[发明专利]一种节能大功率跨临界二氧化碳冷热联供装置

说明书

本发明公开了一种节能大功率跨临界二氧化碳冷热联供装置，过冷器的热侧出口通过第一管道与储液分离器连接，节流装置安装于第一管道上，储液分离器上还连接有第二管道、第三管道和第四管道，第二管道用于将储液分离器内的气态制冷剂送回压缩机，第三管道用于将储液分离器内的部分液态制冷剂送入过冷器的冷侧入口，调节阀安装于第三管道上，第四管道用于将储液分离器内的部分液态制冷剂送入蒸发器，过冷器的冷侧出口与蒸发器的出口流出的制冷剂汇流后进入压缩机，构成循环回路，本发明克服了现有技术的不足，简化了系统，同时使二氧化碳热泵制冷系统的节流损失从30％降到了10％以下。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体属于一种节能大功率跨临界二氧化碳冷热联供装置。

背景技术

二氧化碳作为一种天然环保制冷剂，具有许多优点：ODP＝0，GWP＝1；使用安全，无毒；单位容积制冷量大；导热性好，粘度小，利于换热和减少摩擦损失；价格低廉，容易获取；在跨临界制热系统中，可以“一次性”将入口常温水加热到90℃。但也有明显的弱点：因其跨临界，只要气冷器出口温度高于临界温度，在任何压力下也无法将其冷凝成液态，因此造成节流损失大，系统效率较低，不太适用于中高温循环加热，市场容量狭小。

二氧化碳制冷系统的节流损失与节流阀的入口温度有很大关系，入口温度越高，节流损失越大，甚至可以超过制冷量的30％。现有的二氧化碳热泵制冷系统为了降低节流损失，提高系统效率，一般在回气管处加一个回热器，对气冷器出口二氧化碳进行降温，回热器的换热能力一般固定不变，当工况变化时，回热器的换热能力有可能满足不了气冷器出口二氧化碳的冷却要求，虽然压缩机回气过热度可以通过节流阀(热力膨胀阀、电子膨胀阀等)控制，但节流阀入口温度(即气冷器后的温度)无法控制，也就无法控制节流损失，无法在不同工况下提升系统效率。

现有二氧化碳热泵制冷系统也有用膨胀机代替节流阀，膨胀机的好处是减少节流损失，但需要对外做功，一般用来驱动本系统压缩机，但带来结构复杂，成本较高。目前也有用氟利昂制冷系统对气冷器出口的二氧化碳进行过冷，以保证进节流阀的二氧化碳为液态，这导致系统复杂，且违背了用二氧化碳替代氟利昂的初衷。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能大功率跨临界二氧化碳冷热联供装置，能够能精确控制节流阀入口温度，使系统在高效区运行。另外，对节流后的气液进行分离，液体进入蒸发器，提高蒸发换热效率，气体进入过冷器升温后回到压缩机。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种节能大功率跨临界二氧化碳冷热联供装置，包括压缩机、气冷器、过冷器、节流装置、储液分离器、蒸发器、调节阀和控制装置，所述压缩机的排气口与气冷器的进口连接，所述气冷器的出口与过冷器的热侧入口连接，过冷器的热侧出口通过第一管道与储液分离器连接，所述节流装置安装于第一管道上，所述储液分离器上还连接有第二管道、第三管道和第四管道，所述第二管道用于将储液分离器内的气态制冷剂送回压缩机，所述第三管道用于将储液分离器内的部分液态制冷剂送入过冷器的冷侧入口，调节阀安装于第三管道上，所述第四管道用于将储液分离器内的部分液态制冷剂送入蒸发器，所述过冷器的冷侧出口与蒸发器的出口流出的制冷剂汇流后进入压缩机，构成循环回路，所述控制装置与节流装置和调节阀电连接，并根据节流装置入口处的温度对调节阀的开度进行调节。

优选地，所述第二管道内的气态制冷剂经过冷器的冷侧入口进入过冷器后，从过冷器的冷侧出口流出，再进入压缩机。

优选地，所述气冷器为风冷式或液冷式。

优选地，所述蒸发器为风冷式或液冷式。

优选地，所述节流装置包括节流阀和设置于节流阀入口处的温度传感器，所述温度传感器与控制装置电连接。

优选地，所述制冷剂为二氧化碳。

优选地，所述节流装置入口处的温度不超过30℃。