本實(shí)用新型屬于制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種可切換式雙蒸發(fā)器CO2跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自然工質(zhì)CO2作為制冷劑具有良好的流動性、傳熱特性、ODP為0、GWP為1、安全無毒、容積制冷量大以及應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊等諸多獨(dú)特的優(yōu)勢，逐漸成為制冷劑替代的熱門選擇。但是，由于CO2的臨界溫度較低(31.1℃)，運(yùn)行壓力比常規(guī)制冷劑高很多，國際制冷行業(yè)提出了CO2跨臨界循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)使用環(huán)境要求不同溫度制冷的條件下，例如在大型超市里超大冷庫要求實(shí)現(xiàn)冷凍和冷藏兩種不同需求，或在汽車?yán)锏目照{(diào)要求駕駛室與乘客室的分區(qū)制冷需求。目前只有采用兩套獨(dú)立控制系統(tǒng)分區(qū)制冷。該種方式的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及安裝復(fù)雜。專利文獻(xiàn)104930740A公開了一種雙蒸發(fā)器制冷系統(tǒng)，采用雙蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)(制冰蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器)，能夠利用不同蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)空調(diào)工況和制冰工況，消除單一蒸發(fā)器換熱面積配置難的問題，并進(jìn)一步提高制冷系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，降低綜合能效。該技術(shù)方案的問題是采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同溫度制冷需求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易維修，并且沒有考慮制冷劑流動和換熱特性。專利文獻(xiàn)104676939B公開了一種冷藏車廢熱驅(qū)動雙蒸發(fā)器噴射式制冷系統(tǒng)，第一噴射器和第二噴射器分別引射來自第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器的不同溫度的制冷劑；第一蒸發(fā)器中制冷劑可達(dá)到零下，實(shí)現(xiàn)冷藏車?yán)洳匦枨?；第二蒸發(fā)器中制冷劑溫度可控制在零上，用于冷藏車駕駛室夏季制冷。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)冷藏車全程冷藏同時能滿足駕駛室空調(diào)需求拓寬了噴射式制冷系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。該發(fā)明的問題是：兩個蒸發(fā)器并聯(lián)使用，并使用兩種制冷劑這樣管路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整難度較高，損壞后維修難度變高，而且噴射器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在不同制冷需求的要求下很難實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可切換式雙蒸發(fā)器CO2跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)，系統(tǒng)采用串聯(lián)設(shè)置，使管路簡單化，可以實(shí)現(xiàn)單蒸發(fā)器與雙蒸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換。其中第二氣體冷卻器可根據(jù)實(shí)際情況開閉，第一蒸發(fā)器與第二蒸發(fā)器可實(shí)現(xiàn)不同溫度的制冷需求。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種可切換式雙蒸發(fā)器CO2跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)，其特征是：包括第一CO2壓縮機(jī)、CO2油分離器、第一氣體冷卻器、CO2高壓儲液器、第一CO2蒸發(fā)器、第一CO2氣液分離器、第二CO2蒸發(fā)器、第二CO2氣液分離器、第二CO2壓縮機(jī)和第二氣體冷卻器；所述第一CO2壓縮機(jī)與CO2油分離器連接，CO2油分離器的出口通過截止閥與第一氣體冷卻器連接，第一氣體冷卻器依次連接有CO2高壓儲液器、干燥器、過濾器、節(jié)流閥、第一CO2蒸發(fā)器、第一CO2氣液分離器，并構(gòu)成單級壓縮節(jié)流制冷系統(tǒng)；所述第一CO2氣液分離器的氣態(tài)出口與第二氣體冷卻器出口通過三通與第一CO2壓縮機(jī)連接，第一CO2氣液分離器液態(tài)出口通過節(jié)流閥與第二CO2蒸發(fā)器、第二CO2氣液分離器、第二CO2壓縮機(jī)和第二氣體冷卻器依次連接構(gòu)成單級壓縮雙蒸發(fā)器制冷系統(tǒng)，其中第二氣體冷卻器通過旁通管和閥門實(shí)現(xiàn)開閉。
所述第一氣體冷卻器和第二氣體冷卻器分別連接有冷卻水箱。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用串聯(lián)方式構(gòu)成單級壓縮節(jié)流制冷系統(tǒng)和單級壓縮雙蒸發(fā)器制冷系統(tǒng)，使管路簡單化，更符合CO2工質(zhì)流動和蒸發(fā)特性，進(jìn)而充分利用CO2的沸騰換熱特性，提升工質(zhì)的利用率，提高整體系統(tǒng)的運(yùn)行效率，節(jié)約運(yùn)行成本。單級壓縮雙蒸發(fā)器制冷系統(tǒng)采用雙蒸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)不同溫度的制冷工況，可以應(yīng)用在超市或冷庫等有不同制冷需求的場景下，實(shí)現(xiàn)冷凍與冷藏的雙重功能；也可以應(yīng)用在汽車等有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)駕駛室與乘客室的單獨(dú)制冷需求。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1、第一CO2壓縮機(jī)；2、CO2油分離器；3、第一氣體冷卻器；4、CO2高壓儲液器；5、干燥器；6、過濾器；7、節(jié)流閥；8、第一CO2蒸發(fā)器；9、第一CO2氣液分離器；10、節(jié)流閥；11、第二CO2蒸發(fā)器；12、第二CO2氣液分離器；13、第二CO2壓縮機(jī)；14、第二氣體冷卻器；15、冷卻水箱；16、冷卻水泵；17、冷卻水箱；18、冷卻水泵；19、截止閥；20、第一CO2氣液分離器氣體出口；21、第一CO2氣液分離器液態(tài)出口；22-25、調(diào)節(jié)閥
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式詳述如下：
詳見附圖，本實(shí)施例提供了一種可切換式雙蒸發(fā)器CO2跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)，包括第一CO2壓縮機(jī)1、CO2油分離器2、第一氣體冷卻器3、CO2高壓儲液4、第一CO2蒸發(fā)器、第一CO2氣液分離器、第二CO2蒸發(fā)器11、第二CO2氣液分離器12、第二CO2壓縮機(jī)13和第二氣體冷卻器14；所述第一CO2壓縮機(jī)與CO2油分離器連接，CO2油分離器的出口通過截止閥19與第一氣體冷卻器連接，第一氣體冷卻器依次連接有CO2高壓儲液器、干燥器5、過濾器6、節(jié)流閥7、第一CO2蒸發(fā)器8、第一CO2氣液分離器9，并構(gòu)成單級壓縮節(jié)流制冷系統(tǒng)；所述第一CO2氣液分離器的氣態(tài)出口20與第二氣體冷卻器出口通過三通與第一CO2壓縮機(jī)連接，第一CO2氣液分離器液態(tài)出口21通過節(jié)流閥10與第二CO2蒸發(fā)器、第二CO2氣液分離器、第二CO2壓縮機(jī)和第二氣體冷卻器依次連接并構(gòu)成單級壓縮雙蒸發(fā)器制冷系統(tǒng)，其中第二氣體冷卻器通過旁通管和調(diào)節(jié)閥23、24、25開閉。所述第一氣體冷卻器連接有冷卻水箱15和第二氣體冷卻器連接有冷卻水箱17
工作過程
第一CO2壓縮機(jī)作為主壓縮機(jī)。
通過打開截止閥19，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥22、23，CO2通過CO2油分離器2的出口，經(jīng)過截止閥19與第一氣體冷卻器3的入口相接，然后經(jīng)過CO2高壓儲液器4、干燥器5、過濾器6、節(jié)流閥7、第一CO2蒸發(fā)器8、第一CO2氣液分離器9、第一CO2壓縮機(jī)1與CO2油分離器2的入口相接，實(shí)現(xiàn)單級壓縮節(jié)流制冷循環(huán)。
通過打開截止閥19，打開調(diào)節(jié)閥22、23、25，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥24實(shí)現(xiàn)雙蒸發(fā)器循環(huán)，CO2通過第一CO2油分離器2的出口，經(jīng)過截止閥19與第一氣體冷卻器3的入口相接，然后經(jīng)過CO2高壓儲液器4、干燥器5、過濾器6、節(jié)流閥7、第一CO2蒸發(fā)器8、第一CO2氣液分離器9，液態(tài)CO2從第一氣液分離器9的液態(tài)出口21經(jīng)節(jié)流閥10、進(jìn)入第二CO2蒸發(fā)器11進(jìn)行換熱，然后經(jīng)過第二CO2氣液分離器12、第二CO2壓縮機(jī)13、第二氣體冷卻器14通過三通管路與從第一CO2氣液分離器的氣態(tài)出口20流出的飽和氣態(tài)CO2進(jìn)行混合后，經(jīng)過第一CO2壓縮機(jī)1與CO2油分離器2的入口相接，實(shí)現(xiàn)雙蒸發(fā)器雙氣冷器節(jié)流制冷循環(huán)。
通過打開截止閥19，打開調(diào)節(jié)閥22、23、24，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥25實(shí)現(xiàn)雙蒸發(fā)器循環(huán)，CO2通過CO2油分離器2的出口，經(jīng)過截止閥19與第一氣體冷卻器3的入口相接，然后經(jīng)過CO2高壓儲液器4、干燥器5、過濾器6、節(jié)流閥7、第一CO2蒸發(fā)器8、第一CO2氣液分離器9，液態(tài)CO2從第一氣液分離器9的液態(tài)出口21經(jīng)節(jié)流閥10、進(jìn)入第二CO2蒸發(fā)器11進(jìn)行換熱，然后經(jīng)過第二CO2氣液分離器12、第二CO2壓縮機(jī)13及調(diào)節(jié)閥24所在旁通管路通過三通管路與從第一CO2氣液分離器的氣態(tài)出口20流出的飽和氣態(tài)CO2進(jìn)行混合后，經(jīng)過第一CO2壓縮機(jī)1與CO2油分離器2的入口相接，實(shí)現(xiàn)雙蒸發(fā)器單氣冷器節(jié)流制冷循環(huán)。
系統(tǒng)的工作原理：
單級壓縮節(jié)流制冷循環(huán)：CO2氣體在主壓縮機(jī)1中壓縮后壓力升高，經(jīng)CO2油分離器2將潤滑油分離出來，CO2通過截止閥19流入氣體冷卻器3，與從冷卻水箱15來的冷卻水進(jìn)行熱交換，冷卻后的高溫高壓流體進(jìn)入高壓儲液器4，流經(jīng)干燥器5，過濾器6后，經(jīng)節(jié)流閥7節(jié)流降壓，然后低溫低壓兩相流體進(jìn)入第一CO2蒸發(fā)器8吸熱蒸發(fā)，為防止有未完全蒸發(fā)的液體流入壓縮機(jī)造成液擊，CO2進(jìn)入第一CO2氣液分離器9，最后進(jìn)入第一CO2壓縮機(jī)1，完成單級壓縮節(jié)流制冷循環(huán)。
雙蒸發(fā)器單氣體冷卻器節(jié)流制冷循環(huán)：當(dāng)工質(zhì)進(jìn)入第一CO2氣液分離器9后，打開閥22、23、25，關(guān)閉閥24，飽和液體CO2經(jīng)閥22，通過節(jié)流閥10節(jié)流降壓，然后低溫低壓兩相流體進(jìn)入第二CO2蒸發(fā)器11吸熱蒸發(fā)，為防止有未完全蒸發(fā)的液體流入壓縮機(jī)造成液擊，流經(jīng)第二CO2氣液分離器12后進(jìn)入第二CO2壓縮機(jī)13，CO2再流入第二CO2氣體冷卻器14，與從冷卻水箱17來的冷卻水進(jìn)行熱交換，通過三通管路與從第一CO2氣體冷卻器9的氣態(tài)出口20流出的飽和蒸汽CO2經(jīng)過一段管路過熱后進(jìn)行混合，再進(jìn)入第一CO2壓縮機(jī)1，完成雙蒸發(fā)器單氣體冷卻器節(jié)流制冷循環(huán)。
雙蒸發(fā)器雙氣體冷卻器節(jié)流制冷循環(huán)：當(dāng)工質(zhì)進(jìn)入第一CO2氣液分離器9后，打開閥22、23、24，關(guān)閉閥25，飽和液體CO2經(jīng)閥22，通過節(jié)流閥10節(jié)流降壓，然后低溫低壓兩相流體進(jìn)入第二CO2蒸發(fā)器11吸熱蒸發(fā)，為防止有未完全蒸發(fā)的液體流入壓縮機(jī)造成液擊，流經(jīng)第二CO2氣液分離器12后進(jìn)入第二CO2壓縮機(jī)13，CO2通過閥24所在的旁通管路流過，再與從第一CO2氣體冷卻器9的氣態(tài)出口20流出的飽和蒸汽CO2經(jīng)過一段管路過熱后，通過三通管路進(jìn)行混合，再進(jìn)入第一CO2壓縮機(jī)1，完成雙蒸發(fā)器雙氣體冷卻器節(jié)流制冷循環(huán)。
以上循環(huán)，冷卻水分別由冷卻水箱15和冷卻水箱17提供，分別經(jīng)冷卻水泵16和冷卻水泵18和截止閥進(jìn)入第一氣體冷卻器3和第二氣體冷卻器14殼側(cè)的入口，冷卻水回水由第一氣體冷卻器3和第二氣體冷卻器14殼側(cè)的出口接于冷卻水箱15和冷卻水箱17。
上述參照實(shí)施例對該一種可切換式雙蒸發(fā)器CO2跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)進(jìn)行的詳細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實(shí)施例，因此在不脫離本實(shí)用新型總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。