一种CO2/NH3复叠式制冷系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种CO2/NH3复叠式制冷系统，包括CO2高温级回路、NH3制冷系统和CO2低温级回路；CO2高温级回路为：CO2变频压缩机中的CO2制冷气体经CO2气体冷却器、冷凝蒸发器、高温级CO2储液罐、经济器后回到CO2变频压缩机，高温级CO2储液罐的CO2液体经冷藏模块后回流到高温级CO2储液罐；NH3制冷系统为：NH3变频压缩机的NH3制冷液体经冷凝蒸发器后进入NH3变频压缩机入口；CO2低温级回路为：经济器的CO2制冷液体经低温级CO2储液罐后回到CO2变频压缩机，低温级CO2储液罐的CO2液体经冷冻模块后回流到低温级CO2储液罐。所述制冷系统安全稳定，结构合理，能源利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及制冷技术，特别涉及一种co2/nh3复叠式制冷系统。
技术介绍
近年来，由于发现氟利昂类制冷剂对大气臭氧层有破坏作用以及能产生温室效应等环境问题，国际上已达成完全禁用CFC类、逐渐限制使用HCFC类制冷剂的共识。为此，全球的科研工作者也积极研宄氟利昂替代技术，其中以研宄人工合成类制冷工质为主，但大量的事实表明，许多人工合成的物质，尽管从一开始看对人类是有益的，但随着该物质的大量和长期的使用，就逐步显现出对生态环境的巨大破坏作用，每年达到数十万吨的消耗量。使用的人工合成类制冷工质的绝大部分将扩散到大气中去，有的物质在大气中存留数百年，有的物质分解后会产生其他副作用或是分解出有害物质，始终对地球的生态环境存在着潜在的危险。氨与二氧化碳作为自然工质，其臭氧层消耗潜能(ODP)为0，全球变暖潜能(GWP)不大于1，具有良好的热力学性能，价格低廉。在常规的制冷温度范围内(_50°C?-10°c )是适用的，他们几乎适用于制冷空调领域的所有场合，是最具应用前景的自然制冷工质。但氨具有一定的毒性和可燃性，安全性低，从而限制了它在制冷空调领域中的使用。二氧化碳为自然工质，无毒，不可燃，也不助燃，在一定程度上能够弥补氨制冷剂的缺陷。co2/nh3复叠式制冷系统能明显降低氨的充注量，同时由于低温级采用CO2，从而可以避免氨与食品、人群等直接接触，降低氨制冷系统的危险性，增加系统运行的安全性。另外，co2/nh3复叠式制冷系统的氨制冷剂循环部分可以在生产厂家直接安装，提高焊接质量，可增加系统的安全，避免氨的泄露，用户只需要现场安装载冷剂系统即可。由于co2/nh3复叠式制冷系统具有上述优越性而得到了广泛的应用。但C02/NH3复叠式制冷系统与氨单级制冷系统相比在制取单位的冷量时的耗功有一个节能的临界制冷温度(一般为-35°C?-20°C )，当0)2/见13复叠式制冷系统在制冷温度高于该制冷临界温度时，与氨单级制冷系统相比，其节能效果并不显著。这主要是因为在0)2/册13复叠式制冷系统中增加了二氧化碳压缩机，从而增加了功耗，降低了系统的C0P。目前出现的复叠式制冷系统是由高温级回路和低温级回路两部分组成，高温级回路和低温级回路之间通过一个冷凝蒸发器联系起来，该冷凝蒸发器作为高温回路的蒸发器，又作为低温回路的冷凝器。申请号为CN201310488799.9的中国专利技术专利公开了一种二氧化碳复叠式商用制冷系统，由高温级回路和低温级回路共同构成复叠式制冷环路，在高温级回路和低温级回路中分别设置有多个并联连接的制冷压缩机，并且在高温级回路中采用R404A、Rl34A、R717或R410A环保型制冷剂，在低温级回路中使用天然工质R744。可以根据用户热负荷的变化调节制冷压缩机的运行台数和工作频率，低温级储液器配置了应急冷源，在停电、主机故障等非常规条件下应急冷源自动启动运行。但整个系统配备多个二氧化碳压缩机，虽然可以起到环保的作用，但是功耗比较大，能源利用率比较低，且高温级储液器和低温级储液器均只能存储液体，对CO2制冷循环过程中的CO 2液相进行了利用，没有对CO 2气相进行合理处理。申请号为CN200810053374.4的中国专利技术专利公开了一种C02/NH3复叠式制冷系统，由順3制冷循环系统和CO2制冷循环系统组成，NH 3制冷循环系统与CO2制冷循环系统的冷凝器连接，在CO2制冷循环系统的液相CO 2储液器和CO 2制冷循环节流装置之间连接有CCV液泵，在CO 2液泵的进口与出口之间连接由CO 2液泵旁通阀，在CO 2制冷压缩机的进口与出口之间连接有CO2制冷压缩机旁通阀。在制取制冷温度高于节能的临界制冷温度的冷量时，关闭CO2制冷压缩机，达到节约能源的作用。但仅产生一级的制冷温度，液相CO 2储液器中只能存储液体，对CO2制冷循环过程中的CO 2液相进行了利用，没有对CO 2气相进行合理处理。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供一种安全稳定，结构紧凑，能源利用率高的co2/nh3复叠式制冷系统。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为:一种co2/nh3复叠式制冷系统，包括CO2高温级回路、NH 3制冷系统和CO 2低温级回路；所述CO2高温级回路为:C0 2变频压缩机的出口连接CO 2气体冷却器，CO 2气体冷却器的出口连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器的0)2制冷液体连接至高温级0)2储液罐，高温级CO2储液罐的高温级CCV液体在第一 CO2抽送泵的作用下到达冷藏模块后回流到高温级CO 2储液罐，高温级CO2储液罐中的CO 2气体连接至冷凝蒸发器的进口，高温级CO 2储液罐中的高温级CCV液体分两路连接至经济器的进口，其中一路上连接一节流阀10，经济器的CO2制冷剂气体连接至CO2变频压缩机；所述的順3制冷系统为:NH/变频压缩机的出口连接至所述的冷凝蒸发器，所述冷凝蒸发器冊3制冷气体连接至NH /变频压缩机入口 ；所述CO2低温级回路为:所述经济器的CO 2制冷剂液体连接至低温级CO 2储液罐，低温级0)2储液罐的低温级CO2液体在第二 CO 2抽送泵的作用下到达冷冻模块后回流到低温级0)2储液罐，低温级CO 2储液罐的CO 2制冷剂气体连接至CO 2变频压缩机。进一步的，所述低温级CO2储液罐还连接一制冷系统，所述制冷系统为:制冷压缩机的出气口连接风冷冷凝器，风冷冷凝器的出口连接蒸发盘管，蒸发盘管的出口连接制冷压缩机，所述蒸发盘管设置在所述低温级CO2储液罐中。进一步的，制冷压缩机所使用的制冷剂为R507制冷剂。进一步的，所述NH#lj冷系统还包括:NH/变频压缩机的出口连接第二油分离器，第二油分离器的冷却油出口输油管连接第二油冷却器，第二油冷却器的出口连接NH3变频压缩机，第二油分离器的順3制冷剂气体出口连接至NH 3制冷循环冷凝器，NH 3制冷循环冷凝器中的册13制冷液体连接至冷凝蒸发器，冷凝蒸发器的NH 3制冷气体连接至NH 3变频压缩机。进一步的，CO/变频压缩机的出口连接第一油分离器，第一油分离器的冷却油出口输油管连接第一油冷却器，第一油冷却器的出口连接CO2变频压缩机，第一油分离器的CO2制冷剂气体出口连接至CO2气体冷却器。进一步的，所述经济器的0)2制冷剂液体通过节流阀连接至低温级CO 2储液罐。本技术的有益效果在于:通过将高温级0)2储液罐的高温级0)2液体经具有温度差的两路连接经济器，使经济器达到对高温级CCV液体进行过冷的效果；由于采用了 NH3制冷系统与CO2制冷系统进行冷却交换，充分利用了 NH 3作为工质制冷效率高，成本低的特点，但由于NH3有毒且相对稳定性差，则将NH 3制冷系统与CO 2制冷系统相对隔离，可以将NH 3压缩机置于用冷环境外部，在降低成本、提高制冷效率的同时，提高了安全性；另外，高温级0)2储液罐和低温级CO 2储液罐中的CO 2制冷工质，经部分气化后，气液相混合回流到储液罐，使得相应的管路以及储液罐体积小，结构紧凑且安全，实现了对CO2制冷剂的合理利用。【附图说明】图1为本技术实施例的0)2/册13复叠式制冷系统结构示意图。标号说明:1、CO2变频压缩机；2、第一油冷却器；3、第一油分离器；4、CO2气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CO2/NH3复叠式制冷系统，其特征在于，包括CO2高温级回路、NH3制冷系统和CO2低温级回路；所述CO2高温级回路为：CO2变频压缩机的出口连接CO2气体冷却器，CO2气体冷却器的出口连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器的CO2制冷液体连接至高温级CO2储液罐，高温级CO2储液罐的高温级CO2液体在第一CO2抽送泵的作用下到达冷藏模块后回流到高温级CO2储液罐，高温级CO2储液罐中的CO2气体连接至冷凝蒸发器的进口，高温级CO2储液罐中的高温级CO2液体分两路连接至经济器的进口，其中一路上连接一节流阀，经济器的CO2制冷剂气体连接至CO2变频压缩机；所述的NH3制冷系统为：NH3变频压缩机的出口连接至所述的冷凝蒸发器，所述冷凝蒸发器NH3制冷气体连接至NH3变频压缩机入口；所述CO2低温级回路为：所述经济器的CO2制冷剂液体连接至低温级CO2储液罐，低温级CO2储液罐的低温级CO2液体在第二CO2抽送泵的作用下到达冷冻模块后回流到低温级CO2储液罐，低温级CO2储液罐的CO2制冷剂气体连接至CO2变频压缩机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林汝捷，魏德强，
申请(专利权)人：福建雪人股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35