CN111503915A - 一种冰场二氧化碳制冷*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冰场二氧化碳制冷***，包括：一组或多组制冷子***，所述制冷子***包括：第一压缩机、第二压缩机、气体冷却器、回热器组、引射器、膨胀罐、膨胀阀、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；所述回热器组包括多个回热器，多个所述回热器的第一通路相连通。通过本发明实施例提供的冰场二氧化碳制冷***，利用回热器可以降低从气体冷却器出来的制冷剂温度，同时能够提高压缩机的吸气温度，提高压缩机效率，降低压缩机功耗，提高整个***的能效比。引射器能够提高***的运行效率和稳定性；主压缩机和并行压缩机两类压缩机同时工作，能够实现高效循环，进一步提高制冷效率。

Description

一种冰场二氧化碳制冷***

技术领域

本发明涉及冰场制冷技术领域，具体而言，涉及一种冰场二氧化碳制冷***。

背景技术

天然制冷剂二氧化碳无毒不燃、安全可靠、环境友好且具有良好的热物理性质，发展迅速，在冰雪运动产业、超市制冷***、冷藏库、汽车空调、热泵热水器等商业制冷领域均取得了良好效果。以二氧化碳为制冷工质的循环可以分为亚临界循环、跨临界循环以及超临界循环。亚临界循环和普通的蒸汽压缩式制冷循环一样，***的吸热以及放热过程都在临界点以下；跨临界循环的吸热过程在临界点以下，而放热过程在临界点以上；超临界循环的吸热过程以及放热过程都在临界点以上。

二氧化碳跨临界制冷循环是蒸气压缩式制冷循环大家族中的一员，基本循环过程由蒸发器、压缩机、气体冷却器和膨胀阀完成。图1给出了简单二氧化碳跨临界制冷循环原理图。其中，1－2为液态二氧化碳气化吸热制冷的过程，蒸发器中压力低于二氧化碳临界压力，2－3为二氧化碳气体在压缩机内被压缩的过程，压缩后二氧化碳的压力高于临界压力，3－4为二氧化碳气体在超临界状态下，定压放热的过程，此换热过程中二氧化碳未发生相变，只传递显热，实现气体冷却器，4－1为绝热节流过程，进而构成一个完整的循环过程。整个循环过程跨越了临界压力线，故称之为跨临界制冷循环。

目前的大型冰场制冷***多采用氟利昂等制冷工质，存在效率较低的问题，容易造成能源浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种冰场二氧化碳制冷***。

本发明实施例提供了一种冰场二氧化碳制冷***，包括：一组或多组制冷子***，所述制冷子***包括：第一压缩机、第二压缩机、气体冷却器、回热器组、引射器、膨胀罐、膨胀阀、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；所述回热器组包括多个回热器，多个所述回热器的第一通路的输入端和输出端分别作为所述回热器组的输入端和输出端；

所述第一压缩机的输出端和所述第二压缩机的输出端均与所述气体冷却器的输入端相连，所述气体冷却器的输出端与所述回热器组的输入端相连，所述回热器组的输出端与所述引射器的第一输入端相连；

所述引射器的输出端与所述膨胀罐的入口相连，所述膨胀罐的上出口串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第二控制阀后与所述第一压缩机的输入端相连；所述膨胀罐的上出口串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第三控制阀后与所述第二压缩机的输入端相连；

所述膨胀罐的下出口串接所述膨胀阀后与低压循环桶的输入端相连；所述低压循环桶用于对相对应的冰场降温，且所述低压循环桶的输出端串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第一控制阀后与所述第一压缩机的输入端相连，所述低压循环桶的输出端串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第四控制阀后与所述第二压缩机的输入端相连。

在一种可能的实现方式中，所述回热器组包括第一回热器和第二回热器；

所述第一回热器的第一通路与所述第二回热器的第一通路串联连通，且连通后通路的输入端和输出端分别作为所述回热器组的输入端和输出端；或者，所述第一回热器的第一通路与所述第二回热器的第一通路并联连通，每个第一通路的输入端和输出端均分别作为所述回热器组的输入端和输出端；

所述第一回热器的第二通路采用第一连接方式，所述第二回热器的第二通路采用第二连接方式；

其中，所述第一连接方式为：所述第一回热器的第二输入端与所述膨胀罐的上出口相连，所述第一回热器的第二输出端通过所述第二控制阀与所述第一压缩机的输入端相连，所述第一回热器的第二输出端通过所述第三控制阀与所述第二压缩机的输入端相连；或者，所述第一回热器的第二输入端通过所述第二控制阀与所述膨胀罐的上出口相连，所述第一回热器的第二输入端通过所述第一控制阀与所述低压循环桶的输出端相连，所述第一回热器的第二输出端与所述第一压缩机的输入端相连；

所述第二连接方式为：所述第二回热器的第二输入端与所述低压循环桶的输出端相连，所述第二回热器的第二输出端通过所述第一控制阀与所述第一压缩机的输入端相连，所述第二回热器的第二输出端通过所述第四控制阀与所述第二压缩机的输入端相连；或者，所述第二回热器的第二输入端通过所述第三控制阀与所述膨胀罐的上出口相连，所述第二回热器的第二输入端通过所述第四控制阀与所述低压循环桶的输出端相连，所述第二回热器的第二输出端与所述第二压缩机的输入端相连。

在一种可能的实现方式中，所述回热器组包括至少三个回热器；

所述低压循环桶的输出端串接所述回热器组内至少一个回热器的第二通路后与所述引射器的第二输入端相连。

在一种可能的实现方式中，所述回热器组包括第三回热器；

所述第三回热器的第二输入端与所述低压循环桶的输出端相连，所述第三回热器的第二输出端与所述引射器的第二输入端相连。

在一种可能的实现方式中，所述制冷子***还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门；

所述膨胀罐的上出口串接所述第一阀门后与所述回热器组内一个回热器的第二通路相连通，所述膨胀罐的上出口串接所述第二阀门后与相应的压缩机的输入端相连；

所述低压循环桶的输出端串接所述第三阀门后与所述回热器组内再一个回热器的第二通路相连通，所述低压循环桶的输出端串接所述第四阀门后与所述引射器的第二输入端相连；

所述低压循环桶的输出端串接所述第五阀门后与所述回热器组内另一个回热器的第二通路相连通，所述低压循环桶的输出端串接所述第六阀门后与相应的压缩机的输入端相连。

在一种可能的实现方式中，所述制冷子***还包括热回收换热器；

所述热回收换热器设置在所述第一压缩机与所述气体冷却器之间。

在一种可能的实现方式中，所述制冷子***还包括第七阀门和第八阀门；

所述第一压缩机的输出端和所述第二压缩机的输出端均串接所述第七阀门后与所述气体冷却器的输入端相连；

所述热回收换热器与所述第八阀门串接后与所述第七阀门并联连接。

在一种可能的实现方式中，所述第一压缩机的数量为一个或多个，所述第二压缩机的数量为一个或多个。

在一种可能的实现方式中，所述制冷子***还包括低压循环桶或气液分离器。

本发明实施例上述提供的方案中，利用制冷子***对冰场进行分区制冷，可应用于大型冰场；该制冷子***利用回热器可以降低制冷工质流经膨胀阀时的温度，减小节流损失；同时能够提高压缩机的吸气温度，提高压缩机效率，降低压缩机功耗，并稳定增加***单位时间制冷量，提高整个***的能效比。引射器起到节流作用，同时能够提高***的运行效率和稳定性；两类压缩机同时工作，能够实现高效循环，进一步提高制冷效率。利用阀门选通回热器，能够根据实际场景调节***回路；通过设置热回收换热器，可以提供除湿和生活用水的热量，实现能源的充分利用；利用两个控制阀实现两类压缩机的切换，并可以调整两类压缩机的数量，使得该***能够适应不同的场景和需求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出了现有二氧化碳制冷***的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的冰场二氧化碳制冷***的第一结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的冰场二氧化碳制冷***的第二结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的冰场二氧化碳制冷***的详细结构示意图；

图5示出了图4所示冰场二氧化碳制冷***的部分图例符号。

图标：

C1-第一压缩机、C2-第二压缩机、Con-气体冷却器、RE1-第一回热器、RE2-第二回热器、RE3-第三回热器、Ej-引射器、ET-膨胀罐、ExV-膨胀阀、CD-低压循环桶、HE-热回收换热器、SV1-第一阀门、SV2-第二阀门、SV3-第三阀门、SV4-第四阀门、SV5-第五阀门、SV6-第六阀门、SV7-第七阀门、SV8-第八阀门、CV1-第一控制阀、CV2-第二控制阀、CV3-第三控制阀、CV4-第四控制阀、10-干燥过滤器、20-水分指示器。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的一种冰场二氧化碳制冷***，同时采用并行压缩机组、引射器、回热器、膨胀罐等设备设施使得整体的***制冷效率提高。该冰场二氧化碳制冷***包括：一组或多组制冷子***。如图2所示，该制冷子***包括：第一压缩机C1、第二压缩机C2、气体冷却器Con、回热器组、引射器Ej、膨胀罐ET、膨胀阀ExV、第一控制阀CV1、第二控制阀CV2、第三控制阀CV3和第四控制阀CV4；该回热器组包括多个回热器，该回热器设有用于热交换的第一通路和第二通路；多个回热器的第一通路的输入端和输出端分别作为回热器组的输入端和输出端。

第一压缩机C1的输出端和第二压缩机C2的输出端均与气体冷却器Con的输入端相连，气体冷却器Con的输出端与回热器组的输入端相连，回热器组的输出端与引射器Ej的第一输入端相连；引射器Ej的输出端与膨胀罐ET的入口相连，膨胀罐ET的上出口串接回热器组内回热器的第二通路、第二控制阀CV2后与第一压缩机C1的输入端相连；膨胀罐ET的上出口串接回热器组内回热器的第二通路、第三控制阀CV3后与第二压缩机C2的输入端相连。

膨胀罐ET的下出口串接膨胀阀ExV后与低压循环桶CD的输入端相连；低压循环桶CD用于对相对应的冰场降温，且低压循环桶CD的输出端串接回热器组内回热器的第二通路、第一控制阀CV1后与第一压缩机C1的输入端相连，低压循环桶CD的输出端串接回热器组内回热器的第二通路、第四控制阀CV4后与第二压缩机C2的输入端相连。

本发明实施例提供的冰场二氧化碳制冷***以二氧化碳(CO₂)作为制冷工质，吸收冰面的热量，使冰面温度保持(约-4℃)，从而维持冰场表面合适的形状，实现对大型冰场制冷。同时，对整体的大型冰场进行分区，通过该冰场二氧化碳制冷***的每个制冷子***分别对相应区域的冰场进行制冷，本实施例中的制冷子***可以处于跨临界运行状态，参见图2所示，其工作过程具体如下：

第一压缩机C1可以作为主压缩机，其将吸入的低温低压的气体(二氧化碳)压缩为高温高压的制冷剂气体，之后将高温高压的制冷剂气体排出并输入至气体冷却器Con中；气体冷却器Con对高温高压的制冷剂气体进行冷却，生成中温高压的制冷剂气体，该中温高压的制冷剂气体经过回热器组后进入引射器Ej，并在引射器Ej的作用下节流并排入至膨胀罐ET内。在节流的作用下，中温高压的制冷剂气体中的一部分转换为液态，即膨胀罐ET内存在的是气液两相的制冷工质，即包括中温高压的气体工质和液体工质；膨胀罐ET内的液体工质经膨胀阀ExV节流后成为低温低压的气液两相流体，并进入低压循环桶CD内，低压循环桶CD内的液体可以用于冰场制冷，低压循环桶CD内的气体(为低温低压的气体)则可以在第一压缩机C1的作用下被排入至回热器组内的部分回热器(如图2中的第二回热器RE2)的第二通路，进而被吸入至第一压缩机C1和/或第二压缩机C2内，从而该第一压缩机C1和/或第二压缩机C2可以对吸入的低温低压的气体进行压缩生成高温高压的气体，实现循环。同时，第二压缩机C2作为并行压缩机或副压缩机，第一压缩机C1和/或第二压缩机C2可以将膨胀罐ET内的气体从上出口吸出，进而该气体被吸入至第一压缩机C1和/或第二压缩机C2，第一压缩机C1和/或第二压缩机C2对该气体进行压缩，形成高温高压的气体，且第一压缩机C1与第二压缩机C2排出的气体混合后进行循环。

本发明实施例中，该制冷子***设置回热器，对气体冷却器Con中排出的中温高压气体与回收的低温气体进行热交换，从而可以降低从气体冷却器出来的中温高压气体的温度，并提高低压循环桶回气的低温气体的温度，进而可以降低制冷工质流经膨胀阀ExV时的温度，减小节流损失；同时能够提高压缩机(包括第一压缩机C1和第二压缩机C2)的吸气温度，提高压缩机效率；故基于回热器组，可以降低压缩机功耗，并稳定增加***单位时间制冷量，提高整个***的能效比。

此外，制冷子***中的引射器Ej能够提高***的运行效率；同时，引射器Ej起到节流作用，也能够确保***稳定性。该制冷子***设置第一压缩机C1和第二压缩机C2两类压缩机，两类压缩机分别吸入制冷后的气体和膨胀罐ET内的气体，能够实现高效循环，提高制冷效率；且主压缩机和并行压缩机两类压缩机能够提高循环的效率，保障压缩机安全。

本发明实施例中，回热器组内的回热器均具有两个输入端和两个输出端，且一个输入端和一个输出端形成一个通路，共两个通路，即第一通路和第二通路。以第一回热器RE1为例说明，如图2所示，第一输入端1和第一输出端2形成第一通路，第二输入端3和第二输出端4形成第二通路。其中，多个回热器的第一通路形成该回热器组的输入端和输出端；具体的，如图2所示，多个回热器的第一通路可以串联连通，连通后通路的输入端和输出端分别作为回热器组的输入端和输出端；或者，如图3所示，多个回热器的第一通路可以并联连通，每个第一通路的输入端和输出端均分别作为回热器组的输入端和输出端。

此外，本实施例中的“膨胀罐ET的上出口串接回热器组内回热器的第二通路、第二控制阀CV2后与第一压缩机C1的输入端相连”可以为膨胀罐ET的上出口依次串接回热器的第二通路、第二控制阀CV2后与第一压缩机C1的输入端相连，如图2所示；或者，其也可以是膨胀罐ET的上出口依次串接第二控制阀CV2、回热器的第二通路后与第一压缩机C1的输入端相连，如图3所示。其它相似的描述与此相同，此处不做详述。本发明实施例中，回气部件(包括膨胀罐ET和低压循环桶CD)的回气均可以输入至第一压缩机C1和第二压缩机C2，本实施例中通过四个控制阀实现对回气管路的控制。由于回气管路可以经过回热器，故控制阀可以设置在回热器与压缩机之间，如图2所示；或者，控制阀设置在回气部件与回热器之间，如图3所示。

可选的，该回热器组可以包括第一回热器RE1和第二回热器RE2；控制阀可以设置在回热器与压缩机之间，如图2所示，膨胀罐ET的上出口依次串接回热器组内回热器(如第一回热器RE1)的第二通路、第二控制阀CV2后与第一压缩机C1的输入端相连，膨胀罐ET的上出口串接回热器组内回热器(如第一回热器RE1)的第二通路、第三控制阀CV3后与第二压缩机C2的输入端相连。即，第一回热器RE1的第二输入端3与膨胀罐ET的上出口相连，第一回热器RE1的第二输出端4通过第二控制阀CV2与第一压缩机C1的输入端相连，第一回热器RE1的第二输出端通过第三控制阀CV3与第二压缩机C2的输入端相连。同时，低压循环桶CD的输出端依次串接回热器组内回热器(如第二回热器RE2)的第二通路、第一控制阀CV1后与第一压缩机C1的输入端相连，低压循环桶CD的输出端依次串接回热器组内回热器的第二通路(如第二回热器RE2)、第四控制阀CV4后与第二压缩机C2的输入端相连。即，第二回热器RE2的第二输入端与低压循环桶CD的输出端相连，第二回热器RE2的第二输出端通过第一控制阀CV1与第一压缩机C1的输入端相连，第二回热器RE2的第二输出端通过第四控制阀CV4与第二压缩机C2的输入端相连。

或者，控制阀设置在回气部件与回热器之间。如图3所示，膨胀罐ET的上出口依次串接第二控制阀CV2、回热器组内回热器(如第一回热器RE1)的第二通路后与第一压缩机C1的输入端相连；膨胀罐ET的上出口依次串接第三控制阀CV3、回热器组内另一回热器(如第二回热器RE2)的第二通路后与第二压缩机C2的输入端相连。即，第一回热器RE1的第二输入端通过第二控制阀CV2与膨胀罐ET的上出口相连，第二回热器RE2的第二输入端通过第三控制阀CV3与膨胀罐ET的上出口相连。同时，低压循环桶CD的输出端依次串接第一控制阀CV1、回热器组内回热器(如第一回热器RE1)的第二通路后与第一压缩机C1的输入端相连，低压循环桶CD的输出端依次串接第四控制阀CV4、回热器组内另一回热器(如第二回热器RE2)的第二通路后与第二压缩机C2的输入端相连。即，第一回热器RE1的第二输入端通过第一控制阀CV1与低压循环桶CD的输出端相连，第一回热器RE1的第二输出端与第一压缩机C1的输入端相连；第二回热器RE2的第二输入端通过第四控制阀CV4与低压循环桶CD的输出端相连，第二回热器RE2的第二输出端与第二压缩机C2的输入端相连。

本发明实施例中，基于该上述的控制阀可以使得第一压缩机C1和第二压缩机C2能够同时工作，且第二压缩机C2也可作为主压缩机，或者将第一压缩机C1作为副压缩机。具体的，两类压缩机(即第一压缩机C1和第二压缩机C2)可以互相切换；特别的，该制冷子***可以包括多个第一压缩机C1和多个第二压缩机C2，通过切换压缩机来调整两类压缩机的数量，以适应不同的场景要求。例如，当第一压缩机C1为主压缩机、第二压缩机C2为并行压缩机时，第一控制阀CV1和第三控制阀CV3导通，而第二控制阀CV2和第四控制阀CV4关闭。相反的，若第一压缩机C1为平行压缩机、第二压缩机C2为主压缩机时，则第一控制阀CV1和第三控制阀CV3关闭，第二控制阀CV2和第四控制阀CV4导通即可。本实施例中，每个压缩机均设有类似的两个控制阀(如图2至图4中的第一压缩机C1设有第一控制阀CV1和第二控制阀CV2)，在存在多个压缩机时，每个压缩机通过控制两个控制阀的通断即可实现功能切换，即从主压缩机切换至平行压缩机、或从平行压缩机切换至主压缩机，从而调整两类压缩机的数量。例如，如上所述，在第一控制阀CV1导通、第二控制阀CV2关闭时，第一压缩机C1为主压缩机；若第一控制阀CV1关闭、第二控制阀CV2导通，则第一压缩机C1为平行压缩机，实现压缩机切换。此外，可以将两个控制阀均打开，使得压缩机可以同时对膨胀罐ET和低压循环桶CD的回气进行压缩；或者，也可以将两个控制阀均关闭，从而可以将相应的压缩机作为备用。

可选的，该制冷子***还可以包括低压循环桶CD或气液分离器；低温低压的气液两相流体进入低压循环桶CD后，其中的低温低压液体被泵入冰场内吸热汽化，汽化后的工质与低温低压的气液两相流体中的气体可以一并被第一压缩机C1吸入，完成循环；而未汽化的制冷剂液体回到低压循环桶内后可以继续循环被泵入冰场制冷，实现高效利用。气液分离器可以设置在压缩机(包括第一压缩机C1和/或第二压缩机C2)的输入端，对气液进行分离，从而可以液体泵入冰场制冷，将气体输入至压缩机。

本发明实施例提供的一种冰场二氧化碳制冷***，利用制冷子***对冰场进行分区制冷，可应用于大型冰场；该制冷子***利用回热器可以降低制冷工质流经膨胀阀ExV时的温度，减小节流损失；同时能够提高压缩机的吸气温度，提高压缩机效率，降低压缩机功耗，并稳定增加***单位时间制冷量，提高整个***的能效比。引射器Ej起到节流作用，能够提高***的运行效率和稳定性；两类压缩机同时工作，能够实现高效循环，进一步提高制冷效率。利用控制阀调节两类压缩机的工作状态，可以适应不同的工况。

在上述实施例的基础上，低压循环桶CD的输出端还可以与引射器Ej的输入端(第二输入端)相连；其中，如图3所示，低压循环桶CD的输出端可以直接与引射器Ej的第二输入端相连；或者，如图2和图4所示，低压循环桶CD的输出端串接回热器组内至少一个回热器(如图2中的第三回热器RE3)的第二通路后与引射器Ej的第二输入端相连。

本实施例中，回热器组包括至少三个回热器。具体的，如图2和图4所示，该回热器组包括第一回热器RE1、第二回热器RE2、和第三回热器RE3。

本发明实施例中，第一回热器RE1、第二回热器RE2、第三回热器RE3的结构相似，均具有两个输入端和两个输出端，且一个输入端和一个输出端形成一个通路，共两个通路，即第一通路和第二通路。其中，第一回热器RE1、第二回热器RE2的连接关系可详见上面描述，此处不做赘述。此外，第三回热器RE3的第二输入端与低压循环桶CD的输出端相连，第三回热器RE3的第二输出端与引射器Ej的第二输入端相连。

本实施例中，第三回热器RE3的第二通路连通低压循环桶CD与引射器Ej，引射器Ej利用气体冷却器Con出口的高压二氧化碳节流时产生的膨胀功将低压循环桶CD内部分气体引进膨胀罐ET内。引射器Ej把高压和低压的流体混合，出口的流体压力要高于低压，方便膨胀阀ExV进行二次节流。具体的，当***在跨临界状态下运行时，在引射器Ej的作用下，利用气体冷却器Con出口的高压二氧化碳节流时产生的膨胀功将低压循环桶CD内部分气体引进膨胀罐ET内。流出引射器Ej的二氧化碳进入膨胀罐ET内可以实现气液分离，即气体在上、液体在下，利用膨胀罐ET的上出口和下出口使得气体和液体分别进入不同的器件，即气体进入压缩机，液体经节流后进入低压循环桶CD。

在上述实施例的基础上，可以为回热器设置阀门，实现选择性使用回热器。参见图4所示，该制冷子***还包括第一阀门SV1、第二阀门SV2、第三阀门SV3、第四阀门SV4、第五阀门SV5和第六阀门SV6。

具体的，膨胀罐ET的上出口串接第一阀门SV1后与回热器组内一个回热器(如第一回热器RE1)的第二通路相连通，膨胀罐ET的上出口串接第二阀门SV2后与相应的压缩机的输入端相连，如图4中通过第二控制阀CV2接入第一压缩机C1，通过第三控制阀CV3接入第二压缩机C2。低压循环桶CD的输出端串接第三阀门SV3后与回热器组内再一个回热器(如第三回热器RE3)的第二通路相连通，低压循环桶CD的输出端串接第四阀门SV4后与引射器Ej的第二输入端相连。低压循环桶CD的输出端串接第五阀门SV5后还与回热器组内另一个回热器(如第二回热器RE2)的第二通路相连通，低压循环桶CD的输出端串接第六阀门SV6后与相应压缩机的输入端相连。

本发明实施例中，在每个回热器的第二通路设置两个阀门，从而实现选通第二通路。以第一回热器RE1为例，当膨胀罐ET内的气体需要经过第一回热器RE1进行热交换时，第一阀门SV1导通、第二阀门SV2关闭，此时膨胀罐ET内的气体可以到达第一回热器RE1的第二通路，进而被第一压缩机C1等吸入。当膨胀罐ET内的气体不需要进行热交换时，第一阀门SV1关闭、第二阀门SV2导通，此时回气管路内的气体可以直接被吸入至第一压缩机C1等，实现循环。同样的，通过第三阀门SV3和第四阀门SV4可以选通第三回热器RE3的第二通路，通过第五阀门SV5和第六阀门SV6可以选通第二回热器RE2的第二通路，其原理与选通第一回热器RE1相同，此处不做赘述。其中，第一阀门SV1、第二阀门SV2、第三阀门SV3、第四阀门SV4、第五阀门SV5和第六阀门SV6均可以为电磁阀，从而实现自动控制。

在上述实施例的基础上，参见图3或图4所示，该制冷子***还包括热回收换热器HE；该热回收换热器HE设置在第一压缩机C1与气体冷却器Con之间。

本发明实施例中，冰场可以设置热回收***；在压缩机与气体冷却器Con之间设置热回收换热器HE，从而可以利用压缩机排出的高温高压气体与冰场热回收***中的设备实现热交换，实现对设备的供热。本实施例中，利用热回收换热器HE在高压侧单段换热，载热热回收***，确保热回收***不影响机组的可靠与稳定性；同时，热回收***同时提供除湿和生活用水的热量，实现能源的充分利用。其中，该热回收换热器HE的工作原理与回热器的工作原理基本类似，此处不做详述。

可选的，参见图4所示，该制冷子***还包括第七阀门SV7和第八阀门SV8。其中，第一压缩机C1的输出端和第二压缩机C2的输出端均串接第七阀门SV7后与气体冷却器Con的输入端相连；热回收换热器HE与第八阀门SV8串接后与第七阀门SV7并联连接。

本发明实施例中，利用第七阀门SV7和第八阀门SV8实现对热回收换热器HE的选通；选通热回收换热器HE的原理与选通第一回热器RE1等的原理相同，例如，在第七阀门SV7导通、第八阀门SV8关闭时，关断该热回收换热器HE，在第七阀门SV7关闭、第八阀门SV8导通时，该热回收换热器HE工作，从而可以为热回收***供热。

本实施例中，图4中部分器件的图例符号参见图5所示；此外，图4中的D108、D89、D25、D133表示管路符号，D108表示高温高压气体的流通管路，D89表示经气体冷却器Con冷却后的中温高压气体的流通管路，D25表示一路回气管路，D133表示低压循环桶CD排出的低温低压气体的流通管路。图4中的10表示干燥过滤器、20表示水分指示器，对膨胀罐ET下出口排出的液体进行干燥(去除水分)、检测等。

本发明实施例提供的一种冰场二氧化碳制冷***，利用制冷子***对冰场进行分区制冷，可应用于大型冰场；该制冷子***利用回热器可以降低制冷工质流经膨胀阀ExV时的温度，减小节流损失；同时能够提高压缩机的吸气温度，提高压缩机效率，降低压缩机功耗，并稳定增加***单位时间制冷量，提高整个***的能效比。引射器Ej起到节流作用，能够提高***的运行效率和稳定性；两类压缩机同时工作，能够实现高效循环，进一步提高制冷效率。利用阀门选通回热器，能够根据实际场景调节***回路；通过设置热回收换热器HE，可以提供除湿和生活用水的热量，实现能源的充分利用；利用控制阀实现两类压缩机的切换，并可以调整两类压缩机的数量，使得该***能够适应不同的场景和需求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的实施方式，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，包括：一组或多组制冷子***，所述制冷子***包括：第一压缩机、第二压缩机、气体冷却器、回热器组、引射器、膨胀罐、膨胀阀、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；所述回热器组包括多个回热器，多个所述回热器的第一通路的输入端和输出端分别作为所述回热器组的输入端和输出端；

所述第一压缩机的输出端和所述第二压缩机的输出端均与所述气体冷却器的输入端相连，所述气体冷却器的输出端与所述回热器组的输入端相连，所述回热器组的输出端与所述引射器的第一输入端相连；

所述引射器的输出端与所述膨胀罐的入口相连，所述膨胀罐的上出口串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第二控制阀后与所述第一压缩机的输入端相连；所述膨胀罐的上出口串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第三控制阀后与所述第二压缩机的输入端相连；

所述膨胀罐的下出口串接所述膨胀阀后与低压循环桶的输入端相连；所述低压循环桶用于对相对应的冰场降温，且所述低压循环桶的输出端串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第一控制阀后与所述第一压缩机的输入端相连，所述低压循环桶的输出端串接所述回热器组内回热器的第二通路、所述第四控制阀后与所述第二压缩机的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，所述回热器组包括第一回热器和第二回热器；

所述第一回热器的第一通路与所述第二回热器的第一通路串联连通，且连通后通路的输入端和输出端分别作为所述回热器组的输入端和输出端；或者，所述第一回热器的第一通路与所述第二回热器的第一通路并联连通，每个第一通路的输入端和输出端均分别作为所述回热器组的输入端和输出端；

所述第一回热器的第二通路采用第一连接方式，所述第二回热器的第二通路采用第二连接方式；

其中，所述第一连接方式为：所述第一回热器的第二输入端与所述膨胀罐的上出口相连，所述第一回热器的第二输出端通过所述第二控制阀与所述第一压缩机的输入端相连，所述第一回热器的第二输出端通过所述第三控制阀与所述第二压缩机的输入端相连；或者，所述第一回热器的第二输入端通过所述第二控制阀与所述膨胀罐的上出口相连，所述第一回热器的第二输入端通过所述第一控制阀与所述低压循环桶的输出端相连，所述第一回热器的第二输出端与所述第一压缩机的输入端相连；

所述第二连接方式为：所述第二回热器的第二输入端与所述低压循环桶的输出端相连，所述第二回热器的第二输出端通过所述第一控制阀与所述第一压缩机的输入端相连，所述第二回热器的第二输出端通过所述第四控制阀与所述第二压缩机的输入端相连；或者，所述第二回热器的第二输入端通过所述第三控制阀与所述膨胀罐的上出口相连，所述第二回热器的第二输入端通过所述第四控制阀与所述低压循环桶的输出端相连，所述第二回热器的第二输出端与所述第二压缩机的输入端相连。

3.根据权利要求1或2所述的冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，所述回热器组包括至少三个回热器；

所述低压循环桶的输出端串接所述回热器组内至少一个回热器的第二通路后与所述引射器的第二输入端相连。

4.根据权利要求3所述的冰场二氧化碳制冷***，所述回热器组包括第三回热器；

所述第三回热器的第二输入端与所述低压循环桶的输出端相连，所述第三回热器的第二输出端与所述引射器的第二输入端相连。

5.根据权利要求3所述的冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，所述制冷子***还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门；

所述膨胀罐的上出口串接所述第一阀门后与所述回热器组内一个回热器的第二通路相连通，所述膨胀罐的上出口串接所述第二阀门后与相应的压缩机的输入端相连；

所述低压循环桶的输出端串接所述第三阀门后与所述回热器组内再一个回热器的第二通路相连通，所述低压循环桶的输出端串接所述第四阀门后与所述引射器的第二输入端相连；

所述低压循环桶的输出端串接所述第五阀门后与所述回热器组内另一个回热器的第二通路相连通，所述低压循环桶的输出端串接所述第六阀门后与相应的压缩机的输入端相连。

6.根据权利要求1所述的冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，所述制冷子***还包括热回收换热器；

所述热回收换热器设置在所述第一压缩机与所述气体冷却器之间。

7.根据权利要求6所述的冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，所述制冷子***还包括第七阀门和第八阀门；

所述第一压缩机的输出端和所述第二压缩机的输出端均串接所述第七阀门后与所述气体冷却器的输入端相连；

所述热回收换热器与所述第八阀门串接后与所述第七阀门并联连接。

8.根据权利要求1所述的冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，所述第一压缩机的数量为一个或多个，所述第二压缩机的数量为一个或多个。

9.根据权利要求1所述的冰场二氧化碳制冷***，其特征在于，所述制冷子***还包括低压循环桶或气液分离器。

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