[发明专利]一种双涡流管耦合的CO2

说明书

本发明公开了一种双节流阀和双涡流管耦合的CO₂双级压缩双级节流制冷系统。本发明双节流阀和双涡流管耦合的CO₂双级压缩双级节流制冷系统包括一个热端改装扩压管的气液两相涡流管、一个气液两相涡流管、低温蒸发器、中温蒸发器、低温压缩机、高温压缩机、并行压缩机、气体冷却器、高压节流阀、气液分离器、低压节流阀、三相阀。双节流阀和双涡流管相耦合，二者相辅相成，在满足了单涡流管不能满足大多数工况需求的同时解决了夏季因环境温度升高CO₂双级压缩系统性能降低的问题。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及以一种双节流阀和双涡流管耦合的CO₂双级压缩双级节流制冷系统。

背景技术

随着社会的飞速发展，造成的资源匮乏和环境破坏，引发当今国际社会共同关注节能环保这一关乎可持续性发展的重要议题。自然工质替代以及制冷系统的性能提高是制冷行业工作者亟待解决的问题。为了解决这一问题及顺利地履行联合国气候变化框架公约巴黎协定，越来越多的人将目光抛向了自然工质R744，即二氧化碳。

CO₂作为一种环境友好型天然制冷工质，ODP＝0，GWP＝1，对大气臭氧层没有破坏作用，可以减少全球温室效应，来源广泛，无需回收，可以大大降低制冷剂替代成本，节约能源，从根本上解决化合物对环境的污染问题，具有良好的经济性。CO₂分子量小，单位容积制冷量大。同时，CO₂具有高密度和低粘度，其流动损失小、传热效果良好。最重要的是，CO₂安全无毒、不可燃，并具有良好的化学稳定性。较同为自然工质的NH₃的毒性，R290的易燃性，CO₂让人使用放心。尽管优点显著，但CO₂高的临界压力和低的临界温度也给它做制冷剂带来了极大的节流损失。采用传统的膨胀阀，前后节流较大的损失导致的较低COP，让它在众多传统CFC或HCFC工质面前黯然失色，被迫充当载冷剂或是复叠循环低温工质。而采用膨胀机则面临膨胀机成本高效率低下等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种切实可行的能减少前后节流损失的CO₂双级制冷循环，在减少能源消耗的同时，增大制冷量，并提高系统性能。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种双涡流管耦合的CO₂双级压缩制冷系统，包括一个高压涡流管、一个低压涡流管、低温蒸发器、中温蒸发器、低温压缩机、高温压缩机、并行压缩机、气体冷却器、高压节流阀、气液分离器、低压节流阀、三相阀；所述高压涡流管的热端改装为扩压管，

气体冷却器一的出口通过三相阀连接高压涡流管，高压涡流管的扩压管端依次连接气体冷却器三、并行压缩机、气体冷却器一的入口；高压涡流管的冷端连接中温气液分离器，中温气液分离器通过设置高压节流阀的管路连接三相阀，中温气液分离器的液体出口分别连接中温蒸发器和低压节流阀，低压节流阀和低压涡流管的冷端分别连接低温气液分离器，低温气液分离器的液体出口连接低温蒸发器的入口，低压涡流管的热端连接气体冷却器二的入口，气体冷却器二的出口、低温蒸发器的出口和低温气液分离器的气体出口分别通过管路连接高温压缩机的入口，高温压缩机的出口与中温蒸发器的出口分别连接高温压缩机的入口；高温压缩机的出口连接气体冷却器一的入口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明所述双节流阀和双涡流管耦合的CO₂双级压缩双级节流制冷系统通过气体冷却器出口的涡流管对气体进行膨胀，回收部分膨胀功，减少节流前后损失，增大制冷量；一级节流后的冷气流，再次通过涡流管进行节流，提高系统的效率。