[发明专利]人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统及其使用方法，包括：主系统和至少1个子系统，主系统的第一级压缩机的输出端与第二气体冷却器的输入端管路连通，回热器的第二输入端和第二气体冷却器之间连接有并联设置的第一管路和第二管路，第一管路上安装有冷凝器和第一控制阀，第二管路上安装有第二级压缩机、第一气体冷却器和第二控制阀；第一级压缩机的输入端与回热器的第一输出端管路连通，回热器的第一输入端与气液分离器的气体输出端管路连通，在气液分离器和回热器的第二输出端之间连通有1个子系统或多个并联的子系统；本发明的人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统可以实现多种工况下系统能稳定高效运行。

技术领域

本发明属于人工冰场制冰技术领域，具体来说涉及一种人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统及其使用方法。

背景技术

传统人工冰场制冰系统采用卤代烃类制冷剂的液态冷却机组并以乙二醇或盐水作为载冷剂来冷却人工冰场的混凝土地板进而完成制冰过程。但是《蒙特利尔议定书基加利修正案》对高GWP的卤代烃类制冷剂实行了淘汰和限制，因此氨和二氧化碳等自然工质成为了冰场制冷系统工质的必由之路。氨制冷剂易燃有毒，存在安全隐患，人员密集区域一般限制使用。因此二氧化碳制冰系统成为了人工冰场的最佳选择。

二氧化碳为天然制冷剂，无毒，不可燃，消耗臭氧潜能值为0，全球变暖潜能值为1，具有环境友好性。二氧化碳直接蒸发式制冰系统中，二氧化碳在冰场盘管内直接蒸发换热制冰，可以更好的保证冰面温度均匀性。同时无中间换热环节，可以提升制冰系统能效。

二氧化碳的临界温度为31.2℃，外界温度较高时，只能采用跨临界循环，存在较大的节流损失，因此常用引射器回收节流过程的膨胀功以提升能效。

现有二氧化碳制冰系统中多只考虑了跨临界运行情况，而冰场要全年制冷，当外界温度低于临界温度时，制冰系统跨临界运行使得其能耗过高，所以寻找一种在不同外界温度下，能实现跨临界工况和亚临界工况相互转换并使得系统在所有工况下都能高效运行成为必要。同时，虽然很多人提出了采用引射器回收制冷系统膨胀功的方案，但是引射器的变工况适应能力是有限的，如何实现多种工况(特别是跨临界和亚临界工况)下系统能稳定高效运行一直是行业难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统，该人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统通过6个控制阀的启闭来实现制冰系统的多种工况高效稳定运行，满足全年各时段的冰场制冰需求。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统，包括：主系统和至少1个子系统，其中，

所述主系统包括：第一级压缩机、第二级压缩机、第一气体冷却器、第二气体冷却器、冷凝器、回热器和气液分离器，所述第一级压缩机的输出端与所述第二气体冷却器的输入端管路连通，所述回热器的第二输入端和第二气体冷却器之间连接有并联设置的第一管路和第二管路，所述第一管路上安装有冷凝器和第一控制阀，所述第二管路上安装有第二级压缩机、第一气体冷却器和第二控制阀；

所述第一级压缩机的输入端与所述回热器的第一输出端管路连通，所述回热器的第一输入端与所述气液分离器的气体输出端管路连通，在所述气液分离器和所述回热器的第二输出端之间连通有1个所述子系统或多个并联的所述子系统；