一種跨臨界循環提供兩級吸收循環發生熱的復合制冷系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于制冷領域，涉及一種壓縮/兩級吸收復合制冷系統，具體涉及一種跨臨界循環提供兩級吸收循環發生熱的復合制冷系統。
【背景技術】
[0002]隨著節能環保的理念深入人心，跨臨界制冷循環因其可以利用溫室效應潛能值較高但環保的氟利昂類工質如R23、R508B或者自然工質如CO2、N2O的優點得到了廣泛的關注。跨臨界制冷循環有著排氣溫度高、溫度滑移大的特點，具有高溫且大量的冷凝熱可供回收利用，早在2001年，corona公司和Dens公司聯合開發的第一個(302熱泵熱水器就可以在較高能效比下提供65°C的熱水；此外，由于CO2的單位容積制冷量大，跨臨界循環具有較高的制冷效率(C0P可達3.0以上)。綜合以上特點，有效利用高溫排氣余熱來減小系統本身的制冷能耗、進一步提高性能系數可以擴大跨臨界循環的優勢，更好地節能，是極具潛力的應用方式之一。
[0003]早在上世紀50年代，吸收式系統與壓縮式系統復合制冷已有相應的研宄，這種系統可以利用壓縮系統的冷凝余熱，并提高制冷效率，而跨臨界循環作為壓縮循環的一種具有更高的余熱量和品味，十分適用于這類復合系統。然而，現有的吸收/壓縮復合制冷循環多釆用開式循環，吸收和壓縮制冷子循環使用相同的工作介質，由于這兩種制冷方式對工質的要求有許多不同之處，釆用相同的工質不可避免地要犧牲其中一方的性能，甚至兩種制冷方式的性能都會受到影響，從而導致復合循環的性能降低。
[0004]在現有復合制冷發展基礎上，申請號為201210147756.X的中國專利文獻公開了利用低品位熱的跨臨界/吸收復合制冷裝置，這是一個閉式的跨臨界壓縮吸收復合系統，分別采用不同的工質，兩系統只進行能量的交換，能充分地利用跨臨界循環的高溫冷凝熱，且大幅提高跨臨界制冷效率。然而，因系統循環特性，高壓級發生器只可利用65°C以上的冷凝余熱，而理論上可利用至40°C以下，余熱利用并不充分。此外，低壓級發生器雖然可以利用一般被浪費掉的50°C?60°C的極低品位熱源，但仍需要大量的外部能量輸入，不適用于無法提供大量余熱的普通建筑環境。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供了一種跨臨界循環提供兩級吸收循環發生熱的復合制冷系統，通過跨臨界壓縮子系統與高壓吸收子系統、低壓吸收子系統間合理的能量耦合，使高低壓發生所需熱量全部來自跨臨界壓縮子系統的冷凝余熱，將其充分利用。
[0006]本實用新型的技術方案為:
[0007]一種跨臨界循環提供兩級吸收循環發生熱的復合制冷系統，由跨臨界壓縮子系統、高壓吸收子系統和低壓吸收子系統組成，其中，
[0008]所述的高壓吸收子系統的高壓發生器的蒸汽出口與冷凝器的入口相連，冷凝器的出口與第一節流裝置的進口相連，第一節流裝置的出口與冷凝蒸發器的液體入口相連，高壓吸收器的液體出口與第一循環泵的進口相連，第一循環泵的出口與第一溶液換熱器的第一通道入口相連，第一溶液換熱器的第一通道出口與高壓發生器的液體入口相連，高壓發生器的液體出口與第一溶液換熱器的第二通道入口相連，第一溶液換熱器的第二通道出口與第二節流裝置的入口相連，第二節流裝置的出口與高壓吸收器的液體入口相連；
[0009]所述的低壓吸收子系統的低壓發生器的出口分為兩路，一路與高壓吸收器的氣體入口連通，另一路與冷凝蒸發器的氣體入口相連，冷凝蒸發器的液體出口與第三節流裝置的進口相連，第三節流裝置的出口與第一蒸發器的入口相連，第一蒸發器的出口與低壓吸收器的氣體入口相連，低壓吸收器的液體出口與第二循環泵的進口相連，第二循環泵的出口與第二溶液換熱器的第一通道入口相連，第二溶液換熱器的第一通道出口與低壓發生器的液體入口相連，低壓發生器的液體出口與第二溶液換熱器的第二通道入口相連，第二溶液換熱器的第二通道出口與第四節流裝置的入口相連，第四節流裝置的出口與低壓吸收器的液體入口相連；
[0010]高壓發生器內設有第一盤管換熱器，所述低壓發生器內設有第二盤管換熱器；
[0011]所述的跨臨界壓縮子系統的壓縮機的出口與第一盤管換熱器的入口相連，第一盤管換熱器的出口與第二盤管換熱器的入口相連，第二盤管換熱器的出口與氣冷器的進口相連，氣冷器的出口與回熱器的第一通道進口相連，回熱器的第一通道出口與第五節流裝置的進口相連，第五節流裝置的出口與第二蒸發器的進口相連，第二蒸發器的出口與回熱器的第二通道進口相連，回熱器的第二通道出口與壓縮機的吸氣口相連。
[0012]所述跨臨界壓縮子系統的工作流體依次經過壓縮機、第一盤管換熱器、第二盤管換熱器、氣冷器、回熱器第一通道、第五節流裝置、第二蒸發器、回熱器第二通道后回到壓縮機，完成壓縮制冷子循環。
[0013]作為優選，所述氣冷器和冷凝器的內部均設有冷卻盤管，所述冷卻盤管的進、出口與冷卻介質源連通。所述冷卻盤管中充注的冷卻介質為水、空氣或者其他介質。所述高壓吸收器(12)、第二蒸發器(7)、第一蒸發器(18)和低壓吸收器(19)內部的盤管也都設有冷卻盤管。
[0014]所述的跨臨界循環提供兩級吸收熱的復合制冷系統，其工作流程如下:
[0015]對于跨臨界壓縮子系統，經過壓縮機做功之后的過熱制冷劑蒸汽，在高壓發生器內部設置的第一盤管換熱器放熱冷凝降溫，然后進入低壓發生器內部設置的第二盤管換熱器放熱進一步冷凝降溫，再經過氣冷器進一步冷卻，接著通過回熱器第一通道與第二通道中的制冷劑蒸汽交換熱量，然后經第五節流裝置進入第二蒸發器中吸熱蒸發，產生第一部分冷量。
[0016]蒸發后的制冷劑蒸汽經回熱器第二通道交換熱量后，回到壓縮機，開始新的循環。
[0017]所述的第一盤管換熱器和第二盤管換熱器既分別在高壓發生器和低壓發生器中加熱溶液產生制冷劑蒸汽，又作為跨臨界壓縮子系統的冷凝裝置冷卻高溫排氣。
[0018]跨臨界壓縮子系統同時為高壓吸收子系統和低壓吸收子系統提供吸收熱，不再需要大量的外部能量輸入。
[0019]對于高壓吸收子系統和低壓吸收子系統，在跨臨界壓縮子系統的冷凝余熱的驅動下，高壓發生器中的工作流體產生高溫高壓的制冷劑蒸汽，該蒸汽從高壓發生器的氣體出口進入冷凝器中冷凝降溫。
[0020]同時高壓發生器中的濃溶液進入第一溶液換熱器的第二通道換熱降溫后經第二節流裝置進入高壓吸收器，所述濃溶液作為吸收器的吸收溶液。所述濃溶液吸收后變成稀溶液經第一循環泵升壓后經過第一溶液換熱器第一通道預熱并回到高壓發生器。
[0021]高溫高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝降溫后經第一節流裝置進入冷凝蒸發器。低壓發生器在跨臨界壓縮冷凝余熱的驅動下產生的制冷劑蒸汽，一部分進入冷凝蒸發器與來自冷凝器的工作流體發生熱量交換，另一部分則通向高壓吸收器的氣體入口后被吸收。
[0022]通過冷凝蒸發器調節容器中氣、液兩相的組成比例之后，以液相存在的制冷劑經冷凝蒸發器的液體出口經第三節流裝置節流降壓后進入第一蒸發器進行蒸發，產生第二部分冷量。
[0023]第一蒸發器內蒸發后的制冷劑蒸汽經低壓吸收器的氣體入口進入低壓吸收器，被其中的吸收溶液吸收。低壓吸收器內吸收制冷劑蒸汽后的稀溶液經第二循環泵升壓后進入第二溶液換熱器的第一通道進行預熱，然后進入低壓發生器。低壓發生器發生后產生的濃溶液經過第二溶液熱交換器第二通道，再經第四節流裝置節流降壓后回到低壓吸收器。
[0024]作為優選，所述高壓吸收子系統和低壓吸收子系統所用工作流體為制冷劑和吸收劑的組合。所述制冷劑組分具有低沸點，所述吸收劑組分具有高沸點。
[0025]作為優選，所述高壓吸收子系統和低壓吸收子系統所用工作流體為離子液體或鹽與水組成的工質對。離子液體的正離子包括:烷基季銨離子、烷基季瞵離子、1，3-二烷基取代的咪唑離子和N-烷基取代的吡啶