一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热泵综合实验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热栗系统，尤其涉及一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热栗综合实验台。
【背景技术】
[0002]目前，高校使用的跨临界二氧化碳实验系统大多都是简单的热栗系统，其功能比较单一，设备的利用率较低，在无形中便造成了巨大的资源浪费；同时分散的、功能单一的试验台会占用较大的实验室面积；各高校急需将功能单一的热栗系统进行整合，以减小占地面积，提高设备的利用率，降低学校在实验方面的浪费，提升学校实验设备的综合利用率。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术，本发明提供一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热栗综合实验台，可以模拟制冷工况和制热工况，具有风冷制冷系统、空气源热栗、水冷式制冷系统、空气源冷凝热回收系统、风冷式冷水机组系统、水源热栗、水冷式冷水机组系统和水源冷凝热回收系统等功能。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热栗综合实验台予以实现的技术方案是:
[0005]包括二氧化碳压缩机、二氧化碳油分离器、冷媒截止阀组，二氧化碳管壳式换热器一、二氧化碳管壳式换热器二、二氧化碳翅片管换热器一、二氧化碳翅片管换热器二、电加热器一、电加热器二、单式空调机一、单式空调机二、水栗一、水栗二、第一保温水箱、第二保温水箱，二氧化碳气液分离器、流量计组、干燥过滤器和节流阀；所述冷媒截止阀组包括四个冷媒截止阀，即冷媒截止阀一4、冷媒截止阀二5、冷媒截止阀三20和冷媒截止阀四22，所述冷媒截止阀的安装位置均在换热器的冷媒进口处；
[0006]所述二氧化碳压缩机I有I个出口③、I号进口①和2号进口②；
[0007]所述二氧化碳油分离器2有I个进口③、I号出口①和2号出口②；
[0008]所述二氧化碳管壳式换热器一 9和二氧化碳管壳式换热器二 21均分别有I个冷媒进口①、I个冷媒出口②、I个水进口③和I个水出口④；
[0009]所述二氧化碳压缩机I的出口③接二氧化碳油分离器2的进气口③，I号进口①通过阀门3与二氧化碳油分离器2的回油口即I号出口①相连接，2号进口②接二氧化碳气液分离器26的排气口 ；
[0010]所述二氧化碳油分离器2的进气口③接二氧化碳压缩机I的排气口③；1号出口①通过阀门3与二氧化碳压缩机I的回油口即I号进口①相连接；二氧化碳油分离器2的2号出口②分别通过冷媒截止阀一 4和冷媒截止阀二 5与二氧化碳翅片管换热器一 8和二氧化碳管壳式换热器一 9冷媒的进口①相连接；
[0011]所述二氧化碳油分离器的出口②接冷媒截止阀一 4的进口 ；所述冷媒截止阀一 4的出口与二氧化碳翅片管换热器一 8的进口相连接；所述二氧化碳翅片管换热器的出口接流量计二 13的进口 ；所述流量计二 13的出口接干燥过滤器14的进口 ；所述干燥过滤器14的出口接电磁阀15的进口 ；所述电磁阀15的出口接节流阀16的进口 ；所述节流阀16的出口接冷媒截止阀四22的进口 ；所述冷媒截止阀四22的出口接二氧化碳翅片管换热器二25的进口 ；所述二氧化碳翅片管换热器二 25的出口接二氧化碳气液分离器26的进气口 ；所述二氧化碳气液分离器的排气口与二氧化碳压缩机I的进气口②相连接；
[0012]所述二氧化碳管壳式换热器一 9的冷媒进口①通过冷媒截止阀二 5与二氧化碳油分离器2的2号出口②相连接；冷媒出口②接流量计二 13的进口 ；冷却水进口③通过水栗一 10与第一保温水箱12相连接；冷却水的出口④接流量计一 11的进口；
[0013]所述第一保温水箱12的出水口与水栗一 10的进口相连接；所述水栗10的排水口接二氧化碳管壳式换热器一 9壳侧的进水口③；所述二氧化碳管壳式换热器一 9壳侧的出水口④接流量计一 11的进口 ；所述流量计一 11与第一保温水箱12的进水口相连接；
[0014]所述二氧化碳管壳式换热器二 21的冷媒进口①通过冷媒截止阀三20与节流阀16相连接；冷媒出口②接二氧化碳气液分离器26的进气口 ；进水口③通过水栗二 18与第二保温水箱17相连接；出水口④接流量计三19的进口 ；
[0015]所述节流阀16的出口接冷媒截止阀三20的进口 ；所述冷媒截止阀三20的出口接二氧化碳管壳式换热器二 21的冷媒的进口①；所述二氧化碳管壳式换热器二 21的出口②接二氧化碳气液分离器26的进气口 ；所述二氧化碳气液分离器的排气口与二氧化碳压缩机I的进气口②相连接；
[0016]所述第二保温水箱17的出水口与水栗二 18的进口相连接；所述水栗18的排水口接二氧化碳管壳式换热器二 21壳侧的进水口③；所述二氧化碳管壳式换热器二 21壳侧的出水口④接流量计三19的进口 ；所述流量计三19与第二保温水箱17的进水口相连接。
[0017]其中单式空调机一 6、电加热器一 7和二氧化碳翅片管换热器一 8安装于同一保温空间内；单式空调机二 23、电加热器二 24和二氧化碳翅片管换热器二 25安装于另一个保温空间内。
[0018]通过控制冷媒截止阀组中冷媒截止阀的开关状态来进行不同实验状态之间的切换；通过控制单式空调机一 6、单式空调机二 23、电加热器一 7和电加热器二 24使模拟库温保持恒定；依据系统实验目的的不同，通过控制单式空调机一 6、单式空调机二 23、电加热器一 7、电加热器二 24、第一保温水箱12和第二保温水箱17来模拟制冷工况和制热工况；所述二氧化碳翅片管换热器一 8、二氧化碳翅片管换热器二 25、二氧化碳管壳式换热器一 9和二氧化碳管壳式换热器二 21用于实现模拟风冷式制冷系统、水冷式制冷系统、风冷式冷水机组系统、水冷式冷水机组系统、空气源热栗系统、空气源冷凝热回收系统、水源热栗系统和水源冷凝热回收系统。
[0019]另一方面，本发明一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热栗综合实验台利用上述新型多功能热栗、热栗热水器和制冷机组实验台在下述系统之间进行切换，用以模拟制冷工况和制热工况。
[0020]I)风冷式制冷系统(空气源热栗):关闭冷媒截止阀二 5和冷媒截止阀三20，开启冷媒截止阀一 4和冷媒截止阀四22 ;
[0021]2)水冷式制冷系统(空气源冷凝热回收系统):关闭冷媒截止阀一 4和冷媒截止阀三20，开启冷媒截止阀二 5和冷媒截止阀四22 ;
[0022]3)风冷式冷水机组系统(水源热栗系统):关闭冷媒截止阀二 5和冷媒截止阀四22，开启冷媒截止阀一 4和冷媒截止阀三20 ;
[0023]4)水冷式冷水机组系统(水源冷凝热回收系统):关闭冷媒截止阀一 4和冷媒截止阀四22，开启冷媒截止阀二 5和冷媒截止阀三20 ;
[0024]所述制冷、制热工况的切换主要通过控制单式空调机组和电加热器组对模拟库温进行调节，从而实现其相互切换。
[0025]所述阀门3依据实验的目的进行选取；所述各种工况，阀门3应依据二氧化碳压缩机I内润滑油量的多少进行启、闭，以保证二氧化碳压缩机I正常高效的工作。
[0026]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0027]本发明克服上述缺点，本发明具有2个独立的水系统，能够实现不同形式的热栗、热水器和制冷机组系统。通过相应的冷媒截止阀的切换可实现模拟风冷式制冷、水冷式制冷、风冷式冷水机组、水冷式冷水机组、空气源热栗、空气源冷凝热回收系统、水源热栗和水源冷凝热回收等不同的系统。
【附图说明】
[0028]图1是本发明一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热栗综合实验台原理图；
[0029]图2是风冷式制冷和空气源热栗的系统原理图；
[0030]图3是水冷式制冷和空气源冷凝热回收的系统原理图；
[0031]图4是风冷式冷水机组和水源热栗系统的原理图；
[0032]图5是水冷式冷水机组系统和水源冷凝热回收系统的原理图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细地描述。
[0034]如图1所示，本发明是一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热栗综合实验台，包括二氧化碳压缩机1、二氧化碳油分离器2、阀门3、冷媒截止阀一4、冷媒截止阀二 5、单式空调机一 6、电加热器一 7、二氧化碳翅片管换热器一 8、二氧化碳管壳式换热器一 9、水栗一 10、流量计一 11、第一保温水箱12、流量计二 13、干燥过滤器14、电磁阀15、节流阀16、第二保温水箱17、水栗二 18、流量计三19、冷媒截止阀三20、二氧化碳管壳式换热器二 21、冷媒截止阀四22、单式空调机二 23、电加热器二 24、二氧化碳翅片管换热器二 25、二氧化碳气液分离器26 ;所述二氧化碳压缩机I有I个出口③、I号进口①和2号进口②；所述二氧化碳油分离器2有I个进口③、I号出口①和2号出口②；所述二氧化碳管壳式换热器一 9和二氧化碳管壳式换热器二 21均分别有I个冷媒进口①、I个冷媒出口②、I个水进口③和I个水出口④；
[0035]所述冷媒截止阀组包括冷媒截止阀一 4、冷媒截止阀二 5、冷媒截止阀三20和冷媒截止阀四22 ;其中:所述冷媒截止阀一 4连接在二氧化碳油分离器2的出口②和二氧化碳翅片管换热器一 8的进口之间；所述冷媒截止阀二 5连接在二氧化碳油分离器2的出口②和二氧化碳管壳式换热器一 9冷媒进口①之间；所述冷媒截止阀三20连接在节流阀16出口和二氧化碳管壳式换热器二 21冷媒的进口①之间；所述冷媒截止阀四22连接在节流阀16出口和二氧化碳翅片管换热器二 25冷媒的进口之间。
[0036]依据实验目的的不同，通过控制冷媒截止阀组中冷媒截止阀的开关状态及调节单式空调机一 6、单式空调机二 23、电加热器一 7和电加热器二 24来模拟制冷工况和制热工况；所述二氧化碳翅片管换热器一 8、二氧化碳翅片管换热器二 25、二氧化碳管壳式换热器一 9和二氧化碳管壳式换热器二 21用于实现模拟风冷式制冷、水冷式制冷、风冷式冷水机组、水冷式冷水机组、空气源热栗、空气源冷凝热回收系统、水源热栗和水源冷凝热回收等不同的系统。
[0037]以下结合附图详细说明利用上述一种单机单级跨临界二氧化碳制冷/热栗综合实验台，实现在下述系统之间进行切换，用以模拟多种实验。
[0038]一、风冷式制冷和空气源热栗的系统:如图2所示，关闭冷媒截止阀二 5和冷媒截止阀三20，开启冷媒截止阀一 4和冷媒截止阀四22。
[0039]所述二氧化碳压缩机I的排气口③与二氧化碳油分离器2的进口③连接，二氧化碳压缩机I的回油口即I号进口①通过阀门3与二氧化碳油分离器的I号出口①相连接；所述二氧化碳油分离器的出口②接冷媒截止阀一 4的进口 ；所述冷媒截止阀一 4的出口与二氧化碳翅片管换热器一 8的进口相连接