[发明专利]蓄冷式过冷跨临界集成CO2制冷系统

说明书

本发明公开了一种蓄冷式过冷跨临界集成CO₂制冷系统。本发明由冷水过冷蓄冷循环系统和跨临界集成CO₂制冷循环系统耦合组成；所述跨临界集成CO₂制冷循环系统包括低温级压缩机、中温级压缩机、热回收装置、气体冷却器、节流阀、空调用蒸发器、气液分离器、冷藏室蒸发器、冷冻室蒸发器；冷水过冷蓄冷循环系统由过冷器、蒸发器、水箱、水泵、工质泵、节流阀和三通阀组成。通过冷水对CO₂进行过冷，可降低节流损失，提高系统整体能效。同时，利用热回收满足生活热水供应和采暖，将空调集成到CO₂增压系统中，实现空调和供热一体化，缩小设备体积。夏天开启空调用蒸发器实现制冷，冬天利用二级回收热实现房间采暖。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种蓄冷式过冷跨临界集成CO₂制冷系统。

背景技术

随着全球变暖、臭氧层被破坏等环境问题的日益凸显，为了替代对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应的CFCs、HCFCs、HFCs等工质，寻找新型友好的自然制冷工质成为制冷空调领域的研究重点。其中，CO₂由于无毒不可燃、安全环保等优势，引起了人们的普遍关注。

但由于CO₂较低的临界温度和较高的临界压力，使其节流损失大、制冷效率较低，尤其当环境温度较高时，CO₂的制冷能力急剧下降。如果对气体冷却器出口的CO₂流体进行过冷，随着过冷度的增加，节流损失降低，循环冷量增加，循环COP得以提升。CO₂制冷循环的过冷可通过内部换热器、机械过冷、热电过冷等方式实现。用于商超领域制冷系统的冷负荷白天远大于夜晚，并且白天电价高于夜晚，晚上将多余冷量存储于水箱冷水中，白天通过冷水对CO₂制冷系统进行过冷，通过过冷不仅能够增加制冷量，而且可以降低压缩机排气压力，延长压缩机的使用寿命，提高制冷系统整体能效，减少电费。对于大型商场超市，卖场中的蔬菜、饮料、牛奶、肉类等食品需要冷藏或冷冻进行保鲜/保存，在冬夏季节需要保证商超建筑内部合适的热舒适性。商超建筑中也需要为顾客及商场员工提供日常生活用热水。因此，对于大型的商场超市建筑，需要满足冷冻、冷藏、供冷/热以及生活热水的多种冷热需求。如果冷热需求独立供应，不仅会造成冷热能浪费，并且设备繁多，占用空间。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种蓄冷式过冷跨临界集成CO₂制冷系统。

本发明蓄冷式过冷跨临界集成CO₂制冷系统循环系统，由冷水过冷蓄冷循环系统和跨临界集成CO₂制冷循环系统耦合组成；所述跨临界集成CO₂制冷循环系统包括低温级压缩机、中温级压缩机、热回收装置、气体冷却器、节流阀、空调用蒸发器、气液分离器、冷藏室蒸发器、冷冻室蒸发器；所述中温级压缩机出口与热回收装置入口相连，热回收装置出口与气体冷却器入口相连，气体冷却器出口与高温级节流阀入口相连，高温级节流阀出口与空调用蒸发器相连，空调用蒸发器出口先经由气液分离器后分别与旁通阀、中温节流阀和低温节流阀相连；所述旁通阀出口与中温压缩机入口相连；所述中温节流阀出口与冷藏室蒸发器入口相连，冷藏室蒸发器出口与中温压缩机入口相连；所述低温节流阀出口与冷冻室蒸发器入口相连，冷冻室蒸发器出口与低温级压缩机入口相连，低温级压缩机出口与中温级压缩机入口相连；

所述冷水过冷蓄冷循环系统由过冷器、蒸发器、水箱、水泵、工质泵、节流阀和三通阀组成；所述水箱出口与水泵入口相连，水泵出口与过冷器入口相连，过冷器出口与水箱入口相连，所述水泵出口与蒸发器入口相连，蒸发器出口与水箱入口相连；所述蒸发器出口与气液分离器入口相连，气液分离器出口与工质泵相连，所述工质泵出口与节流阀入口相连，节流阀出口与蒸发器入口相连。