[发明专利]二氧化碳跨临界增压制冷除霜系统及其除霜方法

说明书

本发明涉及二氧化碳跨临界增压制冷除霜系统，包括制冷回路；还包括化霜回路，化霜回路包括过冷电磁三通阀，过冷电磁三通阀安装在气体冷却器的出口处；过冷换热器与高压节流阀连接；过冷电磁三通阀分别与过冷换热器和高压节流阀连接；化霜压差阀安装在闪气旁通管上，且位于闪气旁通阀与闪发桶之间；化霜热气管B分别与闪气旁通管和蒸发器连接，且位于闪发桶与化霜压差阀之间；化霜回流管C分别与蒸发器和过冷换热器连接；化霜管D分别与过冷换热器和闪气旁通管连接，化霜管D位于化霜压差阀与闪气旁通阀之间。该除霜系统无需额外能耗、化霜时温差小、对库温影响小、热应力小、不损害蒸发器使用寿命、除霜效率高、能效高。

技术领域

本发明涉及一种制冷除霜系统，尤其是二氧化碳跨临界增压制冷除霜系统及其除霜方法。

背景技术

目前跨临界CO2制冷系统普遍采用电化霜和热气化霜方式对末端蒸发器进行化霜。

电化霜工作原理：

在蒸发器内部穿入若干电加热丝，在化霜时，停掉蒸发器的正常制冷，然后给电加热丝通电，加热蒸发器，使蒸发器表面的霜层融掉。

电化霜消耗较多的电能，进一步增加了产品能耗，并且很难彻底消除对毛细管和分液头部位的霜或者冰，因为这部分无法与加热丝直接接触。

热气化霜工作原理：

停掉蒸发器的正常制冷，将二氧化碳系统中的中温压缩机或者低温压缩机的排气引入蒸发器内部，对蒸发器加热。从而消除蒸发器表面的霜。

热气化霜排气温度高，对库温影响大，化霜期间库温升高较多。因为排气温度和蒸发器的蒸发温度之前的温差很大，导致化霜时热应力大，对蒸发器安全和使用寿命损害大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种在不增加额外能耗、对库温影响小、不损害蒸发器使用寿命、能有效除霜的二氧化碳跨临界增压制冷除霜系统，具体技术方案为：

二氧化碳跨临界增压制冷除霜系统，包括制冷回路，所述制冷回路包括依次连接的压缩机、气体冷却器、高压节流阀、闪发桶、膨胀阀和蒸发器，所述蒸发器与压缩机的进气口连接；所述闪发桶上装有闪气旁通管，所述闪气旁通管与压缩机的进气口连接，所述闪气旁通管上装有闪气旁通阀；还包括化霜回路，所述化霜回路包括过冷电磁三通阀，所述过冷电磁三通阀安装在气体冷却器的出口处；过冷换热器，所述过冷换热器与高压节流阀连接；所述过冷电磁三通阀分别与过冷换热器和高压节流阀连接；化霜压差阀，所述化霜压差阀安装在闪气旁通管上，且位于闪气旁通阀与闪发桶之间；化霜热气管B，所述化霜热气管B分别与闪气旁通管和蒸发器连接，所述化霜热气管B位于闪发桶与化霜压差阀之间；化霜回流管C，所述化霜回流管C分别与蒸发器和过冷换热器连接；及化霜管D，所述化霜管D分别与过冷换热器和闪气旁通管连接，所述化霜管D位于化霜压差阀与闪气旁通阀之间。

通过采用上述技术方案，化霜时，停止制冷，过冷电磁三通阀换向，超流体进入到过冷换热器中对化霜后的气液混合物进行蒸发，使气液混合物全部变成气体，保护压缩机，同时可以利用化霜得到的气液混合物对气体冷却器出来的超流体进行过冷，进一步提高了系统的能效。

通过调节闪气旁通阀的设定值，将闪发桶的压力提高到45bar(绝对压力)左右，对应CO₂饱和温度为10℃左右，能够对蒸发器及相关管路进行加热化霜。

由于化霜二氧化碳气体经过了气体冷却器、高压节流阀和闪发桶，相对于压缩机出口120℃的温度低了很多，对冷库库温影响小，同时温差小，蒸发器受到的热应力小，提高了蒸发器的安全性，延长了蒸发器的使用寿命。