冷却模块1对气体二氧化碳进行降温后得到液体二氧化碳，然后液体二氧化碳从冷却模块1的输出端经过储液罐22的液体入口输送到储液罐22内，储液罐22内的液体二氧化碳通过液体出口输送给二氧化碳机组21，进而在实现了二氧化碳循环的同时，对二氧化碳机组21进行降温，降低了二氧化碳制冷模块2的压力。

通过将冷却模块1同时与多个二氧化碳制冷模块2的储液罐22连接，使得冷却模块1可以同时对多个二氧化碳制冷模块2进行降压，使得二氧化碳制冷模块2的压力维持在安全范围。

且压力检测组件23实时检测储液罐22内的压力，当压力检测组件23检测到储液罐22内的压力超过二氧化碳制冷模块2的最高运行压力时，增加冷却模块1的工作功率和工作频率，使得冷却模块1保持最大功率进行工作，进而实现在最短时间内降低二氧化碳制冷模块2的压力。当压力检测组件23检测到储液罐22内的压力低于最低预设压力时，使得冷却模块1暂停工作或间歇性工作。

且液位检测组件24实时检测储液罐22内的液面高度，当液位检测组件24检测到储液罐22内的二氧化碳液面高度高于预设范围值时，降低冷却模块1的工作功率和工作频率。当液位检测组件24检测到储液罐22内的二氧化碳液面高度位于预设范围值内时，则根据二氧化碳机组21的二氧化碳使用情况来判断冷却模块1的工作功率，若储液罐22下端流出的二氧化碳多于上端流入的，则增大冷却模块1的功率，反之，则降低冷却模块1的功率。当液位检测组件24检测到储液罐22内的二氧化碳液面高度低于预设的范围值时，则增加冷却模块1的工作功率和工作频率。实现了通过监测二氧化碳制冷模块2的压力、液面高度等实时情况实时调整冷却模块1的工作功率和工作频率，保证了二氧化碳制冷模块2的压力处于安全范围内，降低了二氧化碳制冷模块2的设计成本和难度。

其中，在本实用新型的可选实施例中，气体出口和液体入口均位于储液罐22的上半部，气体出口位于液体入口的下方。但是应当了解，气体出口和液体入口还可以位于储液罐22上任何合适的位置。

进一步的，如附图1所示，二氧化碳制冷模块2包括有第一连接件25和第二连接件26，第一连接件25的一端与储液罐22的气体出口连通，第一连接件25的另一端与冷却模块1的输入端连接，第二连接件26的一端与储液罐22的液体入口连通，第二连接件26的另一端与冷却模块1的输出端连接，第一连接件25上设置有第一调节阀27，第二连接件26上设置有第二调节阀28。

在使用时，当压力检测组件23检测到储液罐22内的压力超过二氧化碳制冷模块2的最高运行压力时，将第一调节阀27和第二调节阀28完全打开，并将冷却模块1的功率调整到最大，进而在最短时间内降低二氧化碳制冷模块2的压力。当压力检测组件23检测到储液罐22内的压力低于最低预设压力时，将第一调节阀27和第二调节阀28的开度均调整到最小但是不完全关闭，此时将冷却模块1关闭或者调整到最小功率即可。

根据第一调节阀27的开度大小就可以确定储液罐22通过第一调节阀27流出的二氧化碳的量，根据第二调节阀28的开度大小就可以确定通过第二调节阀28流入储液罐22内的二氧化碳的量。进而可以得到二氧化碳流入量和流出量的差值，通过调整二氧化碳流入量和流出量的差值就可以实现对储液罐22内液面高度的调整。然后通过将全部二氧化碳制冷模块2的第二调节阀28的开度进行加权求和，进而可以得到冷却模块1需要输出的二氧化碳的总量，实现了根据实际情况对冷却模块1的工作功率和工作频率进行调整，使得冷却模块1输出的二氧化碳总量可以刚好满足全部二氧化碳制冷模块2的需求。

然后根据液位检测组件24检测到的储液罐22内的液面高度，当液面高度高于预设范围值时，将全部第一调节阀27和第二调节阀28均调整为最小开度，然后将全部第二调节阀28的开度进行加权求和，进而确定冷却模块1的工作功率。当液面高度位于预设范围值时，先对此时进出二氧化碳机组21的量进行对比，如果进入二氧化碳机组21的量大于出来的量，则说明储液罐22内的二氧化碳液面高度会不断降低，需要增大第二调节阀28的开度，然后将全部第二调节阀28的开度进行加权求和，进而确定冷却模块1的工作功率和第一调节阀27的开度；如果进入二氧化碳机组21的量小于出来的量，则说明储液罐22内的二氧化碳液面高度会不断上升，需要减小第二调节阀28的开度，然后将全部第二调节阀28的开度进行加权求和，进而确定冷却模块1的工作功率和第一调节阀27的开度。当液面高度低于预设范围值时，将第一调节阀27和第二调节阀28的开度调节到最大，然后将全部第二调节阀28的开度进行加权求和，进而确定冷却模块1的工作功率。实现了通过监测二氧化碳制冷模块2的压力、液面高度等实时情况实时进行调整冷却模块1的工作功率和工作频率，保证了二氧化碳制冷模块2的压力处于安全范围内，降低了二氧化碳制冷模块2的设计成本和难度。

其中，在本实用新型的可选实施例中，第一连接件25和第二连接件26例如为连接管道。但是应当了解，第一连接件25和第二连接件26还可以是其他任何合适的可以传输二氧化碳的结构件。

其中，在本实用新型的可选实施例中，第一调节阀27和第二调节阀28均例如为电动调节阀。但是应当了解，第一调节阀27和第二调节阀28还可以是其他任何合适的阀门。

其中，如附图1所示，第一连接件25上还设置有第一流量计251，第二连接件26还上设置有第二流量计261。在使用时，第一流量计251对经过第一连接件25的二氧化碳的量进行精准计算，第二流量计261对经过第二连接件26的二氧化碳的量进行精准计算，可以对流入及流出储液罐22的二氧化碳的量差值，可以对冷却模块1的工作功率和工作频率进行精准实时调整，实现对储液罐22液面高度的精准调控。

进一步的，如附图1所示，冷却模块1包括有冷却机组11以及与冷却机组11连接的换热器12，换热器12的一端与第一连接件25的另一端连接，换热器12的另一端与第二连接件26的另一端连接。在使用时，冷却机组11用于对换热器12进行降温，储液罐22内温度较高的二氧化碳通过第一连接件25输送到换热器12的一端，然后从换热器12的另一端输送到第二连接件26，二氧化碳经过换热器12时与换热器12发生热量交换，使得输送到第二连接件26的二氧化碳的温度降低，然后低温的二氧化碳回到储液罐22内用于给二氧化碳机组21降温。

其中，如附图1所示，第二连接件26和换热器12之间设置有二氧化碳工质泵262。在使用时，二氧化碳工质泵262用于将从换热器12的另一端输出的二氧化碳驱动到第二连接件26内，然后回到储液罐22内。

其中，在本实用新型的可选实施例中，换热器12例如为板式换热器12。但是应当了解，换热器12还可以是其他任何合适的换热元件。

其中，如附图1所示，冷却机组11包括有冷却压缩机111、冷凝器112和冷却节流阀113，冷却压缩机111的一端与换热器12的一端连接，冷却压缩机111的另一端与冷凝器112的一端连接，冷凝器112的另一端与冷却节流阀113的一端连接，冷却节流阀113的另一端与换热器12的另一端连接。在使用时，冷凝器112往冷却节流阀113输送低温工质，根据实际需求对冷却节流阀113进行调节，控制通过冷却节流阀113流向换热器12的低温工质的量，低温工质流经换热器12时带走换热器12的热量，然后输送到冷却压缩机111处，冷却压缩机111对工质进行压缩后输送到冷凝器112处，进而形成了工质循环，实现了对换热器12的降温。

进一步的，如附图1所示，二氧化碳机组21包括有二氧化碳压缩机211、气体冷却器212和蒸发器213，二氧化碳压缩机211的一端与气体冷却器212的一端连接，气体冷却器212的另一端与储液罐22的上端的气体入口连通，蒸发器213的一端与储液罐22的下端的液体出口连通，蒸发器213的另一端与是二氧化碳压缩机211的另一端连接。在使用时，气体冷却器212将二氧化碳气体通过气体入口输送到储液罐22内，然后输送到冷却模块1进行降温得到液体二氧化碳，并回到储液罐22内，然后储液罐22内的液体二氧化碳输送到蒸发器213，蒸发器213对二氧化碳进行蒸发后输送到二氧化碳压缩机211，二氧化碳压缩机211对二氧化碳进行压缩后输送到气体冷却器212内，进而在实现二氧化碳制冷循环的同时，降低了二氧化碳机组21和储液罐22内的压力。

其中，如附图1所示，二氧化碳机组21还包括有第一节流阀214和第二节流阀215，第一节流阀214的一端与气体冷却器212连接，第一节流阀214的另一端与储液罐22上端的气体入口连通，第二节流阀215的一端与蒸发器213连接，第二节流阀215的另一端与储液罐22的液体出口连通。在使用时，第一节流阀214可以控制进入储液罐22的二氧化碳气体的量，并且通过第一节流阀214的开度可以得知进入储液罐22的二氧化碳的量是多少，第二节流阀215可以对储液罐22流到蒸发器213的二氧化碳进行节流与流量控制，且通过第一节流阀214的开度可以得知储液罐22流向蒸发器213的二氧化碳的量是多少，进而可以得到进入二氧化碳机组21的二氧化碳的量与二氧化碳机组21排出的二氧化碳的量的差值，从而可以判断是否需要增加储液罐22内的二氧化碳液面高度，进而可以确定冷却模块1的工作功率。

进一步的，压力检测组件23包括有至少一个压力传感器，压力传感器固定安装在储液罐22的内壁面上。在使用时，压力传感器实时检测储液罐22内的压力，进而可以得知二氧化碳制冷模块2的压力值，使得冷却模块1可以实时的根据二氧化碳制冷模块2的压力值来调整工作功率和工作频率。

进一步的，液位检测组件24包括有至少一个液位传感器，液位传感器固定安装在储液罐22的侧壁面上。在使用时，液位传感器实时检测储液罐22内的二氧化碳液面高度，根据储液罐22内的二氧化碳液面高度，对第一调节阀27和第二调节阀28的开度进行调节，然后将全部的第二调节阀28的开度进行加权求和，进而可以确定冷却模块1的工作功率和工作频率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，包括有冷却模块和多个二氧化碳制冷模块；

所述二氧化碳制冷模块包括有二氧化碳机组以及与所述二氧化碳机组连通的储液罐，所述储液罐内设置有压力检测组件和液位检测组件，所述压力检测组件用于检测所述储液罐内的压力，所述液位检测组件用于检测所述储液罐内的二氧化碳液面高度；

多个所述二氧化碳制冷模块的所述储液罐的气体出口均与所述冷却模块的输入端连接，多个所述二氧化碳制冷模块的所述储液罐的液体入口均与所述冷却模块的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述二氧化碳制冷模块包括有第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端与所述储液罐的气体出口连通，所述第一连接件的另一端与所述冷却模块的输入端连接，所述第二连接件的一端与所述储液罐的液体入口连通，所述第二连接件的另一端与所述冷却模块的输出端连接，所述第一连接件上设置有第一调节阀，所述第二连接件上设置有第二调节阀。

3.根据权利要求2所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述第一连接件上还设置有第一流量计，所述第二连接件还上设置有第二流量计。

4.根据权利要求2或3所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述冷却模块包括有冷却机组以及与所述冷却机组连接的换热器，所述换热器的一端与所述第一连接件的另一端连接，所述换热器的另一端与所述第二连接件的另一端连接。

5.根据权利要求4所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述冷却机组包括有冷却压缩机、冷凝器和冷却节流阀，所述冷却压缩机的一端与所述换热器的一端连接，所述冷却压缩机的另一端与所述冷凝器的一端连接，所述冷凝器的另一端与所述冷却节流阀的一端连接，所述冷却节流阀的另一端与所述换热器的另一端连接。

6.根据权利要求4所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述第二连接件和所述换热器之间设置有二氧化碳工质泵。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述二氧化碳机组包括有二氧化碳压缩机、气体冷却器和蒸发器，所述二氧化碳压缩机的一端与所述气体冷却器的一端连接，所述气体冷却器的另一端与所述储液罐的上端的气体入口连通，所述蒸发器的一端与所述储液罐的下端的液体出口连通，所述蒸发器的另一端与是二氧化碳压缩机的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述二氧化碳机组还包括有第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀的一端与所述气体冷却器连接，所述第一节流阀的另一端与所述储液罐上端的气体入口连通，所述第二节流阀的一端与所述蒸发器连接，所述第二节流阀的另一端与所述储液罐的液体出口连通。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述压力检测组件包括有至少一个压力传感器，所述压力传感器固定安装在所述储液罐的内壁面上。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的用于二氧化碳制冷的压力维持系统，其特征在于，所述液位检测组件包括有至少一个液位传感器，所述液位传感器固定安装在所述储液罐的侧壁面上。

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