[发明专利]一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统。

背景技术

本发明专利基于以下背景：当今社会严重的环境污染和资源短缺，自然工质替代以及制冷系统的性能提高是研究者亟待解决的问题。CO₂具有良好的热力性能，目前较多应用于蒸发温度较高的空调热泵系统。

现有的CO₂制冷系统中，节流降压元件的节流过程损失较大，系统的性能系数较低。因此，如何减少节流损失，使节流过程接近等熵膨胀过程，提高循环系统的能效，节约能源，是亟待解决的问题。

单级压缩制冷循环的性能系数比较低，对CO₂跨临界循环系统进行性能优化是十分有必要的。采用双级压缩降低排气温度和压缩机耗功是提高CO₂跨临界循环效率的一种有效途径。

涡流管是种结构简单的能量分离装置，由喷嘴、涡流室、冷热两端管等组成。工作时高压气体由进气管进入喷嘴，经喷嘴内膨胀加速后，以很高的速度沿切线方向进入涡流室，气流在涡流室内形成高速涡旋，在涡流管内的中心区域形成回流气体，经过涡流变换后分离成温度不相等的两部气流。其中，处于中心部位的回流气流由冷端孔板流出，形成冷气流，而处于外层部位的气流从热端经热端流出，形成热气流，这就是所谓的“兰克效应’，近年来涡流管在小型空调，移动式空气调节装置上已得到了应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有CO₂双级压缩制冷系统的制冷效率提高的问题上，提供一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统，利用气液分离器分离出的液体及高压气体涡流膨胀分离出的冷端气体制冷，可降低节流损失，有效地改善系统的性能，保护环境、节约能源。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统，包括低压级压缩机、气体冷却器、涡流管、气液分离器、高压级压缩机、辅助换热器、中间换热器和蒸发器；所述高压级压缩机的出口与所述气体冷却器的入口相连接，所述气体冷却器的出口与所述气液分离器入口相连接，所述气液分离器分成两路出口，气体出口与所述涡流管的入口接管相连接，液体出口与所述蒸发器入口接管相连接，所述涡流管冷端出口与所述气液分离器液体出口并联后与所述蒸发器入口相连接，所述蒸发器出口与所述低压级压缩机入口相连接，所述涡流管热端出口与所述辅助换热器入口相连接，所述辅助换热器出口与低压级压缩机出口并联后与所述中间换热器入口相连接，所述中间换热器出口与所述高压级压缩机入口相连接。

所述涡流管热端气体出口经过辅助换热器与低压级压缩机出口并联。

所述辅助换热器及中间换热器都是与周围环境进行换热。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明的一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统，利用气液分离器分离出的液体及高压气体涡流膨胀分离出的冷端气体制冷，可以有效地改善系统的性能。

2、本发明的一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统，具有结构简单、安装方便、工作稳定、节约能源、保护环境。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统，其特征在于，包括低压级压缩机、高压级压缩机、气体冷却器、气液分离器、涡流管、辅助冷却器、中间冷却器和蒸发器；其中：所述高压级压缩机的出口与所述气体冷却器的入口相连接，所述气体冷却器的出口与所述气液分离器的入口相连接，所述气液分离器气体出口与所述涡流管入口相连接，所述气液分离器液体出口与所述涡流管冷端出口并联后接入到所述蒸发器入口端，所述涡流管热端出口和所述辅助冷却器入口相连接，所述辅助冷却器出口与所述低压级压缩机出口并联后接入到所述中间冷却器入口端，所述中间冷却器出口与所述高压级压缩机入口相连接。

所述的一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统，其特征在于，涡流管热端出口经过辅助冷却器返回高压级压缩机。

所述的一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统，其特征在于，气液分离器液体出口与涡流管冷端出口并联后接入蒸发器入口端。

附图说明

图1为一种带涡流管的CO₂双级压缩制冷系统。