[发明专利]一种制冷系统及空调

说明书

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种制冷系统以及应用所述制冷系统的空调。

背景技术

无论是在工业生产还是在日常生活中，制冷设备已变得十分普遍，而且必不可少。随着工业技术的不断进步，制冷技术也在不断发展，更加高效与环保。

制冷就是使某一空间或某物体达到低于其周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。制冷系统就是要完成这一任务，包括制冷剂和制冷设备。制冷设备通常包括压缩机、冷却器、节流部件和蒸发器四个基本部分。制冷剂在蒸发器中汽化吸热，然后在冷凝器凝结放热，从而达到热量转移的目的。自然条件下，热量不会主动从温度低的地方传递到温度高的地方，这样就需要制冷设备来强制制冷剂按如上方式在制冷设备中变化。

从上面的制冷原理中可以看出，制冷剂是热量传递的介质，被称为制冷系统中的“血液”。当前能做制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等，例如R12、R22、R134a、R404A和R410A等。

随着臭氧层变薄和全球变暖等环境问题的日益严重，制冷剂对环境的危害得到了人们的重视。人们开始有意识地逐步和强制淘汰对环境危害大的制冷剂，并且鼓励开发和使用环保制冷剂。

二氧化碳作为环境友好型的自然工质又开始得到了人们的重视，相对于现在常用的制冷剂，二氧化碳具有很多独特的优势。首先，破坏臭氧潜能值（ODP）为0、全球变暖潜能值（GWP）为1，远优于其他制冷剂；其次，安全无毒、不可燃，而且不会产生任何降解物；再次，较高的换热系数和较好的传热特性，可显著减少压缩机与系统的尺寸，是整个系统更加紧凑。

但是现有技术面临最大的问题是，二氧化碳在现有的制冷系统中制冷效率均偏低，这也是作为制冷剂，二氧化碳具有这么多优良特性却未被广泛应用的原因。改变这种情况需重新设计一种制冷系统。

发明内容

本发明提供一种制冷系统，以解决二氧化碳在现有制冷系统中效率较低的问题。

本发明提供的一种制冷系统，包括蒸发器、初级压缩机、第一冷却器、二级压缩机、第二冷却器、膨胀机和制冷剂管，所述制冷剂管分段设置；所述蒸发器、初级压缩机、第一冷却器、二级压缩机、第二冷却器和膨胀机依次通过所述制冷剂管相连；所述膨胀机与所述蒸发器通过制冷剂管相连；其中，所述膨胀机利用该制冷剂膨胀做功，消耗制冷剂的内能驱动所述膨胀机的旋转轴旋转，该膨胀机的旋转轴带动所述二级压缩机工作。

可选的，所述膨胀机为往复活塞式膨胀机、滚动活塞式、摆动转子式、螺杆式、涡旋式或者透平式膨胀机中的一种。

可选的，所述初级压缩机为流量可控压缩机。

可选的，所述初级压缩机可为旋转叶片式压缩机、曲轴连杆式压缩机、轴向活塞式压缩机、滚动活塞式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机或者涡旋式压缩机。

可选的，所述二级压缩机可为旋转叶片式压缩机、往复活塞式压缩机、滚动活塞式、摆动转子式、螺杆式压缩机、离心式压缩机或者涡旋式压缩机。

可选的，所述二级压缩机和所述膨胀机集成一体，两者的旋转轴同轴且相互固定连接。

可选的，所述第一冷却器和所述第二冷却器相互独立且可以固结为一体。

可选的，所述第二冷却器和所述膨胀机之间可以设置有储存干燥器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点:

本发明提供的一种制冷系统，包括蒸发器、初级压缩机、第一冷却器、二级压缩机、第二冷却器、膨胀机和制冷剂管，所述制冷剂管分段设置，所述蒸发器、初级压缩机、第一冷却器、二级压缩机、第二冷却器、膨胀机和蒸发器依次通过所述制冷剂管相连，所述膨胀机通过消耗制冷剂的内能驱动所述膨胀机的旋转轴旋转，该膨胀机带动所述二级压缩机工作。这样的制冷系统利用所述膨胀机回收二氧化碳的膨胀功，并用于制冷过程中的二次压缩，减少了能量损失并增加了制冷量，从而提高了制冷效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种汽车空调制冷系统的原理图；

图2是现有技术制冷系统的原理图。

图示说明：

1、蒸发器；2、汽车发动机；3、初级压缩机；4、第一冷却器；5、二级压缩机；6、第二冷却器；7、膨胀机。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

图1示出了本发明提供的一种空调制冷系统的实施例。