[发明专利]一种跨临界二氧化碳双级压缩制冰系统及控制方法

权利要求书

1.一种跨临界二氧化碳双级压缩制冰系统，其特征在于，包括低压级压缩机、高压级压缩机、中温气冷器、高温气冷器、制冰盘管、闪蒸罐和中央控制器，所述闪蒸罐的底部出口经管路和第一节流阀与制冰盘管的一端连接，制冰盘管的另一端经管路与所述低压级压缩机的入口连接，低压级压缩机的出口经管路与所述中温气冷器的入口连接，中温气冷器的出口与闪蒸罐的上部出口经管路一并与高压级压缩机的入口连接；高压级压缩机的出口通过管路依次与高温气冷器、第二节流阀及闪蒸罐的入口连接；所述闪蒸罐的上部出口与高压级压缩机连接的管路上设有第三节流阀；所述中央控制器与低压级压缩机、高压级压缩机、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀连接。

2.一种跨临界二氧化碳双级压缩制冰系统的控制方法，基于权利要求1所述跨临界二氧化碳双级压缩制冰系统，其特征在于，中央控制器内嵌有中间压力、最高压力计算算法；制冰系统工作过程中通过中央控制器监测制冰系统的运行状态参数和边界条件，通过内嵌的算法计算制冰系统的最优运行压力，并判断制冰系统是否达到最优运行压力，若制冰系统没有达到最优运行压力，通过中央控制器调整第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀的开度及低压级压缩机、高压级压缩机的转速，直到制冰系统达到最优运行压力；制冰系统的工作过程如下：

二氧化碳在制冰盘管中吸热由低压低温液体转变为低压蒸汽，为制冰盘管接触的冰场冰层降温并维持结冰状态；

制冰盘管出口的二氧化碳进入低压级压缩机中升压变为中压高温气体，之后进入中温气冷器散热变为中压中温气体，中压高温的二氧化碳气体的热量经由中温气冷器内的中温热回收水路吸收带走；

中温气冷器出口的二氧化碳和来自闪蒸罐的二氧化碳气体汇合后进入高压级压缩机升压，变为高压高温二氧化碳气体，随后进入高温气冷器散热变为高压中温的二氧化碳液体，高压高温二氧化碳气体的热量经由高温气冷器内的高温热回收水路吸收带走；

高温气冷器出口的二氧化液体碳经过第二节流阀降压进入闪蒸罐变为中温中压气液混合物，闪蒸罐中二氧化碳气体经由第三节流阀后与中温气冷器排出的二氧化碳气体汇合，闪蒸罐中二氧化碳液体进入第一节流阀降压变为低压低温液体后输送至制冰盘管，至此制冰系统内形成完整循环。

3.根据权利要求2所述一种跨临界二氧化碳双级压缩制冰系统的控制方法，其特征在于，所述制冰系统的运行状态参数和边界条件包括制冰盘管内二氧化碳液体的蒸发温度、中温气冷器出口温度、高温气冷器出口温度、低压级压缩机出口压力、高压级压缩机出口压力、低压级压缩机的转速和高压级压缩机的转速。