一种带中间冷媒过冷的co2双级压缩制冷系统
阅读说明：本技术 一种带中间冷媒过冷的co2双级压缩制冷系统 (CO with intermediate refrigerant supercooling2Two-stage compression refrigerating system ) 是由 苟顺国 何铭 于 2021-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种带中间冷媒过冷的CO-2双级压缩制冷系统,属于空气制冷技术领域。包括一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统,一级压缩系统包括与一级压缩机依次连接的一级压缩高压油分离器、一级压缩高压储油罐和一级压缩滤油器,二级压缩系统包括与二级压缩机依次连接的二级压缩高压油分离器、二级高压缩压储油罐和二级压缩滤油器,中间过冷系统包括与中间过冷压缩机依次连接的中间过冷冷凝器、储液器、过滤器、视液镜和中间过冷电子膨胀阀。本发明能够实现将CO-2冷媒经过一级压缩和二级压缩后经中间过冷系统进行过冷,一路通过闪蒸罐气化后进入二级压缩系统完成二级压缩,另一路通过蒸发器回到一级压缩系统完成制冷循环。(The invention discloses a CO with intermediate refrigerant supercooling 2 A double-stage compression refrigeration system belongs to the technical field of air refrigeration. Comprises a first-stage compression system, a second-stage compression system and an intermediate supercooling system, wherein the first-stage compression system comprises a first refrigerant compressor and a second refrigerant compressorThe secondary compression system comprises a secondary compression high-pressure oil separator, a secondary compression high-pressure oil storage tank and a secondary compression oil filter which are sequentially connected with the secondary compressor, and the intermediate supercooling system comprises an intermediate supercooling condenser, a liquid reservoir, a filter, a liquid viewing mirror and an intermediate supercooling electronic expansion valve which are sequentially connected with the intermediate supercooling compressor. The invention can realize the reaction of CO 2 The refrigerant is subcooled by an intermediate subcooling system after being subjected to primary compression and secondary compression, one path of refrigerant is gasified by a flash tank and then enters a secondary compression system to complete secondary compression, and the other path of refrigerant returns to the primary compression system through an evaporator to complete refrigeration cycle.)
技术领域
本发明属于空气制冷
技术领域
，具体涉及一种带中间冷媒过冷的CO2双级压缩制冷系统。背景技术
随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，在工业、商业、民用等范围的制冷、空调与热泵产品的应用越来越多。我国已经是制冷空调工业的制造大国和使用大国，无论是设备装机容量，还是制造或使用的品种，均已位居世界前列。制冷空调技术提高了人们的生活质量，但所消耗的电能越来越多，各种制冷剂泄漏引起的环境问题也越来越严重。推广应用CO2作为制冷剂，对于节能减排，推动社会可持续发展、建设低碳社会具有重要的意义。
现有传统冷媒(R22等)制冷系统的冷凝温度和CO2冷媒的冷却温度，不管是水冷还是风冷，都取决于当时环境温度，环境温度高效率低，制冷量小，环境温度低效率高制冷大，系统受环境影响大。CO2冷媒系统受环境温度影响更大，环境温度超过CO2的临界温度以后，CO2制冷系统的效率大幅下降，中间冷媒冷却系统可以控制冷媒在蒸发截流前获得更低的冷凝温度和过冷，并且完全可以控制在临界温度以下，过冷的目的是为了减少节流过程中产生闪发气体,从而提高单位制冷量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带中间冷媒过冷的CO2双级压缩制冷系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种带中间冷媒过冷的CO2双级压缩制冷系统，包括一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统；
所述一级压缩系统用于将CO2冷媒进行充分制冷，所述二级压缩系统用于将CO2冷媒形成高排气压力和排气温度充分放热，所述中间过冷系统用于将CO2冷媒充分放热，使得CO2冷媒冷凝到临界温度以下；
所述一级压缩系统包括一级压缩机、压缩机控制器、一级压缩变频器、一级压缩高压油分离器、一级压缩高压储油罐和一级压缩滤油器，所述一级压缩变频器和压缩机控制器均与一级压缩机连接，所述一级压缩机的一端连接一级压缩高压油分离器，所述一级压缩高压油分离器的一端连接一级压缩高压储油罐，所述一级压缩高压储油罐依次连接有一级压缩滤油器和一级压缩机，形成回路；
所述二级压缩系统包括二级压缩机、压缩机控制器、二级压缩高压油分离器、二级高压缩压储油罐、二级压缩滤油器、冷却器、气体冷却控制器、一次电子膨胀阀和过冷换热器，所述压缩机控制器连接二级压缩机，所述二级压缩机连接二级压缩高压油分离器，所述二级压缩高压油分离器的一端连接二级高压缩压储油罐，所述二级高压缩压储油罐依次连接有二级压缩滤油器和二级压缩机，形成回路；
所述一级压缩高压油分离器的另一端连接二级压缩机，所述二级压缩高压油分离器的另一端连接冷却器，所述冷却器依次连接有气体冷却控制器、一次电子膨胀阀和过冷换热器；
所述中间过冷系统包括压缩机变频器、压缩机控制器、中间过冷压缩机、中间过冷冷凝器、储液器、过滤器、视液镜、中间过冷电子膨胀阀和气液分离器，所述压缩机变频器和压缩机控制器均与中间过冷压缩机连接，所述中间过冷压缩机的一端依次连接有中间过冷冷凝器、储液器、过滤器、视液镜和中间过冷电子膨胀阀，所述中间过冷电子膨胀阀连接过冷换热器，所述过冷换热器依次连接有气液分离器和中间过冷压缩机，形成回路；
所述过冷换热器还依次连接有闪蒸罐和闪蒸气体旁通阀，所述闪蒸气体旁通阀与二级压缩系统连接形成回路；所述闪蒸气体旁通阀与气体冷却控制器连接，所述闪蒸罐的另一端连接过滤器，所述过滤器的出口分为两路，一路经设置的二次电子膨胀阀进入蒸发器连接二级压缩系统完成二次压缩，另一路经二次电子膨胀阀进入蒸发器连接一级压缩系统完成制冷循环。
进一步，所述一级压缩系统还包括与一级压缩机连接的止回阀和一级压缩过滤器，所述一级压缩高压储油罐还连接有一级压缩油压差阀，所述一级压缩滤油器与一级压缩机之间还设置有一级压缩高压调油阀。
进一步，所述二级压缩系统还包括与二级压缩机连接的止回阀和二级压缩进气过滤器，所述二级压缩高压储油罐还连接有二级压缩油压差阀，所述二级压缩滤油器与二级压缩机之间还设置有二级压缩高压调油阀。
进一步，所述气体冷却控制器还连接有高压传感器，所述高压传感器与冷却器连接，所述高压传感器还连接有高压过滤器。
进一步，所述中间过冷系统还包括设置在中间过冷压缩机和中间过冷冷凝器之间的止回阀。
进一步，所述闪蒸罐一端连接有球阀，另一端连接有液位传感器，所述液位传感器与液位监测器连接。
进一步，所述过滤器的出口分为两路，其具体的是：两路均包括依次与过滤器连接的球阀、干燥过滤器、电磁阀、二次电子膨胀阀、蒸发器和电子蒸发压力调节阀，所述球阀、干燥过滤器、电磁阀、二次电子膨胀阀和蒸发器均与过热控制器连接，所述电子蒸发压力调节阀与压力调节阀控制器连接。
进一步，所述一级压缩系统和二级压缩系统和中间过冷系统的进气管路上均设置有低压安全保护装置，所述一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统的出气管路上均设置有高压安全保护装置。
进一步，还包括泄漏监测装置，所述泄漏监测装置与一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统连接。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过设置一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统，可以将CO2冷媒经过一级压缩系统将其压缩为适合二级压缩系统吸入端的压力和温度，经过一级压缩高压油分离器油分离后进行二级压缩，然后经过二级压缩机压缩为高温高压的气体，在经过冷凝器进行过冷，最后经过中间过冷系统进行过冷，最后通过蒸发器分为两路回到一级压缩系统完成制冷循环和二级压缩系统完成二级压缩，本发明双级压缩系统用蒸发压力控制阀实现一级压缩系统蒸发器充分制冷，二级压缩系形成高排气压力和排气温度充分放热，还能够获得更高的制冷能力。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图中标记：1-一级压缩机；2-二级压缩机；3-中间过冷压缩机；4-二级压缩高压油分离器；5-二级压缩高压储油罐；6-止回阀；7-二级压缩滤油器；8-二级压缩调油阀；9-过滤器；10-二级压缩油压差阀；11-冷却器；12-闪蒸罐；13-球阀；14-干燥过滤器；15-电磁阀；16-二次电子膨胀阀；17-蒸发器；18-电子蒸发压力调节阀；19-高压安全装置；20-低压安全装置；21.压缩机控制器；22-高压过滤器；23-闪蒸气体旁通阀；24-高压传感器；25-气体冷却控制器；26-液位传感器；27-液位监测器；28-过热控制器；29-压力调节阀控制；30-泄漏监测；31-压缩机变频器；32-中间过冷冷凝器；33-储液器；34-过冷换热器；35-气液分离器；36-视液镜；37-一次电子膨胀阀；38-中间过冷电子膨胀阀；39-一级压缩高压油分离器；40-一级压缩高压储油罐；41-一级压缩变频器；42-一级压缩滤油器；43-一级压缩高压调油阀；44-一级压缩过滤器；45-一级压缩油压差阀；46-二级压缩进气过滤器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本实施例提供了一种带中间冷媒过冷的CO2双级压缩制冷系统，包括一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统；
本实施例的一级压缩系统用于将CO2冷媒进行充分制冷，二级压缩系统用于将CO2冷媒形成高排气压力和排气温度充分放热，中间过冷系统用于将CO2冷媒充分放热，使得CO2冷媒冷凝到临界温度以下；
其中，本实施例的一级压缩系统包括一级压缩机1、压缩机控制器21、一级压缩变频器41、一级压缩高压油分离器39、一级压缩高压储油罐40和一级压缩滤油器42，其中，一级压缩变频器41和压缩机控制器21均与一级压缩机1连接，一级压缩机1的一端连接一级压缩高压油分离器39，一级压缩高压油分离器39的一端连接一级压缩高压储油罐40，一级压缩高压储油罐40依次连接有一级压缩滤油器42和一级压缩机1，从而形成回路；
本实施例的二级压缩系统包括二级压缩机2、压缩机控制器21、二级压缩高压油分离器4、二级高压缩压储油罐5、二级压缩滤油器7、冷却器11、气体冷却控制器25、一次电子膨胀阀37和过冷换热器34，压缩机控制器21连接二级压缩机2，二级压缩机2连接二级压缩高压油分离器4，二级压缩高压油分离器4的一端连接二级高压缩压储油罐5，二级高压缩压储油罐5依次连接有二级压缩滤油器7和二级压缩机2，从而形成回路；
进一步，一级压缩高压油分离器39的另一端连接二级压缩机2，二级压缩高压油分离器4的另一端连接冷却器11，冷却器11依次连接有气体冷却控制器25、一次电子膨胀阀37和过冷换热器34；
本实施例的中间过冷系统包括压缩机变频器31、压缩机控制器21、中间过冷压缩机3、中间过冷冷凝器32、储液器33、过滤器9、视液镜36、中间过冷电子膨胀阀38和气液分离器35，压缩机变频器31和压缩机控制器21均与中间过冷压缩机3连接，中间过冷压缩机3的一端依次连接有中间过冷冷凝器32、储液器33、过滤器9、视液镜36和中间过冷电子膨胀阀38，中间过冷电子膨胀阀38连接过冷换热器34，过冷换热器34依次连接有气液分离器35和中间过冷压缩机3，形成回路；
进一步，本实施例的过冷换热器34还依次连接有闪蒸罐12和闪蒸气体旁通阀23，闪蒸气体旁通阀23与二级压缩系统连接形成回路；闪蒸气体旁通阀23与气体冷却控制器25连接，闪蒸罐12的另一端连接过滤器9，过滤器9的出口分为两路，一路经设置的二次电子膨胀阀18进入蒸发器17连接二级压缩系统完成二次压缩，另一路经二次电子膨胀阀18进入蒸发器17连接一级压缩系统完成制冷循环，所述过滤器9的出口分为两路，其具体的是：两路均包括依次与过滤器9连接的球阀13、干燥过滤器14、电磁阀15、二次电子膨胀阀16、蒸发器17和电子蒸发压力调节阀18，球阀13、干燥过滤器14、电磁阀15、二次电子膨胀阀16和蒸发器17均与过热控制器28连接，所述电子蒸发压力调节阀18与压力调节阀控制器29连接。
进一步，一级压缩系统还包括与一级压缩机1连接的止回阀6和一级压缩过滤器44，一级压缩高压储油罐40还连接有一级压缩油压差阀45，一级压缩滤油器42与一级压缩机1之间还设置有一级压缩高压调油阀43。
进一步，本实施例的二级压缩系统还包括与二级压缩机2连接的止回阀6和二级压缩进气过滤器46，二级压缩高压储油罐5还连接有二级压缩油压差阀10，二级压缩滤油器7与二级压缩机2之间还设置有二级压缩高压调油阀8。
进一步，气体冷却控制器25还连接有高压传感器24，高压传感器24与冷却器11连接，高压传感器24还连接有高压过滤器22。
进一步，中间过冷系统还包括设置在中间过冷压缩机3和中间过冷冷凝器32之间的止回阀6。
进一步，闪蒸罐12一端连接有球阀13，另一端连接有液位传感器26，液位传感器26与液位监测器27连接。
进一步，一级压缩系统和二级压缩系统和中间过冷系统的进气管路上均设置有低压安全保护装置20，一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统的出气管路上均设置有高压安全保护装置19。
进一步，还包括泄漏监测装置30，泄漏监测装置30与一级压缩系统、二级压缩系统和中间过冷系统连接。
本发明在具体工作的时候，其工作过程是：CO2冷媒经过一级压缩系统，由一级压缩变频器控制的一级压缩机将CO2冷媒压缩为适合二级压缩机吸入端的压力和温度，经过一级压缩高温油分离器将管路中冷媒带出的压缩机润滑油分离后流入到一级压缩高压储液罐，由一级压缩油压差阀控制压缩机的油压差，当检测到压缩机油压差过大时，经过一级压缩滤油器过滤后，由一级高压调油阀调节将润滑油补回一级压缩机，然后将适合二级压缩温度跟压力的气态冷媒经过一级压缩高压油分离器油分离后，经过二级压缩进气过滤器过滤，吸入二级压缩压机完成一级压缩。
二级压缩吸入气态冷媒后，由压机压缩为高温高压的气体，经过二级压缩高温油分离器将管路中冷媒带出的压机润滑油分离后流入二级压缩高压储油罐由二级压缩油差阀控制压缩机油压差，当检测到压机油压差过大时，经过二级压缩滤油器过滤后，由二级高压调油阀调节将润滑油补回二级压缩机。高温高压的气体，经过二级压缩高压油分离器分离后，进入冷却器冷却，经过冷却带走大量的热量，将高温高压的气体冷却为气液混合的冷媒，再经过一次电子节流阀节流进入过冷换热器过冷。
过冷过程：由中间过冷系统中的中间过冷变频器控制中间过冷压缩机将冷媒压缩为高温高压的气体，经过中间过冷冷凝器冷凝为中温中压的气液混合体进入储液罐将多余液体冷媒储存，部分冷媒经过过滤器过滤，经中间过冷电子膨胀阀进入过冷换热器，将冷媒蒸发为低温低压的冷媒，从而达到给主路冷媒过冷的目的，低温低压的冷媒经过气液分离罐分离，低温气体回到中间过冷压缩机的吸入口完成过冷循环，过冷后的冷媒进入闪蒸罐闪蒸将部分液体冷媒气化，气化后的闪发气体经闪蒸气体旁通阀回收到二级压缩机，低温液体冷媒经过过滤器过滤分为两路：一路冷媒经过二次电子膨胀阀进入蒸发器，蒸发器吸收大量热量，将低温液体蒸发为低温低压气体，经过二级压缩进气过滤器回到二级压缩机完成二级压缩，另一路冷媒经过二次电子膨胀阀进入蒸发器，蒸发吸收大量的热量，将低温低压的液体冷媒蒸发为低温低压气体冷媒由压力调节阀控制冷媒压力经过一级压缩过滤器过滤回到一级压缩机完成制冷循环。
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