双级压缩制冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统。
【背景技术】
[0002]本发明专利基于以下背景:当今社会严重的环境污染和资源短缺，自然工质替代以及制冷系统的性能提高是研究者亟待解决的问题。0)2具有良好的热力性能，目前较多应用于蒸发温度较高的空调热栗系统。
[0003]现有的0)2制冷系统中，节流降压元件的节流过程损失较大，系统的性能系数较低。因此，如何减少节流损失，使节流过程接近等熵膨胀过程，提高循环系统的能效，节约能源，是亟待解决的问题。
[0004]单级压缩制冷循环的性能系数比较低，对CO2跨临界循环系统进行性能优化是十分有必要的。采用双级压缩降低排气温度和压缩机耗功是提高0)2跨临界循环效率的一种有效途径。
[0005]涡流管是种结构简单的能量分离装置，由喷嘴、涡流室、冷热两端管等组成。工作时高压气体由进气管进入喷嘴，经喷嘴内膨胀加速后，以很高的速度沿切线方向进入涡流室，气流在涡流室内形成高速涡旋，在涡流管内的中心区域形成回流气体，经过涡流变换后分离成温度不相等的两部气流。其中，处于中心部位的回流气流由冷端孔板流出，形成冷气流，而处于外层部位的气流从热端经热端流出，形成热气流，这就是所谓的“兰克效应’，近年来涡流管在小型空调，移动式空气调节装置上已得到了应用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有0)2双级压缩制冷系统的制冷效率提高的问题上，提供一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，利用气液分离器分离出的液体及高压气体涡流膨胀分离出的冷端气体制冷，可降低节流损失，有效地改善系统的性能，保护环境、节约能源。
[0007]为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
[0008]—种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，包括低压级压缩机、气体冷却器、涡流管、气液分离器、高压级压缩机、辅助换热器、中间换热器和蒸发器；所述高压级压缩机的出口与所述气体冷却器的入口相连接，所述气体冷却器的出口与所述气液分离器入口相连接，所述气液分离器分成两路出口，气体出口与所述涡流管的入口接管相连接，液体出口与所述蒸发器入口接管相连接，所述涡流管冷端出口与所述气液分离器液体出口并联后与所述蒸发器入口相连接，所述蒸发器出口与所述低压级压缩机入口相连接，所述涡流管热端出口与所述辅助换热器入口相连接，所述辅助换热器出口与低压级压缩机出口并联后与所述中间换热器入口相连接，所述中间换热器出口与所述高压级压缩机入口相连接。
[0009]所述涡流管热端气体出口经过辅助换热器与低压级压缩机出口并联。
[0010]所述辅助换热器及中间换热器都是与周围环境进行换热。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点是:
[0012]1、本发明的一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，利用气液分离器分离出的液体及高压气体涡流膨胀分离出的冷端气体制冷，可以有效地改善系统的性能。
[0013]2、本发明的一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，具有结构简单、安装方便、工作稳定、节约能源、保护环境。
[0014]为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现:
[0015]—种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，其特征在于，包括低压级压缩机、高压级压缩机、气体冷却器、气液分离器、涡流管、辅助冷却器、中间冷却器和蒸发器；其中:所述高压级压缩机的出口与所述气体冷却器的入口相连接，所述气体冷却器的出口与所述气液分离器的入口相连接，所述气液分离器气体出口与所述涡流管入口相连接，所述气液分离器液体出口与所述涡流管冷端出口并联后接入到所述蒸发器入口端，所述涡流管热端出口和所述辅助冷却器入口相连接，所述辅助冷却器出口与所述低压级压缩机出口并联后接入至IJ所述中间冷却器入口端，所述中间冷却器出口与所述高压级压缩机入口相连接。
[0016]所述的一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，其特征在于，涡流管热端出口经过辅助冷却器返回高压级压缩机。
[0017]所述的一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，其特征在于，气液分离器液体出口与涡流管冷端出口并联后接入蒸发器入口端。
【附图说明】
[0018]图1为一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统。
[0019]图中各部件名称如下:1蒸发器；2低压级压缩机；3中间换热器；4高压级压缩机；5气冷器；6气液分离器；7涡流管；8涡流管冷端；9涡流管热端；10辅助换热器。
【具体实施方式】
[0020]结合附图1说明如下:
[0021]本说明所举的具体例子只用于解释说明而不用于限制本发明的保护范围。
[0022]1.设备连接方式
[0023]所述高压级压缩机4的出口与所述气体冷却器5的入口相连接，所述气体冷却器5的出口与所述气液分离器6入口相连接，所述气液分离器6分成两路出口，气体出口与所述涡流管7的入口相连接，液体出口与所述蒸发器I入口相连接，所述涡流管冷端8出口与所述气液分离器6液体出口并联后与所述蒸发器I入口相连接，所述蒸发器I出口与所述低压级压缩机2入口相连接，所述涡流管热端9出口与所述辅助换热器10入口相连接，所述辅助换热器10出口与低压级压缩机2出口并联后接入到所述中间换热器3入口，所述中间换热器3出口与所述高压压缩机4入口相连接。
[0024]2.系统运行方式
[0025]当系统运行时，经过高压级压缩机4压缩后的高温高压气体进入到气冷器5中转变成气液两相的制冷剂，进入到气液分离器6中，一路分离出液体直接进入蒸发器1，另一路高压气体进入到涡流管7中，在涡流室内高速旋转流动，分离出冷气体和热气体，冷端气体8与气液分离器分离得到的液体合流进入蒸发器1，蒸发器I内的制冷剂液体蒸发吸热，为供冷空间提供冷源，再进入低压级压缩机2，与涡流管膨胀效应分离出的热端气体9经过辅助冷却器10后合流进入到中间冷却器3，经过中间冷却器3的制冷剂进入到高压级压缩机4完成一个循环。
[0026]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种带涡流管的CO 2双级压缩制冷系统，其特征在于，包括低压级压缩机、高压级压缩机、气体冷却器、气液分离器、涡流管、辅助冷却器、中间冷却器和蒸发器；其中: 所述高压级压缩机的出口与所述气体冷却器的入口相连接，所述气体冷却器的出口与所述气液分离器的入口相连接，所述气液分离器气体出口与所述涡流管入口接管相连接，所述气液分离器液体出口与所述涡流管冷端出口并联接入所述蒸发器入口端，所述涡流管热端出口与所述辅助冷却器入口相连接，所述辅助冷却器出口与所述低压级压缩机出口并联接入所述中间冷却器入口端，所述中间冷却器出口端与所述高压级压缩机入口相连接。2.根据权利要求1所述的一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，其特征在于，涡流管热端出口经过辅助冷却器返回高压级压缩机。3.根据权利要求1所述的一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，其特征在于，气液分离器液体出口与涡流管冷端出口并联后接入蒸发器入口。
【专利摘要】本发明公开了一种带涡流管的CO2双级压缩制冷系统，主要由低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、涡流管、辅助冷却器、气冷器、蒸发器等构成。高压级压缩机出口与气体冷却器入口相连接，气体冷却器出口与气液分离器入口相连接，气液分离器液体出口分为两路,一路连接到蒸发器入口，另一路连接到涡流管入口，涡流管冷端气体出口与蒸发器入口相连接，蒸发器出口与低压级压缩机相连接，涡流管热端气体流经辅助换热器与低压级压缩机出口并联后接到中间冷却器的入口，经过中间冷却器冷却后的气体与高压级压缩机入口相连接。本发明利用涡流管膨胀降压减少了系统的不可逆损失。
【IPC分类】F25B9/04
【公开号】CN105202793
【申请号】CN201510527294
【发明人】吕静, 李昶, 王太晟, 常明涛, 李宁, 赵琦昊
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月25日