专利摘要

本实用新型公开了一种耦合制冷系统，包括硅胶‑水吸附式回质循环制冷系统和CO2跨临界双级压缩制冷循环系统。所述CO2跨临界双级压缩制冷循环系统包括低温蒸发器、中温蒸发器、低压压缩机、高压压缩机、并行压缩机、气体冷却器、冷却蒸发器、高压节流阀、中间冷却器、中压节流阀、低压节流阀、旁通阀、空气换热器及热水加热器；所述硅胶‑水吸附式回质循环制冷系统包括冷凝器、节流阀、所述冷却蒸发器、连通阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一吸附床、第二吸附床及所述热水加热器，两系统通过冷却蒸发器耦合，在有效利用余热、减少能耗的同时，增大了制冷量，提高了系统的性能。

权利要求

1.一种耦合制冷系统，其特征在于，包括硅胶-水吸附式回质循环制冷系统和CO2跨临界双级压缩制冷循环系统；所述CO2跨临界双级压缩制冷循环系统包括低温蒸发器、中温蒸发器、低压压缩机、高压压缩机、并行压缩机、气体冷却器、冷却蒸发器、高压节流阀、中间冷却器、中压节流阀、低压节流阀、旁通阀、空气换热器及热水加热器，所述低温蒸发器的出口与所述低压压缩机的吸气端连接，所述低压压缩机的排气端与所述中温蒸发器的出口并联后分别与所述旁通阀的出口及高压压缩机的吸气端连接；所述中间冷却器的气体出口分别与所述并行压缩机的吸气端和旁通阀的进口连接，所述并行压缩机的排气端与所述高压压缩机的排气端并联后依次与所述热水加热器、空气换热器连接，所述空气换热器的出口分为两路，一路直接与所述冷却蒸发器的制冷剂通道进口连接，另一路通过所述气体冷却器与所述冷却蒸发器的制冷剂通道的进口连接，所述冷却蒸发器的制冷剂通道出口依次与高压节流阀、中间冷却器的进口连接，所述中间冷却器的液体出口分为两路，一路通过所述中压节流阀与所述中温蒸发器进口连接，另一路通过所述低压节流阀与所述低温蒸发器进口连接；所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统包括冷凝器、节流阀、所述冷却蒸发器、连通阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一吸附床、第二吸附床及所述热水加热器，所述第一吸附床分别与所述第一单向阀的进口和第二单向阀的出口连接，所述第一单向阀的出口分别与所述冷凝器进口及第三单向阀的出口连接，所述冷凝器的出口、所述节流阀、所述冷却蒸发器的溶液通道进口依次连接，所述冷却蒸发器的溶液通道出口分别与所述第四单向阀的进口和第二单向阀的进口连接，所述第四单向阀的出口分别与所述第三单向阀的进口及第二吸附床连接，所述第一吸附床与第二吸附床之间设置有用于回质的所述连通阀；所述热水加热器分别为所述第一吸附床和第二吸附床连接提供热量；所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统与所述CO2跨临界双级压缩制冷系统通过所述冷却蒸发器耦合在一起。

2.根据权利要求1所述的耦合制冷系统，其特征在于，所述第一吸附床和第二吸附床为硅胶-水吸附床。

3.根据权利要求1所述的耦合制冷系统，其特征在于，所述第一吸附床与所述第二吸附床采用两床反向循环。

说明书

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种硅胶-水吸附式回质循环制冷系统与CO2跨临界双级压缩制冷循环系统相耦合的制冷系统。

背景技术

从20世纪以来，随着世界工业和经济的不断发展，能源危机和环境污染问题日益严峻。这样的背景推动了一系列能源利用和环境保护技术的开发。吸附式制冷作为一种环境友好的制冷技术，越来越受到人们的关注。同时，因臭氧层破坏以及温室效应的不断恶化，有关部门于1985年颁布的《保护臭氧层的维也纳公约》和1987年颁布了《蒙特利尔议定书》，1990年伦敦会议和1992年哥本哈根会议对蒙特利尔议定书的修正，也标志着世界范围内CFCs和HCFCs的替代进程在不断加快，自然工质又重新开始受到重视。2016年10月，国际社会在《蒙特利尔议定书》框架下围绕温室气体HFCs的削减达成了新的基加利修正案。天然工质重新得到人们的重视，CO2跨临界制冷的应用逐渐形成趋势。

在CO2双级压缩制冷循环系统的应用中，夏季因环境温度升高，CO2双级压缩制冷循环系统性能降低，影响了制冷效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种硅胶-水吸附式回质循环冷却-CO2跨临界双级压缩耦合制冷系统，在减少能耗的同时，增大制冷量，提高系统的性能。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种耦合制冷系统，包括硅胶-水吸附式回质循环制冷系统和CO2跨临界双级压缩制冷循环系统；所述CO2跨临界双级压缩制冷循环系统包括低温蒸发器、中温蒸发器、低压压缩机、高压压缩机、并行压缩机、气体冷却器、冷却蒸发器、高压节流阀、中间冷却器、中压节流阀、低压节流阀、旁通阀、空气换热器及热水加热器，所述低温蒸发器的出口与所述低压压缩机的吸气端连接，所述低温压缩机的排气端与所述中温蒸发器的出口并联后分别与所述旁通阀的出口及高压压缩机的吸气端连接；所述中间冷却器的气体出口分别与所述并行压缩机的吸气端和旁通阀的进口连接，所述并行压缩机的排气端与所述高压压缩机的排气端并联后依次与所述热水加热器、空气换热器连接，所述空气换热器的出口分为两路，一路直接与所述冷却蒸发器的制冷剂通道进口连接，另一路通过所述气体冷却器与所述冷却蒸发器的制冷剂通道的进口连接，所述冷却蒸发器的制冷剂通道出口依次与高压节流阀、中间冷却器的进口连接，所述中间冷却器的液体出口分为两路，一路通过所述中压节流阀与所述中温蒸发器进口连接，另一路通过所述低压节流阀与所述低温蒸发器进口连接；所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统包括冷凝器、节流阀、所述冷却蒸发器、连通阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一吸附床、第二吸附床及所述热水加热器，所述第一吸附床分别与所述第一单向阀的进口和第二单向阀的出口连接，所述第一单向阀的出口分别与所述冷凝器进口及第三单向阀的出口连接，所述冷凝器的出口、所述节流阀、所述冷却蒸发器的溶液通道进口依次连接，所述冷却蒸发器的溶液通道出口分别与所述第四单向阀的进口和第二单向阀的进口连接，所述第四单向阀的出口分别与所述第三单向阀的进口及第二吸附床连接，所述第一吸附床与第二吸附床之间设置有用于回质的所述连通阀；所述热水加热器分别为所述第一吸附床和第二吸附床连接提供热量；所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统与所述CO2跨临界双级压缩制冷系统通过所述冷却蒸发器耦合在一起。

所述第一吸附床和第二吸附床为硅胶-水吸附床。

所述第一吸附床与所述第二吸附床采用两床反向循环。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的耦合制冷系统将硅胶-水吸附式回质循环冷却与CO2跨临界双级压缩制冷系统通过冷却蒸发器进行耦合，利用硅胶-水吸附式回质循环冷却CO2跨临界双级压缩气体冷却器出口制冷剂，可以有效的减小节流损失，增加循环的制冷量，提高了制冷性能。

2、本实用新型的耦合制冷系统利用余热加热两个吸附床，有效利用余热并实现了所述CO2跨临界双级压缩系统的进一步冷却，节能、环保。

3、本实用新型的耦合制冷系统解决了单级压缩系统压比过大而引起压缩终了温度过高，导致输气量、单位质量制冷量、单位容积制冷量、制冷系数下降以及压缩机功耗增加等一系列问题。

4、本实用新型的耦合制冷系统满足了对CFCs和HCFCs制冷剂的替代，解决了环保型问题。

附图说明

图1所示为本实用新型耦合制冷系统的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型耦合制冷系统的原理图如图1所示，包括硅胶-水吸附式回质循环制冷系统Ⅰ和CO2跨临界双级压缩制冷循环系统Ⅱ。所述CO2跨临界双级压缩制冷循环系统Ⅱ包括低温蒸发器12、中温蒸发器10、低压压缩机1、高压压缩机3、并行压缩机4、气体冷却器5、冷却蒸发器8、高压节流阀6、中间冷却器7、中压节流阀9、低压节流阀11、旁通阀2、空气换热器13及热水加热器14，所述低温蒸发器12的出口与所述低压压缩机1的吸气端连接，所述低温压缩机1的排气端与所述中温蒸发器10的出口并联后分别与所述旁通阀2的出口及高压压缩机3的吸气端连接；所述中间冷却器7的气体出口分别与所述并行压缩机4的吸气端和旁通阀2的进口连接，所述并行压缩机4的排气端与所述高压压缩机3的排气端并联后依次与所述热水加热器14、空气换热器13连接，所述空气换热器13的出口分为两路，一路直接与所述冷却蒸发器8的制冷剂通道进口连接，另一路通过所述气体冷却器5与冷却蒸发器8的制冷剂通道的进口连接，所述冷却蒸发器8的制冷剂通道出口依次与高压节流阀6、中间冷却器7的进口连接，所述中间冷却器7的液体出口分为两路，一路通过所述中压节流阀9与所述中温蒸发器10进口连接，另一路通过所述低压节流阀11与所述低温蒸发器12进口连接。所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统包括冷凝器15、节流阀16、所述冷却蒸发器8、连通阀22、第一单向阀17、第二单向阀18、第三单向阀19、第四单向阀20、第一吸附床21、第二吸附床23及所述热水加热器14，所述第一吸附床21分别与所述第一单向阀17的进口和第二单向阀18的出口连接，所述第一单向阀17的出口分别与所述冷凝器15进口及第三单向阀19的出口连接，所述冷凝器15的出口、所述节流阀16、所述冷却蒸发器8的溶液通道进口依次连接，所述冷却蒸发器8的溶液通道出口分别与所述第四单向阀20的进口和第二单向阀18的进口连接，所述第四单向阀20的出口分别与所述第三单向阀19的进口及第二吸附床23连接。所述第一吸附床21与所述第一单向阀17、冷凝器15、节流阀16、冷却蒸发器8及第四单向阀20串联，形成一个循环；所述第二吸附床23与所述第三单向阀19、冷凝器15、节流阀16、冷却蒸发器8及第二单向阀18串联，形成另一路循环。所述第一吸附床21与第二吸附床23之间设置有用于回质的所述连通阀22。所述热水加热器14的热水出口分别通过阀门与所述第一吸附床21和第二吸附床23连接，为所述第一吸附床21和第二吸附床23提供热量。所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统Ⅰ与所述CO2跨临界双级压缩制冷系统Ⅱ通过所述冷却蒸发器8耦合在一起。

其中，所述第一吸附床21和第二吸附床23为硅胶-水吸附床。

所述CO2跨临界双级压缩制冷循环系统的运行过程如下：所述旁通阀2在夏季高温工况下开启，其余时间处于关闭状态。所述低压压缩机1吸入从所述低温蒸发器12出来的低温低压CO2制冷剂蒸气，等熵压缩至中间压力，而后与来自中温蒸发器10的制冷剂一同进入所述高压压缩机3继续等熵压缩至高温高压蒸气；接着通过所述热水加热器、所述空气换热器进行热量交换，随后进入所述气体冷却器5等压冷却放热,所述CO2跨临界双级压缩制冷循环系统处于夏季炎热工况时，为减轻所述气体冷却器负荷，三通阀开启，部分制冷剂蒸气旁通，与通过所述气体冷却器的另一路制冷剂蒸气混合后进入所述冷却蒸发器。为增大制冷量，先采用所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统对所述气体冷却器5出口的CO2制冷剂蒸气提前冷却，再进入所述高压节流阀6节流，降温降压，之后进入所述中间冷却器7进行气液分离，分离出来的制冷剂蒸气一部分进入所述并行压缩机4，在较高压力下进行等熵压缩，另一部分制冷剂蒸气进入所述旁通阀2绝热节流至中间压力与从所述低压压缩机1出来的制冷剂过热蒸气混合进入所述高压压缩机3；从中间冷却器7分离出的制冷剂饱和液体一部分经过所述中压节流阀9绝热节流至中间压力，再进入到所述中温蒸发器10等压吸热蒸发，蒸发后的制冷剂蒸气与所述低压压缩机1出口的制冷剂过热蒸气混合进入所述高压压缩机3；分离出的另一部分制冷剂饱和液体经过所述低压节流阀11绝热节流至低温低压状态，之后进入所述低温蒸发器12等压吸热蒸发，最后再次进入所述低压压缩机1进行循环。

所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统的运行过程如下：所述第一吸附床21充装水，当所述第一吸附床21被加热时，已被硅胶吸附的水获得能量；当水分子运动加快到足以克服硅胶的吸引力时，从硅胶表面脱出(脱附)，通过所述第一单向阀17后，进入所述冷凝器15冷却冷凝放热，随后通过所述节流阀16，绝热节流，降温降压，而后进入所述冷却蒸发器8，等压吸热蒸发，随后通过所述第四单向阀20，低温低压的水蒸气又重新被冷却后的所述第二吸附床23吸附。所述第一吸附床21与所述第二吸附床23采用两床反向循环，即当所述第一吸附床21被加热时，所述第二吸附床23被冷却；当所述第一吸附床21被冷却时，所述第二吸附床23开始被加热。当所述第二吸附床被加热时，已被硅胶吸附的水获得能量；当水分子运动加快到足以克服硅胶的吸引力时，从硅胶表面脱出(脱附)，通过所述第三单向阀19后，进入所述冷凝器15冷却冷凝放热，随后通过所述节流阀16，绝热节流，降温降压，而后进入所述冷却蒸发器8，等压吸热蒸发，随后通过所述第二单向阀18，低温低压的水蒸汽又重新被冷却后的所述第一吸附床21吸附。当所述第一吸附床21、所述第二吸附床23分别处于循环半周期末时，所述第一吸附床21温度和压力都很高，而所述第二吸附床23则处于低温低压状态，此时可以通过所述连通阀22将两床连通进行回质，使所述第一吸附床21中的高温高压蒸汽进入所述第二吸附床23；这样所述第一吸附床压力降低的同时又促进了自身的解吸，而所述第二吸附床23压力升高并增加了吸附量，直到两床压力平衡为止，回质结束。

本实用新型的耦合制冷系统通过所述冷却蒸发器8将所述硅胶-水吸附式回质循环制冷系统Ⅰ与所述CO2跨临界双级压缩制冷系统Ⅱ耦合在一起。通过对气体冷却器出口的CO2制冷剂蒸气进行过冷，可以有效的减小节流损失，增加循环的制冷量，提升循环的COP。而且，每年全球有大量的余热被直接浪费掉，采用硅胶-水吸附式回质制冷循环系统，利用余热加热吸附床，可在一定程度上缓解能源浪费问题。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

一种耦合制冷系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。