[发明专利]超低温跨临界复叠制冷系统及制冷方法

说明书

超低温跨临界复叠制冷系统及制冷方法。单工质多级压缩由于其局限性，一般用来制取‑60℃以上的低温。近年来超低温制冷剂技术的需求量逐渐增加，对于‑80℃以下的温度范围，传统的制冷方式是采用三级复叠制冷系统。本发明组成包括：该超低温跨临界复叠制冷系统及制冷方法包括以R404A作为循环工质的高温级循环系统和以R14作为循环工质的低温级循环系统。本发明用于超低温跨临界复叠制冷。

技术领域：

本发明涉及一种超低温跨临界复叠制冷系统及制冷方法。

背景技术：

单工质多级压缩由于其局限性，一般用来制取-60℃以上的低温。近年来超低温制冷剂技术的需求量逐渐增加，对于-80℃以下的温度范围，传统的制冷方式是采用三级复叠制冷系统。

发明内容：

本发明的目的是解决上述存在的问题，提供一种利用超低温制冷剂R14与中低温制冷剂R404A进行复叠的超低温跨临界制冷系统及制冷方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种超低温跨临界复叠制冷系统，该超低温跨临界复叠制冷系统及制冷方法包括以R404A作为循环工质的高温级循环系统和以R14作为循环工质的低温级循环系统；

所述的高温级循环系统包括R404A压缩机，所述的R404A压缩机的出口与风冷冷凝器的入口通过管路连接，所述的风冷冷凝器的出口与R404A储液器的入口通过管路连接，所述的R404A储液器的出口与R404A电子膨胀阀入口通过管路连接，所述的R404A电子膨胀阀出口与蒸发冷凝器的入口通过管路连接，所述的蒸发冷凝器的出口与所述的R404A气液分离器入口通过管路连接，所述的R404A气液分离器出口与所述的R404A压缩机的入口通过管路连接；

所述的低温级循环系统包括R14压缩机，所述的R14压缩机的出口与风冷冷凝器的入口通过管路连接，所述的风冷冷凝器的出口与蒸发冷凝器的入口通过管路连接，所述的蒸发冷凝器的出口与R14储液器的入口通过管路连接，所述的R14储液器的出口与回热器的入口通过管路连接，所述的回热器的出口与R14电子膨胀阀入口通过管路连接，所述的R14电子膨胀阀出口与蒸发器入口通过管路连接，所述的蒸发器出口与回热器另一侧的入口通过管路连接，所述的回热器另一侧的出口与气液分离器的入口通过管路连接，所述的R14气液分离器的出口与所述的R14压缩机的入口通过管路连接。

所述的超低温跨临界复叠制冷系统，所述的R14压缩机为高承压压缩机。

所述的超低温跨临界复叠制冷系统，所述的风冷冷凝器为双系统风冷冷凝器。

一种超低温跨临界复叠制冷系统的制冷方法，该方法包括如下步骤：

R404A作为循环工质的部分是通过R404A压缩机压缩后，进入风冷冷凝器中与空气进行换热，放热后的R404A被冷凝为高压液态，进入到R404A储液器中，经电子膨胀阀进入蒸发冷凝器中蒸发为低温级R14的冷凝提供冷量，吸热后的R404A经R404A 气液分离器回到压缩机回气口完成循环；

R14作为循环工质的部分属于跨临界循环是通过R14压缩机将R14低压气体压缩后，进入风冷冷凝器中与空气进行换热被冷却，进入蒸发冷凝器中与R404A进行换热，使高温高压的R14气体被冷凝，冷凝后的R14经储液器进入回热器，在回热器中被过冷后，经电子膨胀阀进入末端蒸发器为末端提供冷量，吸热后的R14气体在回热器过热后经R14气液分离器进入R14压缩机回气口完成循环。

有益效果：

1.本发明超低温跨临界制冷系统采用了复叠制冷系统的原理，但R14部分的循环属于跨临界循环过程，采用了高承压的压缩机，R14高排气压力运行的状态。且系统中的风冷冷凝器为双系统结构可以通过室外空气分别为R14的排气和R404A的排气降温。系统中的回热器为R14液体提供了过冷，提高了系统的制冷效率。实现了两级复叠就可得到最低蒸发温度为-110℃的超低温制冷系统。