高效单一制冷工质的二氧化碳制冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及冷库制冷技术领域，尤其是涉及一种高效单一制冷工质的二氧化碳制冷系统。


背景技术：

2.随着冷藏冷冻仓储业的快速发展，近年来国内冷库的建设进入到一个高峰期，冷库的需求量随之增大。目前冷库制冷系统选用的制冷剂主要有氨(nh3)、氟利昂及二氧化碳（r744)三种制冷剂。氨具有毒性且在一定条件下有爆炸的可能性，使用条件相对受限；氟利昂受温室效应的影响，使用量逐渐受限，面临被淘汰的境地；二氧化碳（r744) 是一种大气环境友好型制冷剂，具有广阔的应用前景。但是由于其临界温度较低，临界压力较高，在冷库制冷设计中，作为制冷剂co2需要和其他制冷剂联合使用，主要应用在亚临界制冷系统中。通常情况下，co2作为复叠压缩系统的低温压缩制冷剂或与其他制冷剂交换热量作为载冷剂使用，上述复叠制冷系统中设备部件较多，造价加高，载冷系统存在换热温差，制冷效率相对较低的缺点。co2的跨临界制冷循环机组效率较高，但是，目前主要应用在冷藏柜、汽车空调、热泵机组及人工冰场等场所，较少应用在冷库制冷系统中。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供一种高效单一制冷工质的二氧化碳制冷系统，具体可采取如下技术方案：
4.本实用新型所述的高效单一制冷工质的二氧化碳制冷系统，包括通过管道顺次衔接的压缩机、油分离器、蒸发式冷却器、储液器、乙二醇换热器、闪蒸桶，所述压缩机与闪蒸桶之间设置有第一管路和第二管路，所述第一管路连通在所述闪蒸桶的排气口和压缩机的进口之间，所述第二管路包括设置在闪蒸桶的排液口和回热器的壳程进口之间的第一段、设置在所述回热器的壳程出口和管程进口之间的第二段、以及连通回热器的管程出口与压缩机进口之间的第三段，所述第二段上设置有节流器和蒸发器。
5.所述乙二醇换热器的壳程进口与乙二醇溶液供液管相连，乙二醇换热器的壳程出口与乙二醇溶液排液管相连，乙二醇换热器的管程进口与所述储液器的排液管相连，乙二醇换热器的管程出口与所述闪蒸桶的进口管相连。
6.所述压缩机并列设置有多个。
7.所述油分离器与储油罐相连。
8.所述蒸发式冷却器为模块化结构，由基座、冷却模块和上盖组成，所述基座具有相邻设置的蓄液腔和进气一腔，所述蓄液腔的顶部设置有进液口，蓄液腔的底部设置有排液阀，所述进气一腔设置有位于侧面的进气一口和位于顶部的排气一口，所述进气一口设置有阀门；所述冷却模块位于基座上方，具有冷却腔和分别位于其两侧的进气二腔和分离腔；所述进气二腔的底部设置有与所述排气一口相对应的进气二口，进气二腔的顶部设置有排气二口；所述冷却腔的顶部上设置有进气三口，冷却腔内从上到下设置有喷雾器和co2冷却
盘管，冷却腔的侧壁上开设有与所述分离腔相连通的排气三口，所述排气三口位于所述co2冷却盘管下方；分离腔的顶部设置有排气四口，分离腔的底部设置有与所述进液口相对应的排液口；所述上盖位于冷却模块上方，具有相邻设置的回转腔和排气腔，所述回转腔位于冷却腔和进气二腔上方，回转腔的底部设置有与所述排气二口相对应的进气四口和与所述进气三口相对应的排气五口；所述排气腔的底部设置有与所述排气四口相对应的进气五口，排气腔的顶部设置有用于安装排风机的排风口。
9.本实用新型提供的高效单一制冷工质的二氧化碳制冷系统，用于亚临界工况下制冷，其使用单一工质二氧化碳作为制冷剂，环保、经济，且工程造价低、制冷效率高、系统运行稳定，非常适合于冷库制冷需求。
附图说明
10.图1是本实用新型的结构示意图。
11.图2是图1中蒸发式冷却器的结构示意图。
12.图3是图2的分解图。
具体实施方式
13.下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的工作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。
14.本实用新型所述的高效单一制冷工质的二氧化碳制冷系统，采用环保、经济型制冷剂二氧化碳作为单一制冷剂，在亚临界工况下制冷，采用多手段提高二氧化碳制冷机组的效率及系统稳定性，同时能够回收冷凝排热以满足相关的生产用热需求。
15.具体地，如图1所示，本实用新型所述的高效单一制冷工质的二氧化碳制冷系统，包括通过管道顺次衔接的压缩机1、油分离器2、蒸发式冷却器3、储液器4、乙二醇换热器5、闪蒸桶6，压缩机1与闪蒸桶2之间设置有第一管路和第二管路，第一管路连通在闪蒸桶6的排气口6.1和压缩机1的进口之间，第二管路包括第一段、第二段和第三段，其中，第一段用于连接闪蒸桶6的排液口6.2和回热器7的壳程进口，第二段用于连接回热器7的壳程出口和管程进口，其上依次安装有节流器和蒸发器，第三段用于连接回热器7的管程出口与压缩机1进口。
16.上述乙二醇换热器5的壳程进口与乙二醇溶液供液管5.1相连，乙二醇换热器5的壳程出口与乙二醇溶液排液管5.2相连，乙二醇换热器5的管程进口与储液器4的排液管相连，乙二醇换热器5的管程出口与闪蒸桶6的进口管相连。
17.本实用新型中压缩机1并列设置有三个，油分离器2则与储油罐相连。系统运行时，关闭连通co2换热管8.1进出口管与油分离器2、蒸发式冷却器3连通管之间的阀门，使压缩机1产生的高温、高压co2气体经油分离器2后，进入蒸发式冷却器3冷凝，然后进入储液器4，经乙二醇换热器5降温后，节流进入闪蒸桶6，闪发气体经闪蒸桶6的排气口进入第一管路达到压缩机1由其吸入，闪蒸桶6底部的液体则进入第二管路，即进入回热器7壳程进行过冷后，依次进入节流器和蒸发器变成co2气体，接着回到回热器7管程加热后进入压缩机1进行压缩。
18.上述蒸发式冷却器3区别于传统蒸发式冷凝器，传统蒸发式冷凝器的排气温度受限于来流冷却水的温度，因此冷凝器的排气的携热和携湿能力有限，导致排风机风量和冷却水喷淋量均较大，能耗较高。而本实用新型中的蒸发式冷却器3蒸发散热能力更强，在出口处形成温度较高的饱和湿空气，该饱和湿空气的携热能力和携湿能力均较高，由此降低了排风机的风量和冷却水的流量，排风机能耗和冷却水消耗量均较低，因此具有重要的节能和环保意义。
19.如图2、3所示，蒸发式冷却器3可采用冷风机型冷却器，也可采用模块化蒸发式冷却器。模块化蒸发式冷却器通常由一个基座、至少一个冷却模块和一个上盖组装成。上述基座具有相邻设置的蓄液腔311和进气一腔312，蓄液腔311的顶部设置有进液口k1，蓄液腔311的底部设置有排液阀q，进气一腔312设置有位于侧面的进气一口j1和位于顶部的排气一口p1，进气一口j1处安装有阀门。冷却模块位于基座上方，其具有冷却腔321和分别位于其两侧的进气二腔322和分离腔323，上述进气二腔322的底部设置有与排气一口p1相对应的进气二口j2，进气二腔322的顶部设置有排气二口p2；冷却腔321的顶部上设置有进气三口j3，冷却腔321内从上到下安装有喷雾器324和co2冷却盘管325，冷却腔321的侧壁上开设有与分离腔323相连通的排气三口p3，排气三口p3位于co2冷却盘管325下方；分离腔323的顶部设置有排气四口p4，分离腔323的底部设置有与进液口k1相对应的排液口k2。上盖位于冷却模块上方，具有相邻设置的回转腔331和排气腔332，回转腔331位于冷却腔321和进气二腔322上方，回转腔331的底部设置有与排气二口p2相对应的进气四口j4和与进气三口j3相对应的排气五口p5；排气腔332的底部设置有与排气四口p4相对应的进气五口j5，排气腔332的顶部设置有用于安装排风机333的排风口f。将基座、冷却模块和上盖从下到上依次拼合组装后，排气一口p1和进气二口j2、排气二口p2和进气四口j4、排气五口p5和进气三口j3、排气四口p4和进气五口j5、进液口k1和排液口k2两两组成一个气体通道或液体通道，使气体由进气一腔312依次进入进气二腔322、回转腔331、冷却腔321、分离腔323和排气腔332，液体则由分离腔323进入蓄液腔311。上述采用模块化设计的蒸发式冷却器3，可通过不同方式灵活配置不同数量的冷却模块用以适应不同规模的冷库，极大地方便了冷却器的设计、生产和安装，降低了冷却器产品的生产和维修成本。
20.本实用新型中设置有闪蒸桶6和节流器，co2气体经蒸发式冷却器3冷凝后进入储液器4，经乙二醇换热器5降温后，一次节流进入闪蒸桶6，闪发气体由压缩机1吸入，闪蒸桶6内的液体则进入回热器7进行过冷后，经二次节流接入蒸发器供液管，在此过程中，系统能够利用二次节流供液去除部分闪发气体，从而提高制冷效率。
21.本实用新型中乙二醇换热器5的乙二醇溶液排液管5.2内液体携带的热量可用于地坪防冻加热及co2冷风机系统热醇溶液融霜使用。由于单一co2亚临界循环压缩机组排气压力较高，直接用于co2冷风机热气融霜，冷风机盘管承压较大，存在安全隐患，通过醇溶液融霜安全快捷，同时可以进一步降低co2液体温度，提高制冷效率。
22.需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。