本技術(shù)涉及制冷系統(tǒng)，具體為一種利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的日益提高，人們開(kāi)始研究更加環(huán)保節(jié)能的新技術(shù)。傳統(tǒng)的冷庫(kù)系統(tǒng)一般以氨作為制冷劑，因?yàn)榘敝评湎到y(tǒng)的制冷量較大，但氨具有毒性和可燃性，找到合適的制冷劑來(lái)替代現(xiàn)有的hcfcs、hfcs等制冷劑顯得刻不容緩。

2、現(xiàn)階段對(duì)環(huán)境友好的制冷劑也在不斷的開(kāi)發(fā)和研究。二氧化碳、氨、水、空氣等天然的制冷劑重新回到了人們的視野中，天然制冷劑成為替代傳統(tǒng)制冷劑的最好選擇。在所有天然制冷劑中，co2是一種非常有前途的制冷劑，臭氧層破壞指數(shù)(odp)為0，全球變暖潛能值(gwp)為1，無(wú)毒且不易燃，是可替代制冷劑的熱門(mén)選擇。

3、然而，二氧化碳在制冷系統(tǒng)中由于臨界溫度較低，作為制冷劑的壓力較大，受環(huán)境溫度影響較大等導(dǎo)致系統(tǒng)的系統(tǒng)性能較差。如果不對(duì)co2進(jìn)行更高效的冷卻，將會(huì)導(dǎo)致制冷劑直接節(jié)流后的干度變大，制冷性能系數(shù)過(guò)低。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，最直接的方式是建立一個(gè)更低溫度的熱匯環(huán)境對(duì)co2進(jìn)行有效過(guò)冷。

4、專(zhuān)利cn?106839485?a公開(kāi)了一種基于太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)輔助過(guò)冷的二氧化碳跨臨界制冷循環(huán)系統(tǒng)，該實(shí)用新型通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，對(duì)制冷劑進(jìn)行過(guò)冷，增加了制冷量，降低了驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的油耗，提升了制冷系統(tǒng)的性能。但是，該技術(shù)方案在輔助過(guò)冷系統(tǒng)中采用了壓縮機(jī)等部件，系統(tǒng)形式比較復(fù)雜，同時(shí)也提高了經(jīng)濟(jì)成本。

5、專(zhuān)利cn?107621093?a公開(kāi)了了一種基于余壓回收的蒸發(fā)冷卻器過(guò)冷的co2冷凍冷藏系統(tǒng)，該實(shí)用新型通過(guò)蒸發(fā)冷卻器輔助系統(tǒng)對(duì)co2氣體冷卻器出口的co2流體進(jìn)行過(guò)冷，降低co2節(jié)流過(guò)程中的不可逆損失，提高制冷系統(tǒng)cop。但是，該技術(shù)方案不能靈活切換過(guò)冷方式，當(dāng)環(huán)境溫度低于冷卻水溫度時(shí)，系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，對(duì)于冷卻水溫度也不能很好的控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，包括主循環(huán)制冷系統(tǒng)和淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)，所述主循環(huán)制冷系統(tǒng)通過(guò)輔助過(guò)冷器和淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)連接，所述淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)通過(guò)輔助過(guò)冷器對(duì)主循環(huán)制冷系統(tǒng)過(guò)冷。

4、進(jìn)一步地，所述主循環(huán)制冷系統(tǒng)包括低壓級(jí)co2壓縮機(jī)，低壓級(jí)co2壓縮機(jī)依次連接有高壓級(jí)co2壓縮機(jī)、輔助過(guò)冷器、節(jié)流閥一、氣液分離器、節(jié)流閥二、蒸發(fā)器，氣液分離器和低壓級(jí)co2壓縮機(jī)通過(guò)旁通閥并聯(lián)后與高壓級(jí)co2壓縮機(jī)串聯(lián)。

5、進(jìn)一步地，所述輔助過(guò)冷器包括水冷過(guò)冷器，水冷過(guò)冷器的一端和節(jié)流閥一連接，另一端依次連接有氣體冷卻器、熱交換器，熱交換器和高壓級(jí)co2壓縮機(jī)連接。

6、進(jìn)一步地，所述水冷過(guò)冷器和氣體冷卻器之間設(shè)有三通控制閥，三通控制閥控制氣體冷卻器中的co2制冷劑是否流經(jīng)水冷過(guò)冷器。

7、進(jìn)一步地，所述淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)包括淺層水井，淺層水井依次連接有水泵、水冷過(guò)冷器、熱交換器，水泵抽取淺層水井中的水依次送入到水冷過(guò)冷器、熱交換器中。

8、進(jìn)一步地，所述熱交換器還連接有蓄水池，蓄水池依次連接有熱水泵、過(guò)濾器一、水量調(diào)節(jié)閥一、用戶(hù)端，熱交換器將換熱后的淺層井水排放至蓄水池，熱水泵將其抽取，依次經(jīng)過(guò)過(guò)濾器一、水量調(diào)節(jié)閥一后送入用戶(hù)端。

9、進(jìn)一步地，所述水泵連接有混合上水系統(tǒng)，混合上水系統(tǒng)包括至少一條上水管道，每條上水管道的外壁上接觸設(shè)置有水冷管道，上部設(shè)有溫度探測(cè)器，多個(gè)上水管道通過(guò)多通控制閥連接，水冷管道循環(huán)抽取淺層井水，對(duì)上水管道進(jìn)行降溫，溫度探測(cè)器檢測(cè)上水管道中的水溫，多通控制閥將溫度最低的上水管道中的淺層井水進(jìn)行混合。

10、進(jìn)一步地，所述水冷管道為倒置m形管道，其一端和抽水泵連接，另一端懸設(shè)于井水上方。

11、本實(shí)用新型的有益效果：

12、(1)采用雙級(jí)壓縮系統(tǒng)，降低每級(jí)壓縮比，提高系統(tǒng)性能系數(shù)，同時(shí)也能夠滿(mǎn)足co2壓力高的工藝要求。

13、(2)采用淺層井水進(jìn)行過(guò)冷，全年水溫變化小，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行精確控制；同時(shí)采用變頻水泵，能夠使系統(tǒng)更加節(jié)能。

14、(3)能夠根據(jù)環(huán)境溫度控制水冷過(guò)冷系統(tǒng)的啟停，根據(jù)系統(tǒng)需求通過(guò)調(diào)節(jié)水流量控制過(guò)冷度。

15、(4)利用淺層井水對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)冷，過(guò)冷后的井水可以用于降低高壓級(jí)級(jí)co2壓縮機(jī)的排氣溫度，能夠降低進(jìn)入氣體冷卻器的制冷劑溫度，從而降低氣體冷卻器的運(yùn)載負(fù)荷，同時(shí)也使淺層井水在系統(tǒng)中得到充分利用。

16、(5)通過(guò)輔助過(guò)冷系統(tǒng)將co2冷卻至環(huán)境溫度以下，能夠提高亞熱帶地區(qū)二氧化碳制冷系統(tǒng)cop。

17、(6)利用空氣和水等自然工質(zhì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)冷，廉價(jià)易獲取，過(guò)冷后的井水溫度較高，可以通過(guò)蓄水池收集起來(lái)以便供給給用戶(hù)端使用，相比于傳統(tǒng)機(jī)械過(guò)冷系統(tǒng)環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯。

18、(7)采用混合上水系統(tǒng)，能夠?yàn)闇\層井水過(guò)冷系統(tǒng)提供溫度更低的淺層井水，提高了換熱的效率，使冷庫(kù)溫度能夠迅速下降。

技術(shù)特征：

1.一種利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：包括主循環(huán)制冷系統(tǒng)和淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)，所述主循環(huán)制冷系統(tǒng)通過(guò)輔助過(guò)冷器和淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)連接，所述淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)通過(guò)輔助過(guò)冷器對(duì)主循環(huán)制冷系統(tǒng)過(guò)冷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：所述主循環(huán)制冷系統(tǒng)包括低壓級(jí)co2壓縮機(jī)(6)，低壓級(jí)co2壓縮機(jī)(6)依次連接有高壓級(jí)co2壓縮機(jī)(7)、輔助過(guò)冷器、節(jié)流閥一(13)、氣液分離器(14)、節(jié)流閥二(16)、蒸發(fā)器(17)，氣液分離器(14)和低壓級(jí)co2壓縮機(jī)(6)通過(guò)旁通閥(15)并聯(lián)后與高壓級(jí)co2壓縮機(jī)(7)串聯(lián)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：所述輔助過(guò)冷器包括水冷過(guò)冷器(12)，水冷過(guò)冷器(12)的一端和節(jié)流閥一(13)連接，另一端依次連接有氣體冷卻器(9)、熱交換器(8)，熱交換器(8)和高壓級(jí)co2壓縮機(jī)(7)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：所述水冷過(guò)冷器(12)和氣體冷卻器(9)之間設(shè)有三通控制閥(11)，三通控制閥(11)控制氣體冷卻器(9)中的co2制冷劑是否流經(jīng)水冷過(guò)冷器(12)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：所述淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)包括淺層水井(23)，淺層水井(23)依次連接有水泵(22)、水冷過(guò)冷器(12)、熱交換器(8)，水泵(22)抽取淺層水井(23)中的水依次送入到水冷過(guò)冷器(12)、熱交換器(8)中。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：所述熱交換器(8)還連接有蓄水池(5)，蓄水池(5)依次連接有熱水泵(4)、過(guò)濾器一(3)、水量調(diào)節(jié)閥一(2)、用戶(hù)端(1)，熱交換器(8)將換熱后的淺層井水排放至蓄水池(5)，熱水泵(4)將其抽取，依次經(jīng)過(guò)過(guò)濾器一(3)、水量調(diào)節(jié)閥一(2)后送入用戶(hù)端(1)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：所述水泵(22)連接有混合上水系統(tǒng)，混合上水系統(tǒng)包括至少一條上水管道(24)，每條上水管道(24)的外壁上接觸設(shè)置有水冷管道(25)，上部設(shè)有溫度探測(cè)器(26)，多個(gè)上水管道(24)通過(guò)多通控制閥(27)連接，水冷管道(25)循環(huán)抽取淺層井水，對(duì)上水管道(24)進(jìn)行降溫，溫度探測(cè)器(26)檢測(cè)上水管道(24)中的水溫，多通控制閥(27)將溫度最低的上水管道(24)中的淺層井水進(jìn)行混合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，其特征在于：所述水冷管道(25)為倒置m形管道，其一端和抽水泵(28)連接，另一端懸設(shè)于井水上方。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種利用淺層井水的二氧化碳輔助過(guò)冷系統(tǒng)，包括主循環(huán)制冷系統(tǒng)和淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)，所述主循環(huán)制冷系統(tǒng)通過(guò)輔助過(guò)冷器和淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)連接，所述淺層井水過(guò)冷系統(tǒng)通過(guò)輔助過(guò)冷器。進(jìn)一步地，所述主循環(huán)制冷系統(tǒng)包括低壓級(jí)CO<subgt;2</subgt;壓縮機(jī)，低壓級(jí)CO<subgt;2</subgt;壓縮機(jī)依次連接有高壓級(jí)CO<subgt;2</subgt;壓縮機(jī)、輔助過(guò)冷器、節(jié)流閥一、氣液分離器、蒸發(fā)器，氣液分離器和低壓級(jí)CO<subgt;2</subgt;壓縮機(jī)并聯(lián)后與高壓級(jí)CO<subgt;2</subgt;壓縮機(jī)串聯(lián)。采用雙級(jí)壓縮系統(tǒng)，降低每級(jí)壓縮比，提高系統(tǒng)性能系數(shù)，同時(shí)也能夠滿(mǎn)足CO2壓力高的工藝要求。采用淺層井水進(jìn)行過(guò)冷，全年水溫變化小，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行精確控制；同時(shí)采用變頻水泵，能夠使系統(tǒng)更加節(jié)能。

技術(shù)研發(fā)人員：沈向陽(yáng),曾憲民,楊穎豪,譚子鍵,陳嘉澍,鐘天明,周廣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20240202
技術(shù)公布日：2024/12/26