中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统的制作方法

1.本发明涉及空调系统技术领域，具体是指一种中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统。


背景技术：

2.二氧化碳空调系统采用二氧化碳作为制冷剂，二氧化碳工质是一种少有的天然制冷剂，无毒无可燃性，廉价且易于获得，对自然环境没有破坏，在用作制冷剂方面具有很大的优势。以自然工质二氧化碳作为冷媒的二氧化碳空调，在保证系统较高cop的同时具有优良的环保特性，能够有效控制臭氧层的破坏，减少温室气体的产生，抑制煤的燃烧，降低雾霾天气的发生率并减少pm2.5浓度，同时将节能与环保有机结合在一起，在我国具有广阔的市场和潜力。
3.但是，在现有二氧化碳空调系统中由于二氧化碳冷媒冷却度较低，常常会导致二氧化碳空调系统出现制冷、制热效果差，能源消耗大的问题。


技术实现要素：

4.基于以上技术问题，本发明提供了一种中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统，解决了现有二氧化碳空调系统中由于二氧化碳冷媒冷却度较低，常常会导致二氧化碳空调系统出现制冷、制热效果差，能源消耗大的问题。
5.为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统，包括：二氧化碳压缩机、油分离器、室内机、一次电子膨胀阀、回热器、气液分离器、储液罐、二次电子膨胀阀、室外机和过冷系统；二氧化碳压缩机的排气口通过管路依次连接油分离器、室内机、一次电子膨胀阀、回热器的第一回热流道、储液罐、二次电子膨胀阀、室外机、回热器的第二回热流道、气液分离器后回到二氧化碳压缩机的吸气口，形成制热循环回路；二氧化碳压缩机的排气口通过管路依次连接油分离器、室外机、一次电子膨胀阀、回热器的第一回热流道、储液罐、二次电子膨胀阀、室内机、回热器的第二回热流道、气液分离器后回到二氧化碳压缩机的吸气口，形成制冷循环回路；过冷系统接入制热循环回路和制冷循环回路中用于对室内机、室外机向回热器的第一回热流道流入的二氧化碳冷媒进行降温冷却。
7.进一步的，过冷系统包括过冷压缩机、过冷电子膨胀阀、中间过冷换热器、过冷储液罐、过冷气液分离器，中间过冷换热器的第一换热流道其一端分别与室内机、室外机连接，其另一端与回热器的第一回热流道连接；过冷压缩机的排气口通过管路依次连接室内机、过冷储液罐、过冷电子膨胀阀、中间过冷换热器的第二换热流道、过冷气液分离器后回到过冷压缩机的吸气口，形成制热过冷回路；过冷压缩机的排气口通过管路依次连接室外机、过冷储液罐、过冷电子膨胀阀、中间过冷换热器的第二换热流道、过冷气液分离器后回到过冷压缩机的吸气口，形成制冷过冷回路。
8.进一步的，过冷压缩机上设有控制装置和变频器。
9.进一步的，过冷储液罐的出液端设有过滤器。
10.进一步的，过冷压缩机的排气口端设有高压安全装置，过冷气液分离器的入口端设有低压安全装置。
11.进一步的，过冷储液罐的出液端设有视液镜。
12.进一步的，二氧化碳压缩机的排气口端设有高压安全装置，气液分离器的入口端设有低压安全装置。
13.进一步的，气液分离器的出口端、储液罐的出液端均设有过滤器。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.本发明通过设置过冷系统，过冷系统可在二氧化碳空调系统制冷或制热过程中，对室内机、室外机向回热器流入的二氧化碳冷媒进行降温冷却，以提高二氧化碳冷媒的冷却度。解决了现有二氧化碳空调系统中由于二氧化碳冷媒冷却度较低，常常会导致二氧化碳空调系统出现制冷、制热效果差，能源消耗大的问题。
附图说明
16.本技术将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述，其中：
17.图1为中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统结构示意图。
18.其中，1二氧化碳压缩机，2四通阀，3室内机，4室外机，5油分离器，6气液分离器，7回热器，8储液罐，9二次电子膨胀阀，10单向阀，11电磁阀，12过滤器，13高压安全装置，14低压安全装置，15过冷压缩机，16过冷气液分离器，17一次电子膨胀阀，18中间过冷换热器，19过冷电子膨胀阀，20视液镜，21过冷储液罐，22控制装置，23变频器，24电磁阀。
具体实施方式
19.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
20.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
21.图1是本技术一些实施例所示的中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统的结构示意图，以下将结合图对本技术所涉及的中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统进行介绍。需要注意的是，图仅作为示例，并不对中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统的具体形状和结构形成限定。
22.参阅图1，在一些实施例中，中间冷媒过冷式二氧化碳空调系统，包括：二氧化碳压缩机1、油分离器5、室内机3、一次电子膨胀阀17、回热器7、气液分离器6、储液罐8、二次电子膨胀阀9、室外机4和过冷系统；二氧化碳压缩机1的排气口通过管路依次连接油分离器5、室内机3、一次电子膨胀阀17、回热器7的第一回热流道、储液罐8、二次电子膨胀阀9、室外机4、回热器7的第二回热流道、气液分离器6后回到二氧化碳压缩机1的吸气口，形成制热循环回路；二氧化碳压缩机1的排气口通过管路依次连接油分离器5、室外机4、一次电子膨胀阀17、回热器7的第一回热流道、储液罐8、二次电子膨胀阀9、室内机3、回热器7的第二回热流道、气液分离器6后回到二氧化碳压缩机1的吸气口，形成制冷循环回路；过冷系统其一端分别与室内机3、室外机4连接，其另一端与回热器7的第一回热流道连接；过冷系统用于对室内机3、室外机4向回热器7流入的二氧化碳冷媒进行降温冷却。
23.优选的，二氧化碳压缩机1的排气口端设有高压安全装置13，气液分离器6的入口端设有低压安全装置14。利用高压安全装置13对二氧化碳压缩机1的排气口端压力进行监控，利用低压安全装置14对气液分离器6的入口端压力进行监控，以保证二氧化碳空调系统运行的安全性。
24.优选的，气液分离器6的出口端、储液罐8的出液端均设有过滤器12。过滤器12可对气液分离器6排出的气态二氧化碳冷媒进行过滤，避免进入二氧化碳压缩机1的气态二氧化碳冷媒包含杂质，影响二氧化碳压缩机1工作。过滤器12还可对储液罐8流出的液体冷媒进行过滤，避免其内含有的杂质堵塞室外机4或室内机3。
25.此外，从图1与制热循环回路、制冷循环回路的结构可以发现，制热循环回路与制冷循环回路存在重叠部分，例如：一次电子膨胀阀17、回热器7的第一回热流道、储液罐8部分管路；回热器7的第二回热流道、气液分离器6、二氧化碳压缩机1、油分离器5部分管路。
26.因此，为减少管路铺设成本，制热循环回路与制冷循环回路重叠部分可以共用管路，重叠部分管路与分离部分管路通过设置阀门对二氧化碳冷媒的流向进行控制。例如：在储液罐8分别与室内机3、室外机4连接的管道上设置电磁阀24(a1、a2)和单向阀10；在油分离器5、室内机3、室外机4、回热器7四者连接处设置四通阀2；在室内机3、室外机4接入回热器7的第一回热管路处设置单向阀10。
27.在一些实施例中，过冷系统包括过冷压缩机15、过冷电子膨胀阀19、中间过冷换热器18、过冷储液罐21、过冷气液分离器16，中间过冷换热器18的第一换热流道其一端分别与室内机3、室外机4连接，其另一端与回热器7的第一回热流道连接；过冷压缩机15的排气口通过管路依次连接室内机3、过冷储液罐21、过冷电子膨胀阀19、中间过冷换热器18的第二换热流道、过冷气液分离器16后回到过冷压缩机15的吸气口，形成制热过冷回路；过冷压缩机15的排气口通过管路依次连接室外机4、过冷储液罐21、过冷电子膨胀阀19、中间过冷换热器18的第二换热流道、过冷气液分离器16后回到过冷压缩机15的吸气口，形成制冷过冷回路。
28.优选的，过冷压缩机15上设有控制装置22和变频器23。变频器23可以根据二氧化碳空调系统运行状况利用控制装置22对过冷压缩机15进行调节，以达到减少能源消耗的效果。
29.优选的，过冷储液罐21的出液端设有过滤器12。过滤器12可对过冷储液罐21流出的液体冷媒进行过滤，避免其内含有的杂质堵塞中间过冷换热器18。
30.优选的，过冷压缩机15的排气口端设有高压安全装置13，过冷气液分离器16的入口端设有低压安全装置14。利用高压安全装置13对过冷压缩机15的排气口端压力进行监控，利用低压安全装置14对过冷气液分离器16的入口端压力进行监控，以保证过冷系统运行的安全性。
31.优选的，过冷储液罐21的出液端设有视液镜20。视液镜20可以对过冷储液罐21中的液体二氧化碳冷媒进行查看。
32.此外，从图1与制热过冷回路、制冷过冷回路的结构可以发现，制热过冷回路与制冷过冷回路存在重叠部分，例如：过冷储液罐21、过冷电子膨胀阀19、中间过冷换热器18的第二换热流道、过冷气液分离器16、过冷压缩机15部分管路。
33.因此，为减少管路铺设成本，制热循环回路与制冷循环回路重叠部分可以共用管路，重叠部分管路与分离部分管路通过设置阀门对过冷冷媒的流向进行控制。例如：在过冷压缩机15与分别与室内机3、室外机4连接的管道上设置电磁阀24(b1、b2、b3、b4)和单向阀10；在室内机3、室外机4接入过冷储液罐21处设置电磁阀24。
34.结合上述实施例对本技术中的中间冷媒过冷式二氧化碳空调的制热、制冷工作过程进行说明：
35.制热流程：二氧化碳压缩机1做功将二氧化碳冷媒压缩为高温高压的气体进入油分离器5，通过油分离器5将带出压缩机的润滑油与冷媒分离，由回油管补充回压缩机。高温高压的气体经过四通阀2进入室内机3冷却散热，将环境温度加热。流过室内机3的冷媒冷却为中温中压的气液混合物，通过单向阀10(制热时电磁阀a1关闭，电磁阀a2开启)经过一次电子膨胀阀17喷液到中间过冷换热器18降温后到达回热器7再次降温，降温后的冷媒到达储液罐8储液。部分液态冷媒通过过滤器12过滤后到二次电子膨胀阀9，通过电子膨胀阀控喷液进入室外机4蒸发，经过蒸发的冷媒变为低温低压的气体通过四通阀2进入回热器7给中温部分冷媒降温，过热后回到气液分离器6，经分离后的低温低压干蒸气体经过过滤器12过滤后回到压缩机吸气口完成制热循环。
36.过冷压缩机15跟主路制热系统同时运行，将冷媒压缩为高温高压的气体通过单向阀10经过电磁阀24(制热时电磁阀b1、b4开启，电磁阀b2、b3关闭)到进入室内机3冷却散热，给环境辅助加热，流过室内机3的冷媒冷却为中温中压的气液混合物，经过电磁阀24到达过冷储液罐21储液，部分液态冷媒通过过滤器12过滤后经过冷电子膨胀阀19控喷液进入中间过冷换热器18给主路二氧化碳冷媒冷却降温，过冷后的冷媒回到过冷气液分离器16气液分离后低温气体冷媒回到过冷压缩机15吸气口完成过冷循环。
37.制冷流程：二氧化碳压缩机1做功将二氧化碳冷媒压缩为高温高压的气体进入油分离器5，通过油分离器5将带出压缩机的润滑油跟冷媒分离，由回油管补充回压缩机。高温高压的气体经过四通阀2换向进入室外机4冷却散热。经过室外机4的冷媒冷却为中温中压的气液混合物，通过单向阀10(制冷时电磁阀a2关闭，电磁阀a1开启)经过一次电子膨胀阀17喷液到中间过冷换热器18降温后到达回热器7再次降温，降温后的冷媒到达储液罐8储液。部分液态冷媒通过过滤器12过滤后到二次电子膨胀阀9，通过电子膨胀阀控制喷液进入室内机3蒸发，蒸发吸收热量将环境温度降低。经过蒸发的冷媒变为低温低压的气体通过四通阀2换向进入回热器7给中温部分冷媒降温，降温后回到气液分离器6，经分离后的低温低压气体经过过滤器12过滤后回到压缩机吸气口完成制冷循环。
38.过冷压缩机15跟主路制冷系统同时运行，将冷媒压缩为高温高压的气体通过单向阀10经过电磁阀24(制冷时电磁阀b1、b4关闭，电磁阀b2、b3开启)进入室外机4冷却散热，流过室外机4的冷媒冷却为中温中压的气液混合物，经过电磁阀24到达过冷储液罐21储液，部分液态冷媒通过过滤器12过滤后经过冷电子膨胀阀19控喷液进入中间过冷换热器18给主路二氧化碳冷媒冷却降温，过冷后的冷媒回到过冷系统气液分离器6气液分离后低温气体冷媒回到过冷压缩机15吸气口完成过冷循环。
39.如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。