[发明专利]一种应用于复叠制冷或热泵系统的循环系统及过冷方法

说明书

本发明属于冷冻冷藏及制冷技术领域，具体涉及一种应用于复叠制冷或热泵系统的循环系统及过冷方法，包括闪蒸罐，闪蒸罐分别连接第二膨胀阀和第三膨胀阀，第二膨胀阀依次连接冷凝蒸发器和高温级压缩机，第三膨胀阀依次连接过冷器和高温级压缩机，高温压缩机依次连接冷凝器、第一膨胀阀后接入闪蒸罐；还包括辅助压缩机，第三膨胀阀依次连接过冷器、辅助压缩机后接入高温级压缩机。本发明在传统复叠制冷系统的基础上，在高温级构建过冷支路，为低温级冷凝器冷凝后的液体提供过冷，从而提高系统性能，提高循环效率，同时，在保证系统性能基础上，简化了系统，提高了安全性。

技术领域

本发明属于冷冻冷藏及制冷技术领域，具体涉及一种应用于复叠制冷或热泵系统的循环系统及过冷方法。

背景技术

现有冷冻冷藏技术中的复叠制冷循环系统中的过冷对系统性能具有改进和提升的作用，目前相关的理论研究主要集中在回热器、补气系统等方面。近年来，机械过冷成为制冷领域的热点之一，但研究对象主要集中于跨临界的CO₂制冷和热泵循环，布置方式多是在单级制冷循环上增设机械过冷循环，对于在亚临界区域的过冷循环效果及在复叠制冷系统的应用潜力和性能评估工作较少。机械过冷方法是在冷凝器出口设置过冷器，而过冷器的冷量由单独的一个制冷循环所提供，如可由常规的蒸汽压缩式制冷系统、吸收式制冷系统或热电制冷等系统来提供，增加了额外的部件，使得系统较为复杂，也容易引发制冷剂的泄漏，造成安全事故。

过冷技术是改善制冷系统及其循环系统性能的有效措施之一，可以通过设置过冷器、板式经济器、机械过冷级热电过冷等方法来实现。设置过冷器即在冷凝器的基础上增大冷凝器的换热面积来实现，其过冷效果受冷却水进口温度的影响，在复叠制冷系统中受到高温级蒸发温度的限制，不可能通过蒸发冷凝器将低温级的制冷剂过冷到高温级的蒸发温度以下，而且在冷凝蒸发器中存在有换热温差，即高温级的蒸发温度要低于低温级的冷凝温度，因此，过冷效果受限。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种应用于复叠制冷或热泵系统的循环系统及过冷方法，在传统复叠制冷系统的基础上，在高温级构建过冷支路，为低温级冷凝器冷凝后的液体提供过冷，从而提高系统性能，提高循环效率。

本发明的技术方案是：

一种应用于复叠制冷或热泵系统的循环系统，包括闪蒸罐，所述闪蒸罐分别连接第二膨胀阀和第三膨胀阀，所述第二膨胀阀依次连接冷凝蒸发器和高温级压缩机，所述第三膨胀阀依次连接过冷器和高温级压缩机，所述高温压缩机依次连接冷凝器、第一膨胀阀后接入闪蒸罐。

一种应用于复叠制冷或热泵系统的循环系统，还包括辅助压缩机，所述闪蒸罐分别连接第二膨胀阀和第三膨胀阀，所述第二膨胀阀依次连接冷凝蒸发器和高温级压缩机，所述第三膨胀阀依次连接过冷器、辅助压缩机后接入高温级压缩机，所述高温压缩机依次连接冷凝器、第一膨胀阀后接入闪蒸罐。

进一步的，所述过冷器的一路出口依次连接低温级膨胀阀、蒸发器、低温级压缩机以及冷凝蒸发器，然后连接入所述过冷器的一路入口形成循环。

进一步的，所述冷凝器出口依次连接第一膨胀阀、闪蒸罐后连接高温级压缩机，所述高温级压缩机与冷凝器相连通。

一种应用于复叠制冷或热泵系统的循环系统的过冷方法，包括两种循环方案，其中，

方案一为：从闪蒸罐中出来的制冷剂液体，一路经第二膨胀阀节流后进入冷凝蒸发器中蒸发为气体后进入高温级压缩机；一路经第三膨胀阀进入过冷器，在过冷器中吸热高温级制冷剂蒸发变为气体进入辅助压缩机，压缩到高温级压缩机的进口压力后与第一路气体混合，进入高温级压缩机进行压缩，完成高温级制冷循环。(对应图1)

方案二为：从闪蒸罐中出来的制冷剂液体，一路经第二膨胀阀节流后进入冷凝蒸发器中蒸发为气体，一路经第三膨胀阀进入过冷器，在过冷器中吸热高温级制冷剂蒸发变为气体；两路制冷剂气体进行混合然后进入高温级压缩机进行压缩完成制冷循环。(对应图2)