一种跨临界循环提供两级吸收循环发生热的复合制冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于制冷领域，涉及一种压缩/两级吸收复合制冷系统，具体涉及一种跨临界循环提供两级吸收循环发生热的复合制冷系统。
【背景技术】
[0002]随着节能环保的理念深入人心，跨临界制冷循环因其可以利用温室效应潜能值较高但环保的氟利昂类工质如R23、R508B或者自然工质如CO2、N2O的优点得到了广泛的关注。跨临界制冷循环有着排气温度高、温度滑移大的特点，具有高温且大量的冷凝热可供回收利用，早在2001年，corona公司和Dens公司联合开发的第一个(302热泵热水器就可以在较高能效比下提供65°C的热水；此外，由于CO2的单位容积制冷量大，跨临界循环具有较高的制冷效率(C0P可达3.0以上)。综合以上特点，有效利用高温排气余热来减小系统本身的制冷能耗、进一步提高性能系数可以扩大跨临界循环的优势，更好地节能，是极具潜力的应用方式之一。
[0003]早在上世纪50年代，吸收式系统与压缩式系统复合制冷已有相应的研宄，这种系统可以利用压缩系统的冷凝余热，并提高制冷效率，而跨临界循环作为压缩循环的一种具有更高的余热量和品味，十分适用于这类复合系统。然而，现有的吸收/压缩复合制冷循环多釆用开式循环，吸收和压缩制冷子循环使用相同的工作介质，由于这两种制冷方式对工质的要求有许多不同之处，釆用相同的工质不可避免地要牺牲其中一方的性能，甚至两种制冷方式的性能都会受到影响，从而导致复合循环的性能降低。
[0004]在现有复合制冷发展基础上，申请号为201210147756.X的中国专利文献公开了利用低品位热的跨临界/吸收复合制冷装置，这是一个闭式的跨临界压缩吸收复合系统，分别采用不同的工质，两系统只进行能量的交换，能充分地利用跨临界循环的高温冷凝热，且大幅提高跨临界制冷效率。然而，因系统循环特性，高压级发生器只可利用65°C以上的冷凝余热，而理论上可利用至40°C以下，余热利用并不充分。此外，低压级发生器虽然可以利用一般被浪费掉的50°C?60°C的极低品位热源，但仍需要大量的外部能量输入，不适用于无法提供大量余热的普通建筑环境。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种跨临界循环提供两级吸收循环发生热的复合制冷系统，通过跨临界压缩子系统与高压吸收子系统、低压吸收子系统间合理的能量耦合，使高低压发生所需热量全部来自跨临界压缩子系统的冷凝余热，将其充分利用。
[0006]本实用新型的技术方案为:
[0007]一种跨临界循环提供两级吸收循环发生热的复合制冷系统，由跨临界压缩子系统、高压吸收子系统和低压吸收子系统组成，其中，
[0008]所述的高压吸收子系统的高压发生器的蒸汽出口与冷凝器的入口相连，冷凝器的出口与第一节流装置的进口相连，第一节流装置的出口与冷凝蒸发器的液体入口相连，高压吸收器的液体出口与第一循环泵的进口相连，第一循环泵的出口与第一溶液换热器的第一通道入口相连，第一溶液换热器的第一通道出口与高压发生器的液体入口相连，高压发生器的液体出口与第一溶液换热器的第二通道入口相连，第一溶液换热器的第二通道出口与第二节流装置的入口相连，第二节流装置的出口与高压吸收器的液体入口相连；
[0009]所述的低压吸收子系统的低压发生器的出口分为两路，一路与高压吸收器的气体入口连通，另一路与冷凝蒸发器的气体入口相连，冷凝蒸发器的液体出口与第三节流装置的进口相连，第三节流装置的出口与第一蒸发器的入口相连，第一蒸发器的出口与低压吸收器的气体入口相连，低压吸收器的液体出口与第二循环泵的进口相连，第二循环泵的出口与第二溶液换热器的第一通道入口相连，第二溶液换热器的第一通道出口与低压发生器的液体入口相连，低压发生器的液体出口与第二溶液换热器的第二通道入口相连，第二溶液换热器的第二通道出口与第四节流装置的入口相连，第四节流装置的出口与低压吸收器的液体入口相连；
[0010]高压发生器内设有第一盘管换热器，所述低压发生器内设有第二盘管换热器；
[0011]所述的跨临界压缩子系统的压缩机的出口与第一盘管换热器的入口相连，第一盘管换热器的出口与第二盘管换热器的入口相连，第二盘管换热器的出口与气冷器的进口相连，气冷器的出口与回热器的第一通道进口相连，回热器的第一通道出口与第五节流装置的进口相连，第五节流装置的出口与第二蒸发器的进口相连，第二蒸发器的出口与回热器的第二通道进口相连，回热器的第二通道出口与压缩机的吸气口相连。
[0012]所述跨临界压缩子系统的工作流体依次经过压缩机、第一盘管换热器、第二盘管换热器、气冷器、回热器第一通道、第五节流装置、第二蒸发器、回热器第二通道后回到压缩机，完成压缩制冷子循环。
[0013]作为优选，所述气冷器和冷凝器的内部均设有冷却盘管，所述冷却盘管的进、出口与冷却介质源连通。所述冷却盘管中充注的冷却介质为水、空气或者其他介质。所述高压吸收器(12)、第二蒸发器(7)、第一蒸发器(18)和低压吸收器(19)内部的盘管也都设有冷却盘管。
[0014]所述的跨临界循环提供两级吸收热的复合制冷系统，其工作流程如下:
[0015]对于跨临界压缩子系统，经过压缩机做功之后的过热制冷剂蒸汽，在高压发生器内部设置的第一盘管换热器放热冷凝降温，然后进入低压发生器内部设置的第二盘管换热器放热进一步冷凝降温，再经过气冷器进一步冷却，接着通过回热器第一通道与第二通道中的制冷剂蒸汽交换热量，然后经第五节流装置进入第二蒸发器中吸热蒸发，产生第一部分冷量。
[0016]蒸发后的制冷剂蒸汽经回热器第二通道交换热量后，回到压缩机，开始新的循环。
[0017]所述的第一盘管换热器和第二盘管换热器既分别在高压发生器和低压发生器中加热溶液产生制冷剂蒸汽，又作为跨临界压缩子系统的冷凝装置冷却高温排气。
[0018]跨临界压缩子系统同时为高压吸收子系统和低压吸收子系统提供吸收热，不再需要大量的外部能量输入。
[0019]对于高压吸收子系统和低压吸收子系统，在跨临界压缩子系统的冷凝余热的驱动下，高压发生器中的工作流体产生高温高压的制冷剂蒸汽，该蒸汽从高压发生器的气体出口进入冷凝器中冷凝降温。
[0020]同时高压发生器中的浓溶液进入第一溶液换热器的第二通道换热降温后经第二节流装置进入高压吸收器，所述浓溶液作为吸收器的吸收溶液。所述浓溶液吸收后变成稀溶液经第一循环泵升压后经过第一溶液换热器第一通道预热并回到高压发生器。
[0021]高温高压的制冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝降温后经第一节流装置进入冷凝蒸发器。低压发生器在跨临界压缩冷凝余热的驱动下产生的制冷剂蒸汽，一部分进入冷凝蒸发器与来自冷凝器的工作流体发生热量交换，另一部分则通向高压吸收器的气体入口后被吸收。
[0022]通过冷凝蒸发器调节容器中气、液两相的组成比例之后，以液相存在的制冷剂经冷凝蒸发器的液体出口经第三节流装置节流降压后进入第一蒸发器进行蒸发，产生第二部分冷量。
[0023]第一蒸发器内蒸发后的制冷剂蒸汽经低压吸收器的气体入口进入低压吸收器，被其中的吸收溶液吸收。低压吸收器内吸收制冷剂蒸汽后的稀溶液经第二循环泵升压后进入第二溶液换热器的第一通道进行预热，然后进入低压发生器。低压发生器发生后产生的浓溶液经过第二溶液热交换器第二通道，再经第四节流装置节流降压后回到低压吸收器。
[0024]作为优选，所述高压吸收子系统和低压吸收子系统所用工作流体为制冷剂和吸收剂的组合。所述制冷剂组分具有低沸点，所述吸收剂组分具有高沸点。
[0025]作为优选，所述高压吸收子系统和低压吸收子系统所用工作流体为离子液体或盐与水组成的工质对。离子液体的正离子包括:烷基季铵离子、烷基季瞵离子、1，3-二烷基取代的咪唑离子和N-烷基取代的吡啶