CN111520927B - 一种复叠制冷系统及叠加复叠制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复叠制冷系统及叠加复叠制冷系统，其中复叠制冷系统包括CO2循环系统，CO2循环系统包括CO2储液器、CO2气液分离器、以及连通CO2储液器和CO2气液分离器的泄压管路，在泄压管路上设有泄压组件；泄压组件打开时，CO2储液器和CO2气液分离器接通；泄压组件关闭时，CO2储液器和CO2气液分离器切断接通；充装进入到CO2循环系统内的CO2量，在泄压组件处于打开状态，且达到设定最高温度时，CO2循环系统的内部压力值小于安全压力值。本发明提供的复叠制冷系统，在停电状态下，制冷剂机组也不会出现温度和压力升高导致制冷剂泄露，安全性好且更节能。

Description

一种复叠制冷系统及叠加复叠制冷系统

技术领域

本发明涉及复叠制冷技术领域，具体涉及一种复叠制冷系统及叠加复叠制冷系统。

背景技术

现有技术中的制冷冷链系统一般采用HFC（氟利昂）制冷和NH3（氨）制冷，HFC制冷采用的HFC制冷剂和NH3制冷采用的NH3制冷剂的价格均较高，且HFC制冷剂和NH3制冷剂在低温蒸发温度超过-35度后制冷能效比变差，为了达到制冷效果，需要在制冷冷链系统中充装的制冷剂的量比较多，这就造成运行费用高，不节能的缺点。而且，NH3是有毒化学品，在发生安全事故时，会造成非常严重的危害。

为了安全和降低运行费用，在大型冷库或其他需要大冷量的场所，开始采用HFC或NH3制冷与CO2制冷组成的复叠制冷机组。目前，由HFC或NH3制冷与CO2制冷组成的复叠制冷机组全都是大型制冷系统，机组庞大，并且这种复叠制冷机组，需要时刻保持低温度和低压力，否则容易引发CO2制冷剂的泄漏，造成安全事故；也即，现有技术中的由HFC或NH3制冷与CO2制冷组成的复叠制冷机组，需要设置专门的冷量维持机组，且需配备不间断电源，以保证上述复叠制冷机组中的CO2制冷剂时刻处于低温度和低压力的状态，以保证运行安全（如中国专利文献CN204478572U）。

由于需要配备冷量维持机组和不间断电源，并使冷量维持机组随时保持可启动状态，来维持CO2制冷剂的低温度和低压力状态，导致现有技术中的CO2复叠制冷设备整体成本较高，能耗大，且一旦电源断电，还存在CO2制冷剂的泄漏的安全隐患。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的CO2复叠制冷机组一旦停电，制冷剂机组的温度和压力升高容易导致CO2制冷剂泄露的缺陷，从而提供一种即便是在停电状态下，温度和压力均升高至室温，也不会导致制冷剂泄露的复叠制冷系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复叠制冷系统，包括：

CO2循环系统，所述CO2循环系统包括CO2储液器、CO2气液分离器、以及连通所述CO2储液器和所述CO2气液分离器的泄压管路，在所述泄压管路上设有泄压组件；

所述泄压组件打开时，所述CO2储液器和所述CO2气液分离器接通；

所述泄压组件关闭时，所述CO2储液器和所述CO2气液分离器切断接通；

充装进入到所述CO2循环系统内的CO2量，在所述泄压组件处于打开状态，且达到设定最高温度时，所述CO2循环系统的内部压力值小于安全压力值。

作为一种优选方案，在所述CO2储液器上还设置有第一安全阀，在所述CO2气液分离器上设有第二安全阀。

作为一种优选方案，所述泄压组件包括弹簧自立式压力调节阀，所述弹簧自立式压力调节阀在所述CO2储液器内压力达到设定值时自动开启。

作为一种优选方案，所述泄压组件包括旁通阀，所述旁通阀与所述弹簧自立式压力调节阀并联设置。

作为一种优选方案，所述CO2循环系统包括依次连接的所述CO2气液分离器、CO2压缩机、CO2油分离器、蒸发冷凝器、CO2冷凝器、介质冷凝器、所述CO2储液器、CO2节流膨胀阀、所述CO2蒸发器、CO2冷凝器和所述CO2气液分离器。

作为一种优选方案，还包括介质循环系统，所述介质循环系统包括依次连接的介质气液分离器、介质压缩机、介质油分离器、蒸发冷凝器，介质过冷器、介质储液器、介质节流膨胀阀、介质冷凝器、介质过冷器、介质气液分离器。

作为一种优选方案，还包括蓄热系统，所述蓄热系统包括依次连接的循环泵、介质换热器、CO2换热器、自动温控阀、储热罐和循环泵；

其中，所述介质换热器串联在所述介质压缩机和所述介质油分离器之间，或所述介质油分离器和所述蒸发冷凝器之间；

所述CO2换热器串联在所述CO2压缩机和所述CO2油分离器之间，或所述CO2油分离器和所述蒸发冷凝器之间。

作为一种优选方案，还包括热水换热器，串联在所述储热罐和所述循环泵之间，串联在外界供水管路上。

作为一种优选方案，还包括化霜组件，所述化霜组件包括CO2调节阀、CO2加热器和化霜调节阀；所述CO2调节阀串联在所述CO2油分离器和所述蒸发冷凝器之间，所述CO2加热器的一端安装在所述CO2油分离器和所述CO2调节阀之间，另一端与所述化霜调节阀连接；所述化霜调节阀的另一端安装在所述CO2蒸发器和所述CO2节流膨胀阀之间。

作为一种优选方案，所述介质为氟利昂或氨。

本发明还提供一种叠加复叠制冷系统，包括有至少两套所述的复叠制冷系统，还包括：

第一连通管，连接至少两套所述复叠制冷系统的CO2储液器的底部；

第一控制阀，安装在所述第一连通管上，用于控制所述第一连通管的通断；

第二连通管，连接至少两套所述复叠制冷系统的CO2储液器的顶部；

第二控制阀，安装在所述第二连通管上，用于控制所述第二连通管的通断；

第三连通管，连接至少两套所述复叠制冷系统的CO2气液分离器的顶部；

第三控制阀，安装在所述第三连通管上，用于控制所述第三连通管的通断。

作为一种优选方案，还包括第四连通管，连通至少两套所述复叠制冷系统的位于所述CO2节流膨胀阀和所述CO2蒸发器之间的管路位置；

第四控制阀，安装在所述第四连通管上，用于控制所述第四连通管的通断；

所述管路与所述第四连通管（40）连通位置的两侧，分别设有第一球阀和第二球阀，用于控制通断。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的复叠制冷系统，包括CO2循环系统，所述CO2循环系统包括CO2储液器、CO2气液分离器、以及连通所述CO2储液器和所述CO2气液分离器的泄压管路，在所述泄压管路上设有泄压组件；所述泄压组件打开时，所述CO2储液器和所述CO2气液分离器接通；所述泄压组件关闭时，所述CO2储液器和所述CO2气液分离器切断接通；充装进入到所述CO2循环系统内的CO2量，在所述泄压组件处于打开状态，且达到设定最高温度时，所述CO2循环系统的内部压力值小于安全压力值；在所述CO2储液器上还设置有第一安全阀，在所述CO2气液分离器上设有第二安全阀。

本发明的复叠制冷系统，不再单独设置专门的冷量维持机组，也不再配备不间断电源，当长时间断电（主动断电或被动断电）导致CO2储液器内的温度和压力升高，进一步导致CO2储液器内的液态CO2汽化转变为高压气态CO2时，通过合理设定自动泄压组件的泄压值，一旦CO2储液器内的压力达到上述设定泄压值，自动泄压组件打开，CO2储液器内的高压气态CO2进入CO2气液分离器中分担压力，从而避免CO2储液器内压力过高导致的制冷剂泄露问题。同时第一安全阀和第二安全阀的设置，使得CO2气液分离器和CO2储液器内的压力不超过规定值，对人身安全和设备的运行起到了重要的保护作用。

2.本发明提供的复叠制冷系统，在所述泄压管路上还设置有旁通阀，所述旁通阀与所述弹簧自立式压力调节阀并联设置。从而在弹簧自立式压力调节阀故障时或长时间不使用、假日休息无人值守时，手动打开旁通阀，使得CO2储液器内制冷剂的高压气体进入至CO2气液分离器中，从而避免了CO2储液器内的温度和压力过高，而容易导致制冷剂泄露的情况。

3.本发明的叠加复叠制冷系统，一个复叠制冷系统可以作为另一个复叠制冷系统的备用系统，一个复叠制冷系统因故障停机时，另一个复叠制冷系统可以直接启动，直接就是最佳工作状态，无需经过介质循环系统为CO2循环系统制冷到一定程度后再开启，制冷效果稳定；

4.本发明的叠加复叠制冷系统，一个复叠制冷系统可以通过第四连通管为另一个复叠制冷系统的CO2蒸发器输送冷量，也可以为两个或两个以上复叠制冷系统的CO2蒸发器输送冷量。当某一复叠制冷系统因故障停机，其所供应冷量的CO2蒸发器又不可停止制冷时，可通过第四连通管实现利用另一正常工作的复叠制冷系统暂时供应冷量，以为该因故障停机的复叠制冷系统的维修提供缓冲。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的复叠制冷系统的原理图。

图2为本发明提供的叠加复叠制冷系统的原理图。

附图标记说明：

1、CO2气液分离器；2、CO2压缩机；3、CO2换热器；4、CO2油分离器；5、CO2加热器；6、化霜调节阀；7、CO2储液器；8、弹簧自立式压力调节阀；9、旁通阀；10、CO2节流膨胀阀；11、CO2蒸发器；12、CO2冷凝器；13、介质冷凝器；14、CO2调节阀；15、蒸发冷凝器；16、介质气液分离器；17、介质压缩机；18、介质油分离器；19、介质换热器；20、恒压阀；21、介质过冷器；22、介质储液器；23、介质节流膨胀阀；24、自动温控阀；25、储热罐；26、热水换热器；27、循环泵；28、第一安全阀；29、第二安全阀；30、第三安全阀；31、第四安全阀；32、供水泵；34、第一连通管；35、第二连通管；36、第三连通管；37、第一控制阀；38、第二控制阀；39、第三控制阀；40、第四连通管；41、第四控制阀；42、第一球阀；43、第二球阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供的复叠制冷系统，包括介质循环系统和CO2循环系统，其中介质循环系统为高温级系统，CO2循环系统为低温级系统，高温级系统的作用在于为低温级系统内的制冷剂CO2做降温液化之用，不和外界接触，是一个单独的闭路循环系统，介质制冷剂的充装量很少，一般最大的机组充装量也不超过200kg，较为节省。

复叠制冷系统运行时，可根据工况需要设定所需温度，使高温级系统在最佳节能运行工况下将低温系统内的制冷剂CO2液化，液化的CO2利用高低压差流入CO2储液器，通过CO2节流膨胀阀降低压力汽化产生冷量，对外部环境进行降温。低温级系统也可根据制冷工况需要自动调节CO2汽化量，在最佳节能工况下对外部环境进行降温，如此可达到很高的节能效果。

本实施例的复叠制冷系统，适用于蒸发温度在-20至-56之间的各种工况。

下面具体说明：

如图1所示，本实施例提供一种复叠制冷系统，包括介质循环系统和CO2循环系统，其中介质循环系统的作用在于对CO2循环系统中的制冷剂CO2进行制冷，使其液化。

具体的，介质循环系统包括：依次连接的介质气液分离器16、介质压缩机17、介质油分离器18、蒸发冷凝器15，介质过冷器21、介质储液器22、介质节流膨胀阀23、介质冷凝器13、介质过冷器21、介质气液分离器16。

介质循环系统的制冷过程如下：制冷介质被介质压缩机17压缩后，成为高温高压状态，经介质油分离器18油气分离后，液态的制冷介质直接进入到介质过冷器21，气态的制冷介质进入到蒸发冷凝器15冷却后再进入介质过冷器21，经过冷后，液态的制冷介质进入介质储液器22，经介质节流膨胀阀23膨胀后降温，进入介质冷凝器13，用于冷却CO2循环系统中的CO2制冷剂，制冷介质经介质冷凝器13后进入介质过冷器21，利用剩余冷量对流经介质过冷器21的制冷介质进行降温，最后进入介质气液分离器16，经气液分离后，气态的制冷介质再进入介质压缩机17，从而完成一个制冷循环。

本实施例中，介质循环系统中的制冷介质为氟利昂或氨。

CO2循环系统包括：依次连接的所述CO2气液分离器1、CO2压缩机2、CO2油分离器4、蒸发冷凝器15、CO2冷凝器12、介质冷凝器13、所述CO2储液器7、CO2节流膨胀阀10、CO2蒸发器11、CO2冷凝器12和所述CO2气液分离器1。

CO2循环系统的制冷过程如下：当介质循环系统将CO2储液器7内部的CO2制冷剂冷却到程序设定好的温度后，低温级CO2循环系统启动，CO2被CO2压缩机2压缩后，成为高温高压状态，经CO2油分离器4油气分离后，进入蒸发冷凝器15，冷却后进入CO2冷凝器12进一步降温，再进入介质冷凝器13，接收介质循环系统的降温，此时CO2被冷却为液态，进入到CO2储液器7中，经CO2节流膨胀阀10膨胀后，进入到CO2蒸发器11内部降温，为外界提供冷量，经CO2冷凝器12进行冷量回收后，进入到CO2气液分离器1，经气液分离后，气态CO2再进入CO2压缩机2，从而完成一个制冷循环。

上述CO2循环系统中，在CO2储液器7和CO2气液分离器1之间连通有泄压管路，在泄压管路上设有自动泄压组件，自动泄压组件在CO2储液器7内压力达到设定值时自动开启；自动泄压组件打开时，CO2储液器7和CO2气液分离器1接通；自动泄压组件关闭时，CO2储液器7和CO2气液分离器1切断接通。

特别地，本实施例的CO2循环系统，充装进入的CO2量，在自动泄压阀处于打开状态，且达到设定最高温度时（比如整个复叠制冷系统完全关机，所能达到的最高自然温度，如40度），压力小于安全压力值（如3.3MPa）。

也即，本实施例的HFC（NH3）/CO2复叠制冷机组采用独特的中低压设计，长时间停机常温下（≦40°）其高压段最高压力不超过5MPa，低压段最高压力不超过3.5MPa，长时间停机也不会超压引发制冷剂泄漏。开机运行后其高压段最高压力不超过4.5MPa，低压段最高压力不超过2.0MPa。

作为改进，所述CO2气液分离器1上设有第一安全阀28，所述CO2储液器7上设有第二安全阀29。一旦出现意外情况导致CO2循环系统内部的压力过高，第一安全阀28或第二安全阀29均可开启泄压。

由上述描述可知，本实施例的复叠制冷系统，不再单独设置专门的冷量维持机组，也不再配备不间断电源，当长时间断电（主动断电或被动断电）导致CO2储液器7内的温度和压力升高，进一步导致CO2储液器7内的液态CO2汽化转变为高压气态CO2时，通过合理设定自动泄压组件的泄压值，一旦CO2储液器7内的压力达到上述设定泄压值，自动泄压组件打开，CO2储液器7内的高压气态CO2进入CO2气液分离器1中分担压力，从而避免CO2储液器7内压力过高导致的制冷剂泄露问题。当然，填充至CO2储液器7内的制冷剂需要提前进行计算，通常情况下，CO2储液器7内的制冷剂小于CO2气液分离器1内的容积，避免出现充装过多超压的情况。同时第一安全阀28和第二安全阀29的设置，使得CO2气液分离器1和CO2储液器7内的压力不超过规定值，对人身安全和设备的运行起到了重要的保护作用。

上述自动泄压组件包括弹簧自立式压力调节阀8，所述弹簧自立式压力调节阀8在所述CO2储液器7内压力达到设定值时自动开启；弹簧自立式压力调节阀8在使用时，只需要提前设定好预定压力（和安全阀原理一样），不需电源即可使用。本实施例采用压力调节阀为常见的市售产品。

作为进一步的改进方案，如图1所示，在所述泄压管路上还设置有旁通阀9，所述旁通阀9与所述弹簧自立式压力调节阀8并联设置，在弹簧自立式压力调节阀8发生故障时或制冷系统长时间不使用（如假日休息无人值守）时，手动打开旁通阀9，使CO2储液器7内制冷剂的高压气体进入CO2气液分离器1中，避免因温度升高导致的CO2储液器7内的压力过高，进而导致制冷剂泄露的情况。

另外需要指出的是，本实施例中的复叠制冷系统，介质循环系统和CO2循环系统共用蒸发冷凝器15；蒸发冷凝器15内设有隔板，将CO2制冷剂的流通通道和介质制冷剂的流通通道分隔成两个独立的区域，互不影响，共用蒸发冷凝器15可以显著降低成本。蒸发冷凝器15的冷却形式可以水冷、风冷或风冷水冷混合冷却。

本实施例中，介质循环系统的作用仅在于给CO2循环系统内的CO2制冷剂作降温液化之用，不和外界接触，是一个单独的闭路循环系统，因而HFC或NH3制冷剂的充装量很少，最大型号的充装量也不超过200㎏，安全环保，节省制冷剂。介质循环系统最低蒸发温度不超过-26度，处于HFC或NH3制冷最佳节能工况内。CO2循环系统根据制冷工况需要所设定的蒸发温度可设定-20度至-56度之间。

还包括蓄热系统，所述蓄热系统包括依次连接的循环泵27、介质换热器19、CO2换热器3、自动温控阀24、储热罐25和循环泵27；其中，所述介质换热器19串联在所述介质压缩机17和所述介质油分离器18之间，或所述介质油分离器18和所述蒸发冷凝器15之间；所述CO2换热器3串联在所述CO2压缩机2和所述CO2油分离器4之间，或所述CO2油分离器4和所述蒸发冷凝器15之间。

上述介质换热器19和CO2换热器3用于吸收介质循环系统和CO2循环系统的热量，一是可以对高温高压的制冷剂进行降温，减轻后期的降温压力，提高降温效果，二是可以将回收的热量存储在储热罐25内部，方便作其他之用，如提供热水或化霜等。储热罐25内装有乙二醇防冻液，其不仅能够蓄热，还能够防冻，适应性强，稳定性好，适于长期使用。

还包括热水换热器26，串联在所述储热罐25和所述循环泵27之间，串联在外界供水管路上。当需要热水时，启动供水泵32，供水管路运转，从热水换热器26位置作热交换，将水加温，获得热水。本实施例的复叠制冷系统，可获得60℃以上的热水。

还包括化霜组件，包括CO2调节阀14、CO2加热器5和化霜调节阀6，所述CO2调节阀14串联在所述CO2油分离器4和所述蒸发冷凝器15之间，所述CO2加热器5的一端安装在所述CO2油分离器4和所述CO2调节阀14之间，另一端与所述化霜调节阀6连接；所述化霜调节阀6的另一端安装在所述CO2蒸发器11和所述CO2节流膨胀阀10之间。

在需要对CO2蒸发器进行化霜时，关闭介质循环系统，关闭CO2节流膨胀阀10和CO2调节阀14，启动CO2压缩机2，驱动CO2气体沿CO2换热器3、CO2油分离器4、化霜调节阀6、CO2蒸发器11、CO2冷凝器12、CO2气液分离器1、CO2压缩机2循环运行；启动循环泵27，存储在储热罐25内的高温乙二醇沿储热罐25、热水换热器26、循环泵27、介质换热器19、CO2换热器3、自动温控阀24、储热罐25循环运行，乙二醇的高温通过CO2换热器3交换给CO2循环系统中的CO2，用高温CO2气体对CO2蒸发器11进行化霜处理。

如果温度不够，在CO2油分离器4和化霜调节阀6之间还可以串联CO2加热器5，CO2加热器5对CO2气体进行加热，从而加快化霜效率。

本实施例中，也可以单独使用CO2加热器5进行化霜，操作如下：关闭介质循环系统，关闭CO2节流膨胀阀10和CO2调节阀14，关闭循环泵27，启动CO2压缩机2，驱动CO2气体沿CO2换热器3、CO2油分离器4、CO2加热器5、化霜调节阀6、CO2蒸发器11、CO2冷凝器12、CO2气液分离器1、CO2压缩机2循环运行；CO2加热器5对CO2进行加热，利用高温CO2对CO2蒸发器11进行除霜。

本实施例中的CO2加热器5采用外置式设计，CO2加热器5采用列管式设计，直接加热CO2制冷剂，不在冷库内和CO2蒸发器内，防止引起火灾，造成安全事故。在同时利用蓄热系统化霜时，可设定低于设定温度，电加热开启，达到设定温度电加热关闭。电加热管采用外置式，直接插入加热器的列管内，不和CO2制冷剂直接接触，更换简单。

现在全世界的制冷冷链系统一般采用HFC制冷和NH3制冷，HFC制冷和NH3制冷在低温蒸发温度超过-35度后制冷能效比变差，NH3制冷其制冷剂NH3（氨）是有毒化学品（容易发生安全事故），国家安检和质检对其有非常严格的要求，每吨价格5000.00以上。HFC制冷其制冷剂价格比较贵，每吨价格26000.00以上，低温使用蒸发温度超过-35度后充装量比较多，1万吨低温冷库充装量在10吨以上，运行费用高，不节能。

同类现有投入使用的HFC（NH3）/CO2复叠制冷机组全部都是大型制冷系统，机组庞大，只有大型冷库或需要大冷量场所才能安装。制冷机组系统的CO2制冷剂需要冷量维持机组保持低温度和低压力，需要配备不间断电源，制冷机组系统不可以中断电源，断电后冷量维持机组无法运行，温度和压力增高容易引发制冷剂泄漏和安全事故。制冷机组系统需要制冷剂供液泵供液，制冷剂充装量比较多，所有设备、管道、阀门配件需要到现场安装，机组系统占地面积大。现有实验型小型化机组是超临界机组，压力高达10MPa以上，压力太高，不安全，不适用，不适宜推广应用。

本实施例的复叠制冷系统，制冷剂的充装量小，成本更低。以蒸发温度低于-35度的1万吨低温冷库为例，本实施例HFC（NH3）/CO2复叠制冷机组HFC（NH3）制冷剂充装量在0.75吨左右，CO2制冷剂充装量在1吨左右。同类现有投入使用的相同制冷量HFC（NH3）/CO2复叠制冷机组其充装量HFC（NH3）制冷剂充装量在2.5吨左右，CO2制冷剂充装量在3吨左右，是本实施例HFC（NH3）/CO2复叠制冷机组制冷剂充装量的3倍，机组占地面积大一倍。

当复叠制冷系统进行多台模块化组合形成叠加复叠制冷系统时，需要将多台机组的CO2储液器7的顶部和底部连接，并在连接处加装阀门，必要时可以切断，顶部和底部的管道是平行的，需要保证多台机组CO2储液器7的底部标高需要一致，以便于各机组CO2储液器7里的高压气态CO2降温液化，同时介质冷凝器13需要安装在CO2储液器7的最顶端，降温冷凝时，根据热量上升原理可以通过介质冷凝器13将CO2储液器7里的高压气态CO2降温液化。其中，填充至CO2储液器7内的CO2制冷剂需提前进行计算，避免出现充装过多超压的情况。CO2循环系统低压端内的CO2制冷剂容积量不得小于CO2循环系统高压端内的CO2制冷剂容积量，充装的CO2制冷剂需要计算充装量，避免充装过多出现超压的情况，根据复叠制冷系统的总容积量，计算出在最高温度40度、压力3MPa时需要充装的CO2制冷剂充装量，打开旁通阀9，向CO2储液器7内充装CO2制冷剂，充装完毕后关闭旁通阀9，因按照最高温度40度、压力3MPa计算的充装量充装CO2制冷剂，故常温下不会超压。制冷系统制冷时，蒸发温度在-20度时低压区压力在1.8MPa，低压区多余压力通过CO2压缩机2进入高压区，高压区设定CO2液化温度在0度，压力是3.3MPa，CO2在0度以下压力高于3.3MPa变为液态，储存于CO2储液器7内。蒸发温度在-56度时低压区压力在0.5MPa，低压区多余压力通过CO2压缩机2进入高压区，高压区设定CO2液化温度在-20度，压力是1.9MPa，CO2在-20度以下压力高于1.9MPa变为液态，储存于CO2储液器7内。高压区液态CO2通过CO2节流膨胀阀10降压进入低压区汽化变为程序设定的低温气体进入CO2蒸发器11内，吸收热量开始制冷。

具体的，本实施例提供一种叠加复叠制冷系统，如图2所示，以将两套复叠制冷系统叠加为例进行说明，需要指出的是，本发明的叠加复叠制冷系统，不限于两套复叠制冷系统，也可以为多套。

图2包括有两套复叠制冷系统，以及第一连通管34，连接两套所述复叠制冷系统的CO2储液器7的底部；第一控制阀37，安装在所述第一连通管34上，用于控制所述第一连通管34的通断；第二连通管35，连接两套所述复叠制冷系统的CO2储液器7的顶部；第二控制阀38，安装在所述第二连通管35上，用于控制所述第二连通管35的通断；第三连通管36，连接两套所述复叠制冷系统的CO2气液分离器1的顶部；第三控制阀39，安装在所述第三连通管36上，用于控制所述第三连通管36的通断。

上述设计的作用在于：首先，两套复叠制冷系统可以同时运行（第一控制阀37打开，第二控制阀38打开，第三控制阀39打开），增加制冷效率；其次，两套复叠制冷系统可以一台运行，另一台作为备用（第一控制阀37打开，第二控制阀38打开，第三控制阀39打开），当正常运行时，备用的复叠制冷系统内CO2储液器7和CO2气液分离器1内部的CO2气体同样被冷却，一旦上述的一台复叠制冷系统因故障需要停机，另一台复叠制冷系统可以直接开启制冷，无需等待介质循环系统为CO2循环系统冷却至CO2的温度符合条件才启动，可以实现制冷无缝衔接，避免给造成制冷空档期给冷库造成损失。

进一步的，还包括第四连通管40，连通两套所述复叠制冷系统的位于所述CO2节流膨胀阀10和所述CO2蒸发器11之间的管路位置；第四控制阀41，安装在所述第四连通管40上，用于控制所述第四连通管40的通断；所述管路与所述第四连通管40连通位置的两侧，分别设有第一球阀42和第二球阀43，用于控制通断。

上述进一步设计的优点在于：假定图示上方的第一复叠制冷系统的CO2蒸发器11为第一冷室提供冷量，图示下方的第二复叠制冷系统的CO2蒸发器11为第二冷室提供冷量，一旦第一复叠制冷系统因故障停机，导致无法为第一冷室提供冷量，此时可打开第四控制阀41、第一球阀42，关闭第二球阀43，这样第二复叠制冷系统即可通过第一复叠制冷系统的CO2蒸发器继续为第一冷室提供冷量；此时如果关闭第一球阀42，还可以使第二复叠制冷系统专一通过第一复叠制冷系统的CO2蒸发器11为第一冷室提供冷量，从而避免第一冷室因第一复叠制冷系统的故障导致升温，进而导致第一冷室内的产品因升温而损坏。

总之，本实施提供的叠加复叠制冷系统，能够避免因某一复叠制冷系统发生故障导致的供冷空档期，应对复杂情况的能力更强，能够避免因某一复叠制冷系统停机导致的冷库损失。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种复叠制冷系统，其特征在于，包括：

CO2循环系统，所述CO2循环系统包括CO2储液器（7）、CO2气液分离器（1）、以及连通所述CO2储液器（7）和所述CO2气液分离器（1）的泄压管路，在所述泄压管路上设有泄压组件；

所述泄压组件打开时，所述CO2储液器（7）和所述CO2气液分离器（1）接通；

所述泄压组件关闭时，所述CO2储液器（7）和所述CO2气液分离器（1）切断接通；

充装进入到所述CO2循环系统内的CO2量，在所述泄压组件处于打开状态，且达到设定最高温度时，所述CO2循环系统的内部压力值小于安全压力值；

所述CO2循环系统包括依次连接的所述CO2气液分离器（1）、CO2压缩机（2）、CO2油分离器（4）、蒸发冷凝器（15）、CO2冷凝器（12）、介质冷凝器（13）、所述CO2储液器（7）、CO2节流膨胀阀（10）、CO2蒸发器（11）、CO2冷凝器（12）和所述CO2气液分离器（1）；

还包括介质循环系统，所述介质循环系统包括依次连接的介质气液分离器（16）、介质压缩机（17）、介质油分离器（18）、蒸发冷凝器（15），介质过冷器（21）、介质储液器（22）、介质节流膨胀阀（23）、介质冷凝器（13）、介质过冷器（21）、介质气液分离器（16）。

2.根据权利要求1所述的复叠制冷系统，其特征在于：所述泄压组件包括弹簧自立式压力调节阀（8），所述弹簧自立式压力调节阀（8）在所述CO2储液器（7）内压力达到设定值时自动开启。

3.根据权利要求2所述的复叠制冷系统，其特征在于：所述泄压组件包括旁通阀（9），所述旁通阀（9）与所述弹簧自立式压力调节阀（8）并联设置。

4.根据权利要求1所述的复叠制冷系统，其特征在于：还包括蓄热系统，所述蓄热系统包括依次连接的循环泵（27）、介质换热器（19）、CO2换热器（3）、自动温控阀（24）、储热罐（25）和循环泵（27）；

其中，所述介质换热器（19）串联在所述介质压缩机（17）和所述介质油分离器（18）之间，或所述介质油分离器（18）和所述蒸发冷凝器（15）之间；

所述CO2换热器（3）串联在所述CO2压缩机（2）和所述CO2油分离器（4）之间，或所述CO2油分离器（4）和所述蒸发冷凝器（15）之间。

5.根据权利要求4所述的复叠制冷系统，其特征在于：还包括热水换热器（26），串联在所述储热罐（25）和所述循环泵（27）之间，串联在外界供水管路上。

6.根据权利要求4所述的复叠制冷系统，其特征在于：还包括化霜组件，所述化霜组件包括CO2调节阀（14）、CO2加热器（5）和化霜调节阀（6）；所述CO2调节阀（14）串联在所述CO2油分离器（4）和所述蒸发冷凝器（15）之间，所述CO2加热器（5）的一端安装在所述CO2油分离器（4）和所述CO2调节阀（14）之间，另一端与所述化霜调节阀（6）连接；所述化霜调节阀（6）的另一端安装在所述CO2蒸发器（11）和所述CO2节流膨胀阀（10）之间。

7.一种叠加复叠制冷系统，包括有至少两套如权利要求1-6中任一项所述的复叠制冷系统，其特征在于，还包括：

第一连通管（34），连接至少两套所述复叠制冷系统的CO2储液器（7）的底部；

第一控制阀（37），安装在所述第一连通管（34）上，用于控制所述第一连通管（34）的通断；

第二连通管（35），连接至少两套所述复叠制冷系统的CO2储液器（7）的顶部；

第二控制阀（38），安装在所述第二连通管（35）上，用于控制所述第二连通管（35）的通断；

第三连通管（36），连接至少两套所述复叠制冷系统的CO2气液分离器（1）的顶部；

第三控制阀（39），安装在所述第三连通管（36）上，用于控制所述第三连通管（36）的通断。

8.根据权利要求7所述的叠加复叠制冷系统，其特征在于：还包括第四连通管（40），连通至少两套所述复叠制冷系统的位于所述CO2节流膨胀阀（10）和所述CO2蒸发器（11）之间的管路位置；

第四控制阀（41），安装在所述第四连通管（40）上，用于控制所述第四连通管（40）的通断；

所述管路与所述第四连通管（40）连通位置的两侧，分别设有第一球阀（42）和第二球阀（43），用于控制通断。