[发明专利]一种CO2

说明书

本发明公开一种CO₂跨临界并行压缩制冷系统的控制方法，所述系统包括主路跨临界CO₂循环和支路近临界CO₂循环装置；主路跨临界CO₂循环装置包括依次循环连接的主压缩机、气体冷却器、回热器、主路节流阀、蒸发器和气液分离器；气液分离器的气体出口连接主压缩机的吸气口；支路近临界CO₂循环包括支路节流阀以及辅助压缩机；回热器的出口旁通一路经支路节流阀、回热器、辅助压缩机连接主压缩机的吸气口。本发明能够解决并行压缩系统最优排气压力、中间压力、体积流量比的寻优问题，以及实际运行过程中，因环境温度改变，系统偏离性能最优的工况点的问题。

【技术领域】

本发明属于制冷与低温技术领域，特别涉及一种CO₂跨临界并行压缩制冷系统及控制方法。

【背景技术】

随着社会发展和科技进步，热泵空调在人们的生产生活中发挥了重大作用。传统的CFCs和HCFCs、HFCs类制冷剂因为其优异的热力性质在制冷空调领域得到广泛应用，但是氟利昂类制冷剂的ODP和GWP高，使得自然工质替代氟利昂类制冷剂成为发展的一大趋势。

CO₂具备优异的传热性能，且具有不可燃性、无毒性，空调循环工作在高压区，具有较低的比体积，可以减小设备的体积。近年来，跨临界CO₂循环受到广泛关注，但是制冷剂在气体冷却器中的不等温冷却、高的节流损失以及高的蒸气过热使得单级压缩单级冷却的跨临界CO₂循环效率仍然比传统氟利昂类制冷剂低。CO₂并行压缩系统增设辅助压缩机，采用多级节流改进循环，可以实现降低排气温度和减小排气压力，且多级节流减小系统的节流不可逆损失，在改进循环效率上具有深远作用，在环境温度较低地区的商业超市得到广泛应用。但是影响CO₂跨临界并行压缩制冷循环效率的因素众多，包括排气压力、中间压力、体积流量比等，且各变量之间相互影响，至今还未解决CO₂并行压缩系统高性能工作运行的控制问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种CO₂跨临界并行压缩制冷系统的控制方法，以解决并行压缩系统最优排气压力、中间压力、体积流量比的寻优问题，以及实际运行过程中，因环境温度改变，系统偏离性能最优的工况点的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种CO₂跨临界并行压缩制冷系统，包括：主路跨临界CO₂循环和支路近临界CO₂循环装置；

主路跨临界CO₂循环装置包括依次循环连接的主压缩机、气体冷却器、回热器、主路节流阀、蒸发器和气液分离器；气液分离器的气体出口连接主压缩机的吸气口；

支路近临界CO₂循环包括支路节流阀以及辅助压缩机；回热器的出口旁通一路经支路节流阀、回热器、辅助压缩机连接主压缩机的吸气口。

一种CO₂跨临界并行压缩制冷系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、对权利要求1所述的CO₂跨临界并行压缩制冷系统进行性能测试，获得COP的预测公式；

S2、采集环境温度信号在线优化求解得到不同环境温度下的最优工作状态对应的最优排气压力p_{out_t}、中间压力p_{mid_t}以及体积流量比η_t的控制目标信号；

S3、将最优排气压力p_{out_t}、中间压力p_{mid_t}以及体积流量比η_t的控制目标信号传递给PID控制器作用控制，控制所述CO₂跨临界并行压缩制冷系统在最优工作状态。