一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及蒸发冷领域，具体涉及一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统。


背景技术：

2.中国专利cn201520663107.4公开了一种半满液式二氧化碳制冷系统。该实用新型的目的是提供一种环保、节能、可以使库内降温均匀的半满液式二氧化碳制冷系统。本实用新型所采用的技术解决方案是一种半满液式二氧化碳制冷系统，包括采用r134a作为制冷剂的高温制冷部分和采用二氧化碳作为制冷剂的低温制冷部分，所述的高温制冷部分和低温制冷部分通过蒸发冷凝器相连接。该制冷系统能够满足药品储存、肉类加工储存和冷冻食品储存等各类低温冷冻冷藏库和速冻库；
3.该专利虽然有效的解决了氨的物性使其作为制冷剂时存在较大的安全隐患，且干式蒸发的制冷系统容易使库房内温度不均匀，且传热效率没有满液系统高的技术问题；
4.但是，在实际使用的过程中由于采用双级制冷剂，因此，需要多增加一套换热设备，增加了初投资与电控系统的复杂性，如果高压级与低压级匹配不好的话会严重影响制冷效率，后期的维护维修成本也会大大提高；
5.为此，急需解决现有技术问题。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型之目的在于提供一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统，以解决双级制冷过程中的成本投入大的技术问题。
7.为实现上述目的，本实用新型之一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统，包括：
8.二氧化碳，用以制冷的制冷剂；
9.压缩机，用以为二氧化碳气体加压，所述压缩机设有进气口和出气口，所述压缩机的出气口的所述二氧化碳的压强为6.0mpa-10mpa；
10.冷凝组件，用以为所述压缩机的出气口的二氧化碳降温，其设有冷凝进口和冷凝出口，所述冷凝进口与所述出气口相互连通；
11.低温蒸发器，用以为降温的所述二氧化碳换热，其设有低温冷媒进口和低温冷媒出口，所述低温冷媒进口与所述冷凝出口相互连通；
12.气液分离器，用以将从所述低温蒸发器流出的所述二氧化碳进行气液分离，其设有进口、
①
号出气口和
②
号出液口，所述进口与所述低温冷媒出口相互连通，所述
①
号出气口和所述压缩机的所述进气口相互连通，所述
②
号出液口与所述冷凝组件的所述冷凝进口相互连通。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述蒸发冷系统还包括高温蒸发器，所述高温蒸发器设有高温冷媒进口和高温冷
媒出口；
15.所述冷凝组件包括：
16.冷凝器：设有
①
号进口和
①
号出口，所述
①
号进口与所述压缩机的出气口相互连通；
17.浮球阀：设有
②
号进口和
②
号第一出口，所述
②
号进口与所述
①
号出口相互连通；
18.储液器：设有
③
号第一进口、
③
号第一出口和
③
号第二出口，所述
③
号第一进口与所述
②
号第一出口相互连通，所述
③
号第一出口与所述低温蒸发器的所述低温冷媒进口相互连通，所述高温冷媒进口与所述
③
号第二出口相互连通，所述高温冷媒出口与所述压缩机的所述进气口相互连通。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述冷凝器内设有冷凝管，所述冷凝管采用螺旋状设计。
21.作为上述技术方案的进一步描述：
22.所述冷凝组件还包括过盈储液器，所述过盈储液器设有
④
号第一进口、
④
号第二进口、
④
号第一出口和
④
号第二出口；
23.所述浮球阀还设有
②
号第二出口；
24.储液器设有
③
号第二进口；
25.其中，所述
②
号第二出口与所述
④
号第一进口相互连通，且连通处设有电磁阀，所述
④
号第二进口与
②
号出液口相互连通，所述
④
号第一出口与所述
③
号第二进口相互连通，所述
④
号第二出口与所述进气口相互连通。
26.作为上述技术方案的进一步描述：
27.所述压缩机包括高温压缩机和低温压缩机，其中所述高温压缩机包括高温进气口和高温出气口，所述低温压缩机包括低温进气口和低温出气口；
28.所述高温进气口与分别与所述气液分离器的所述
①
号出气口以及所述
④
号第二出口相互连通，所述高温出气口与所述低温进气口与所述高温冷媒出口相互连通；
29.所述低温出气口与所述冷凝器的所述
①
号进口相互连通，所述高温出气口与所述冷凝器的所述
①
号进口相互连通。
30.作为上述技术方案的进一步描述：
31.所述低温压缩机的所述低温进气口与所述气液分离器的所述
①
号出气口、所述低温压缩机的所述低温进气口与所述过盈储液器的所述
④
号第二出口、所述
④
号第二进口与
②
号出液口之间、所述
④
号第一出口与所述
③
号第二进口之间均连接有单向阀；
32.所述
②
号第二出口(53)与所述
④
号第一进口(71)之间连接有高压气体阀。
33.作为上述技术方案的进一步描述：
34.所述
③
号第二出口与所述高温冷媒进口之间连接有节流阀。
35.作为上述技术方案的进一步描述：
36.所述储液器的所述
③
号第一进口与所述低温蒸发器的所述低温冷媒进口之间连接有电子膨胀阀。
37.作为上述技术方案的进一步描述：
38.所述蒸发冷系统运用于冷库领域中。
39.本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：
40.(一)：采用二氧化碳作为纯天然制冷剂，臭氧层破坏潜能值为0，全球变暖潜能值为1，有着优越的热力学性能，其循环系统为：压缩机将高温的二氧化碳从进气口吸入，在压缩机的作用下，从压缩机的出气口流出，且此时的二氧化碳处于高温高压的状态，高温高压的二氧化碳经过冷凝组件的冷凝的作用，变为相对低温高压的二氧化碳，经过节流膨胀到低温蒸发器(位于冷库内)内换热，变为相对高温中压的二氧化碳的气液混合物，由气液分离器分离为气体和液体，气体流入到压缩机内从而形成气体循环系统，液体流入到冷凝组件中形成液体循环系统，其中将二氧化碳的压强设置为6.0mpa-10mpa，当外界温度低于31℃时，二氧化碳为亚临界状态，可以实现二氧化碳的液化，从而使得cop值增大和加强了换热效率，使得制冷效果更好，当外界温度高于31℃时，二氧化碳为超临界状态，虽然二氧化碳不能进行液化，只能以气态的形式存在，使得其制冷效果降低，但是外界温度即使在夏天也就仅有不超过20天的时间里有某个时间段的温度为31℃以上，并且，此种温度存在的时间一般仅仅只有几个小时，在这几个小时的时间内，虽然制冷效果变差，但并不影响冷库的实际使用，且相较于背景技术中的投入，此处，大大减小了经济投入，且由于采用的是单级制冷剂，不用考虑高压级和低压级的匹配问题，显然，此处能够大大节省投入成本。
41.(二)：设置冷凝器起到冷凝的作用，即为高温的二氧化碳降温，设置储液罐不仅起到将处于气液状态的二氧化碳进行分离，还起到再次让没有被完全致冷的二氧化碳再一次致冷完全保证液体，从而可以大大增加该蒸发冷系统的制冷效果，其中冷凝器的冷凝管采用螺旋设计起到增强二氧化碳在冷凝器内的停留时间使得制冷更加的有效，同时设置电子膨胀阀起到可根据不同需要灵活调整过热度以减小低温蒸发器表面和冷藏库内环境之间的温差，从而减少低温蒸发器表面的结霜，这样一来，既提高了冷冻能力，同时也可以降低食品的干耗。
42.(三)：设置过盈储液器起到接收气液分离器中的液体的目的，当过盈储液器的液位到达上限时，过盈储液器内的液体流入到储液罐中，二氧化碳液体经过过盈储液罐和储液罐的两次制冷，从而使得二氧化碳液体进入低温蒸发器(位于冷库内)时，能够更好的进行热交换，增强制冷效果，其次，设置过盈储液器还起到保护储液器的作用，防止储液器出现问题时，能够使用另一个过盈储液器继续使用，以免因其中一个损坏造成冷库不能制冷，从而造成严重的经济损失。
附图说明
43.图1是本实用新型一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统的第一实施例的系统布局图；
44.图2是本实用新型一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统的第二实施例的系统布局图；
45.图3是本实用新型一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统的第三实施例的系统布局图。
46.图中：1、低温蒸发器；11、低温冷媒进口；12、低温冷媒出口；2、气液分离器；21、进口；22、
①
号出气口；23、
②
号出液口；3、高温蒸发器；31、高温冷媒进口；32、高温冷媒出口；4、冷凝器；41、
①
号进口；42、
①
号出口；5、浮球阀；51、
②
号进口；52、
②
号第一出口；53、
②
号第二出口；6、储液器；61、
③
号第一进口；62、
③
号第一出口；63、
③
号第二出口；64、
③
号第二
进口；7、过盈储液器；71、
④
号第一进口；72、
④
号第二进口；73、
④
号第一出口；74、
④
号第二出口；8、高温压缩机；81、高温进气口；82、高温出气口；9、低温压缩机；91、低温进气口；92、低温出气口。
具体实施方式
47.为详细说明本实用新型之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。
48.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
49.为实现上述目的，本实用新型提供三种实施方案：
50.实施例1：
51.本实用新型提供一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统，请参阅图1所示，包括：
52.二氧化碳，用以制冷的制冷剂；
53.低温压缩机9，用以为二氧化碳气体加压，低温压缩机9设有低温进气口91和低温出气口92，低温压缩机9的低温出气口92的二氧化碳的压强为6.0mpa-10mpa；
54.冷凝器4，用以为低温压缩机9的低温出气口92的二氧化碳降温，其设有
①
号进口41和冷凝
①
号出口42，
①
号进口41与低温出气口92相互连通；
55.低温蒸发器1，用以为降温的二氧化碳换热，其设有低温冷媒进口11和低温冷媒出口12，低温冷媒进口11与
①
号出口42相互连通；
56.气液分离器2，用以将从蒸发器流出的二氧化碳进行气液分离，其设有进口21、
①
号出气口22和
②
号出液口23，进口21与低温冷媒出口12相互连通，
①
号出气口22和低温压缩机9的低温进气口91相互连通，
②
号出液口23与冷凝器4的
①
号进口41相互连通；
57.其中，
①
号出气口22和低温压缩机9的低温进气口91之间以及
②
号出液口23与冷凝器4的
①
号进口41之间均设有单向阀。
58.可以理解的是：采用二氧化碳作为纯天然制冷剂，臭氧层破坏潜能值为0，全球变暖潜能值为1，有着优越的热力学性能，其循环系统为：压缩机将高温的二氧化碳从进气口吸入，在压缩机的作用下，从压缩机的出气口流出，且此时的二氧化碳处于高温高压的状态，高温高压的二氧化碳经过冷凝器4的冷凝的作用，变为低温高压的二氧化碳，经过低温蒸发器1(位于冷库内)的换热，变为高温中压的二氧化碳的气液混合物，由气液分离器2分离为气体和液体，气体流入到压缩机内从而形成气体循环系统，液体流入到冷凝器4中形成液体循环系统，其中将二氧化碳的压强设置为6.0mpa-10mpa，当外界温度低于31℃时，二氧化碳为亚临界状态，可以实现二氧化碳的液化，从而使得cop值增大和加强了换热效率，使得制冷效果更好，当外界温度高于31℃时，二氧化碳为超临界状态，虽然二氧化碳不能进行液化，只能以气态的形式存在，使得其制冷效果降低，但是外界温度即使在夏天也就仅有不超过20天的时间里有某个时间段的温度为31℃以上，并且，此种温度存在的时间一般仅仅
只有几个小时，在这几个小时的时间内，虽然制冷效果变差，但并不影响冷库的实际使用，且相较于背景技术中的投入，此处，大大减小了经济投入，且由于采用的是单级制冷剂，不用考虑高压级和低压级的匹配问题，显然，此处能够大大节省投入成本。
59.实施例2：
60.本实用新型提供一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统，请参阅图2所示，包括：
61.二氧化碳，用以制冷的制冷剂；
62.高温压缩机8和低温压缩机9，用以为二氧化碳气体加压，其中，高温压缩机8包括高温进气口81和高温出气口82，低温压缩机9包括低温进气口91和低温出气口92，高温压缩机8的高温出气口82以及低温压缩机9的低温出气口92的二氧化碳的压强为6.0mpa-10mpa；
63.高温蒸发器3，高温蒸发器3设有高温冷媒进口31和高温冷媒出口32，高温冷媒出口32与高温压缩机8的高温进气口81相互连通；
64.冷凝器4：设有
①
号进口41和
①
号出口42，
①
号进口41分别与低温压缩机9的低温出气口92以及高温压缩机8的高温出气口82相互连通；
65.浮球阀5：设有
②
号进口51和
②
号第一出口52，
②
号进口51与
①
号出口42相互连通；
66.储液器6：设有
③
号第一进口61、
③
号第一出口62、
③
号第二进口64和
③
号第二出口63，
③
号第一进口61与
②
号第一出口52相互连通，
③
号第二出口63与高温蒸发器3的高温冷媒进口31相互连通；
67.低温蒸发器1，用以为降温的二氧化碳换热，其设有低温冷媒进口11和低温冷媒出口12，
③
号第一出口62与低温蒸发器1的低温冷媒进口11相互连通；
68.气液分离器2，用以将从蒸发器流出的二氧化碳进行气液分离，其设有进口21、
①
号出气口22和
②
号出液口23；进口21与低温冷媒出口12相互连通，
①
号出气口22和低温压缩机9的低温进气口91相互连通，
②
号出液口23与储液器6的
③
号第二进口64相互连通；
69.其中，
②
号出液口23与储液器6的
③
号第二进口64之间、
③
号第二出口63与高温蒸发器3的高温冷媒进口31之间、
①
号出气口22和低温压缩机9的低温进气口91之间均设有单向阀，
③
号第二出口63与高温冷媒进口31之间连接有节流阀。
70.可以理解的是：设置冷凝器4起到冷凝的作用，即为高温的二氧化碳降温，设置储液罐不仅起到将处于气液状态的二氧化碳进行分离，还起到再次让没有被完全致冷的二氧化碳再一次致冷完全保证液体，从而可以大大增加该蒸发冷系统的制冷效果，同时设置电子膨胀阀起到可根据不同需要灵活调整过热度以减小低温蒸发器1表面和冷藏库内环境之间的温差，从而减少低温蒸发器1表面的结霜，这样一来，既提高了冷冻能力，同时也可以降低食品的干耗。
71.实施例3：
72.本实用新型提供一种冷库用跨临界单级二氧化碳的蒸发冷系统，请参阅图3所示，包括：
73.二氧化碳，用以制冷的制冷剂；
74.高温压缩机8和低温压缩机9，用以为二氧化碳气体加压，其中，高温压缩机8包括高温进气口81和高温出气口82，低温压缩机9包括低温进气口91和低温出气口92，高温压缩
机8的高温出气口82以及低温压缩机9的低温出气口92的二氧化碳的压强为6.0mpa-10mpa；
75.高温蒸发器3，高温蒸发器3设有高温冷媒进口31和高温冷媒出口32，高温冷媒出口32与高温压缩机8的高温进气口81相互连通；
76.冷凝器4：设有
①
号进口41和
①
号出口42，
①
号进口41分别与低温压缩机9的低温出气口92以及高温压缩机8的高温出气口82相互连通；
77.浮球阀5：设有
②
号进口51、
②
号第一出口52和
②
号第二出口53，
②
号进口51与
①
号出口42相互连通；
78.储液器6：设有
③
号第一进口61、
③
号第一出口62、
③
号第二进口64和
③
号第二出口63，
③
号第一进口61与
②
号第一出口52相互连通，
③
号第二出口63与高温蒸发器3的高温冷媒进口31相互连通；
79.低温蒸发器1，用以为降温的二氧化碳换热，其设有低温冷媒进口11和低温冷媒出口12，
③
号第一出口62与低温蒸发器1的低温冷媒进口11相互连通；
80.气液分离器2，用以将从蒸发器流出的二氧化碳进行气液分离，其设有进口21、
①
号出气口22和
②
号出液口23；进口21与低温冷媒出口12相互连通，
①
号出气口22和低温压缩机9的低温进气口91相互连通；
81.过盈储液器76，设有
④
号第一进口71、
④
号第二进口72、
④
号第一出口73和
④
号第二出口74，
②
号第二出口53与
④
号第一进口71相互连通，
④
号第二进口72与
②
号出液口23相互连通，
④
号第一出口73与
③
号第二进口64相互连通，
④
号第二出口74与低温进气口91相互连通；
82.其中，低温压缩机9的低温进气口91与气液分离器2的
①
号出气口22、低温压缩机9的低温进气口91与过盈储液器76的
④
号第二出口74、
④
号第二进口72与
②
号出液口23之间、
④
号第一出口73与
③
号第二进口64之间均连接有单向阀；
②
号第二出口53与
④
号第一进口71之间设有高压气体阀；
③
号第二出口63与高温冷媒进口31之间连接有节流阀，储液器6的
③
号第一进口61与低温蒸发器1的低温冷媒进口11之间连接有电子膨胀阀。
83.可以理解的是：设置过盈储液器76起到接收气液分离器2中的液体的目的，当过盈储液器76的液位到达上限时，过盈储液器76内的液体流入到储液罐中，二氧化碳液体经过过盈储液罐和储液罐的两次制冷，从而使得二氧化碳液体进入低温蒸发器1(位于冷库内)时，能够更好的进行热交换，增强制冷效果，其次，设置过盈储液器76还起到保护储液器6的作用，防止储液器6出现问题时，能够使用另一个过盈储液器76继续使用，以免因其中一个损坏造成冷库不能制冷，从而造成严重的经济损失。
84.为优化整体方案，在实施例1-实施例3中的冷凝管均采用螺旋状设计，其中冷凝器4的冷凝管采用螺旋设计起到增强二氧化碳在冷凝器4内的停留时间使得制冷更加的有效。
85.另外值得注意的是：本技术所运用到的各类电气元件均为现有的电气元件，而此类电气元件自身又不是本技术所要保护的客体，因此，申请人在本技术中不做过多陈述。
86.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。