ES3039320T3

ES3039320T3 - Carbon dioxide refrigerating system and refrigerating method thereof

Info

Publication number: ES3039320T3
Application number: ES20843308T
Authority: ES
Inventors: Jianguo Yang; Chengjun Zhou; Jianhui Kang; Weibo Xie; Shiheng Yang; Chuangzi Shen; Xiaobing Sheng; Wenjie Cao
Original assignee: Jingkelun Refrigeration Equipment Co Ltd
Current assignee: Jingkelun Refrigeration Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2025-10-21
Anticipated expiration: 2040-04-16
Also published as: US20220316779A1; CN110822776B; CN210051019U; CN110822776A; CN110822757A; CN212299526U; WO2021012725A1; EP4006445A4; CN110822761A; EP4006445C0; US12320560B2; PL4006445T3; CN110822761B; CN111473539B; RS67301B1; EP4006445B1; CN212299528U; EP4006445A1; CN110822757B; CN111473539A

Abstract

Sistema de refrigeración de dióxido de carbono y su método de refrigeración. Este sistema comprende un compresor (10), un condensador (11), un dispositivo de almacenamiento de líquido (12) y un evaporador (13) conectados secuencialmente. Un conjunto de succión (15) se encuentra entre el compresor (10) y el condensador (11). El conjunto de succión (1%) se comunica con el dispositivo de almacenamiento de líquido (12) y con un separador gas-líquido (14). Este separador gas-líquido (14) se encuentra entre el condensador (11) y el dispositivo de almacenamiento de líquido (12). El dióxido de carbono presente en el dispositivo de almacenamiento de líquido (12) o en el separador gas-líquido (14) puede ser aspirado de vuelta a la tubería entre el compresor (10) y el condensador (11) mediante el conjunto de succión (15). El sistema de refrigeración separa eficazmente el gas del líquido, realiza la evaporación instantánea de parte del líquido y sobreenfría el dióxido de carbono. El condensador de tipo evaporación instantánea (11) puede lograr un efecto de refrigeración por medio de radiación, y se forma aerosol en la cavidad, evaporándose y enfriándose rápidamente, y aumentando así la eficiencia de refrigeración; el sistema de refrigeración tiene una estructura simple, una operación conveniente y bajos costos de instalación y mantenimiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de refrigeración por dióxido de carbono y método de refrigeración del mismo

Campo

La presente invención se refiere al campo técnico de la refrigeración y, en particular, a un sistema de refrigeración por dióxido de carbono y a un método de refrigeración del mismo.

Antecedentes

En el campo de la refrigeración, el freón se utiliza generalmente como refrigerante en todo el mundo. Sin embargo, el freón puede destruir la capa de ozono atmosférico, dando lugar a un elevado efecto invernadero. Debido a la inestabilidad y el elevado coste del amoniaco (R717), habrá factores de inseguridad en un sistema de refrigeración que utilice amoniaco, por lo que el amoniaco (R717) no es un refrigerante económico y seguro. Con la creciente atención de la comunidad internacional a la conservación de la energía, reducción de las emisiones y la protección del medio ambiente, la eliminación del refrigerante freón se ha acelerado. Como refrigerante seguro y respetuoso con el medio ambiente, el dióxido de carbono tiene amplias perspectivas de aplicación y un considerable valor económico. Sin embargo, debido a las características inherentes del dióxido de carbono, en caso de que una temperatura de trabajo sea superior a una temperatura crítica, el dióxido de carbono no puede licuarse completamente, independientemente de lo alta que sea la presión aplicada y del uso de los condensadores convencionales refrigerados por aire existentes, condensadores refrigerados por agua, condensadores refrigerados por evaporación, etc. Por lo tanto, la eficiencia extremadamente baja de la refrigeración por dióxido de carbono limita la promoción y aplicación de un sistema de refrigeración por dióxido de carbono.

Con el fin de mejorar la eficiencia de refrigeración del sistema de refrigeración por dióxido de carbono, los métodos de mejora existentes consisten en utilizar un sistema de refrigeración por dióxido de carbono de dos etapas, utilizar un sistema de refrigeración en cascada con dióxido de carbono como etapa de baja temperatura, o utilizar un sistema de refrigeración con dióxido de carbono como refrigerante secundario. Aunque estas mejoras pueden mejorar hasta cierto punto la eficiencia energética del sistema de refrigeración en el lado del dióxido de carbono, la estructura del sistema es compleja, el coste es elevado, la depuración y el mantenimiento son difíciles, y la eficiencia del sistema de refrigeración global sigue siendo baja. Además, en el sistema de cascada y el sistema de refrigeración secundario, sigue siendo necesario añadir otro refrigerante (tal como freón) para mantener el funcionamiento normal del sistema, que tampoco aprovecha todas las ventajas del fluido de trabajo natural dióxido de carbono como refrigerante, ni favorece la protección del medio ambiente. El documento de patente del estado de la técnica CN 109724283 divulga un sistema de refrigeración por dióxido de carbono con eyector. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono divulgado en el presente documento comprende un primer compresor. Una salida de refrigerante del primer compresor se comunica con el extremo de la boquilla del eyector. El extremo de expulsión del eyector se comunica con una primera salida de gas de un separador de gas-líquido. Una salida de refrigerante del eyector se comunica con una entrada de refrigerante de un enfriador de gas. El extremo de la boquilla del eyector se comunica con una segunda salida de gas del separador de gas-líquido a través de un motor. Una salida de refrigerante del enfriador de gas se comunica con el separador de gas-líquido a través de una primera válvula de expansión. El separador de gas-líquido se comunica con una segunda válvula de expansión térmica y una tercera válvula de expansión térmica. La segunda válvula de expansión térmica se comunica con un primer evaporador. La tercera válvula de expansión térmica se comunica con un segundo evaporador. El primer evaporador se comunica con el primer compresor. El segundo evaporador se comunica con un segundo compresor. El segundo compresor se comunica con el primer compresor. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono divulgado en este documento utiliza un eyector para sustituir a los compresores paralelos, reduciendo eficazmente el consumo de energía del sistema de refrigeración, mejorar la eficiencia general del sistema de refrigeración y dar todo el protagonismo al rendimiento general del sistema de refrigeración.

A modo de resumen, en función de las características del refrigerante de dióxido de carbono, se ha llevado a cabo una amplia investigación. Debido a las diferentes temperaturas y humedad de las distintas regiones y a las grandes diferencias entre invierno y verano, todavía hay un prejuicio técnico que, el sistema de refrigerante de dióxido de carbono es difícil de utilizar para la refrigeración en un amplio espacio de tiempo en el caso de que la temperatura ambiente sea superior a la temperatura crítica del dióxido de carbono. Por lo tanto, cómo superar la influencia de los cambios de temperatura y humedad en el sistema refrigerante de dióxido de carbono ha sido siempre uno de los temas de investigación. Es más, el dióxido de carbono líquido condensado puede contener algo de gas. El objetivo de la presente solicitud es separar el gas en el dióxido de carbono líquido condensado mientras se reduce aún más la temperatura del dióxido de carbono líquido, para que el dióxido de carbono líquido se sobreenfríe.

Sumario

Un objeto según la presente invención es superar las desventajas de la tecnología convencional, y proporcionar un sistema de refrigeración por dióxido de carbono, que tiene una estructura sencilla, un funcionamiento conveniente, bajo coste de montaje y mantenimiento, alta eficiencia de refrigeración y capacidad de ajustar la temperatura del dióxido de carbono líquido, y un método de refrigeración del mismo.

La solución técnica del sistema de refrigeración por dióxido de carbono proporcionado según la presente solicitud es la siguiente:

Un sistema de refrigeración por dióxido de carbono se divulga en la reivindicación 1 según la invención.

Preferentemente, el conjunto de aspiración incluye un primer puerto, un segundo puerto y un tercer puerto, el primer puerto está en comunicación con el compresor, el segundo puerto está en comunicación con el condensador, y el tercer puerto está en comunicación con el depósito de líquido o el separador de gas-líquido.

Preferentemente, el conjunto de aspiración es un tubo de Venturi o un grupo de Venturi con múltiples tubos de Venturi conectados en paralelo, y el separador de gas-líquido es una válvula de flotador o un grupo de válvulas de flotador con múltiples válvulas de flotador conectadas en serie.

Preferentemente, el conjunto de aspiración incluye una válvula tridireccional y una bomba de presión negativa, la bomba de presión negativa está dispuesta en una tubería que comunica el tercer puerto con el depósito de líquido o el separador de gas-líquido, y la bomba de presión negativa genera una presión negativa establecida en el depósito de líquido o el separador de gas-líquido.

Preferentemente, una presión de condensación en un tubo de condensación es inferior a 120 kg/cm2, y una válvula unidireccional está dispuesta entre el separador de gas-líquido y el conjunto de aspiración.

Preferentemente, el tubo de Venturi incluye un segmento estrechado, un segmento de garganta y un segmento acampanado que están conectados en una secuencia enumerada.

Preferentemente, la válvula de flotador incluye dos puertos dispuestos en la parte inferior y un puerto dispuesto en la parte superior.

Preferentemente, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi y una primera válvula de flotador, en donde el primer tubo de Venturi está dispuesto en la tubería entre el compresor y el condensador, la primera válvula de flotador está dispuesta en una tubería entre el condensador y el depósito de líquido, y un puerto de conexión del segmento de garganta del primer tubo de Venturi está conectado a la primera válvula de flotador;

o el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi, una primera válvula de flotador, un segundo tubo de Venturi y una segunda válvula de flotador, en donde el primer tubo de Venturi está dispuesto en una tubería entre el compresor y el condensador, la primera válvula de flotador y la segunda válvula de flotador están conectadas en serie en una tubería entre el condensador y el depósito de líquido, un puerto de conexión del segmento de garganta del primer tubo de Venturi está conectado a la primera válvula de flotador, el segundo tubo de Venturi está dispuesto entre la primera válvula de flotador y el condensador, y un puerto de conexión del segmento de garganta del segundo tubo de Venturi está conectado a la segunda válvula de flotador; o el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi, una primera válvula de flotador, un segundo tubo de Venturi, una segunda válvula de flotador, un tercer tubo de Venturi y una tercera válvula de flotador, en donde el primer tubo de Venturi está dispuesto en una tubería entre el compresor y el condensador, la primera válvula de flotador, la segunda válvula de flotador y la tercera válvula de flotador están conectadas en serie en una tubería entre el condensador y el depósito de líquido, un puerto de conexión del segmento de garganta del primer tubo de Venturi está conectado a la primera válvula de flotador, el segundo tubo de Venturi está dispuesto entre la primera válvula de flotador y el condensador, un puerto de conexión del segmento de garganta del segundo tubo de Venturi está conectado a la segunda válvula de flotador; el tercer tubo de Venturi está dispuesto entre la primera válvula flotador y la segunda válvula flotador, y un puerto de conexión del segmento de garganta del tercer tubo de Venturi está conectado a la tercera válvula flotador;

o el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi, una primera válvula de flotador, un segundo tubo de Venturi, una segunda válvula de flotador, y un tercer tubo de Venturi, en donde el primer tubo de Venturi está dispuesto en una tubería entre el compresor y el condensador, la primera válvula de flotador y la segunda válvula de flotador están conectadas en serie en una tubería entre el condensador y el depósito de líquido, un puerto de conexión del segmento de garganta del primer tubo de Venturi está conectado a la primera válvula de flotador, el segundo tubo de Venturi está dispuesto entre la primera válvula de flotador y el condensador, un puerto de conexión del segmento de garganta del segundo tubo de Venturi está conectado a la segunda válvula de flotador; el tercer tubo de Venturi está dispuesto entre la primera válvula de flotador y la segunda válvula de flotador, y un puerto de conexión del segmento de garganta del tercer tubo de Venturi está conectado al depósito de líquido;

o el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un tubo de Venturi y más de una válvula de flotador, el tubo de Venturi está dispuesto en una tubería entre el compresor y el condensador, las más de una válvulas de flotador están conectadas en serie en una tubería entre el condensador y el depósito de líquido, y las más de una válvulas de flotador están todas conectadas a un puerto de conexión del segmento de garganta del tubo de Venturi.

Según la invención, el condensador es un condensador de evaporación instantánea, el condensador de evaporación instantánea incluye una carcasa, un ventilador de presión negativa, un dispositivo de intercambio de calor y un dispositivo de atomización de líquidos, en donde el ventilador de presión negativa está dispuesto en la carcasa, el ventilador de presión negativa forma un entorno de presión negativa dentro de la carcasa, el dispositivo de atomización de líquido y el dispositivo de intercambio de calor están dispuestos en la carcasa, el dispositivo de atomización de líquido pulveriza un líquido atomizado en la carcasa, y el líquido atomizado se evapora en vapor en el entorno de presión negativa para condensar y licuar un medio de dióxido de carbono en el dispositivo de intercambio de calor.

Preferentemente, una cantidad de escape del ventilador de presión negativa es mayor que una cantidad de evaporación del líquido atomizado en la carcasa; y una presión de una cámara de presión estática en la carcasa es inferior a una presión atmosférica ambiente en más de 20 Pa.

Preferentemente, una presión de condensación en un tubo de condensación no es superior a una presión crítica del dióxido de carbono, y la presión crítica del dióxido de carbono es de 74 kg/cm2

Según la invención, entre el ventilador de presión negativa y el dispositivo de intercambio de calor se forma una primera cámara de presión estática, entre el dispositivo de atomización de líquido y el dispositivo de intercambio de calor se forma una segunda cámara de presión estática, el ventilador de presión negativa forma un entorno de presión negativa en la segunda cámara de presión estática, y el dispositivo de atomización de líquido pulveriza el líquido atomizado en la segunda cámara de presión estática para evaporar el líquido atomizado en vapor.

Según la invención, el condensador de evaporación instantánea incluye un dispositivo regulador de presión, una entrada de gas del dispositivo regulador de presión está dispuesta fuera de la carcasa, una salida de aire del dispositivo regulador de presión está dispuesta dentro de la carcasa, se envía un flujo de aire regulador a la carcasa mediante el dispositivo regulador de presión para promover el flujo del vapor en la carcasa y formar un aerosol en la carcasa; o el dispositivo regulador de presión es uno o más ventiladores, y el uno o más ventiladores están dispuestos cerca del dispositivo de atomización de líquido;

o el dispositivo regulador de presión es un ventilador de presión negativa conectado a la carcasa a través de una tubería de circulación de vapor.

Preferentemente, el sistema de refrigeración incluye una válvula de inversión cuatridireccional, en donde la válvula de inversión cuatridireccional incluye un cuerpo de válvula; una primera salida, una segunda salida, una tercera salida y una cuarta salida están definidas en el cuerpo de la válvula, un paso de gas está definido en el interior del cuerpo de la válvula, el paso de gas comunica la primera salida, la segunda salida, la tercera salida y la cuarta salida; un primer conjunto de núcleo de válvula y un segundo conjunto de núcleo de válvula se proporcionan en el cuerpo de la válvula, y el primer conjunto de núcleo de válvula y el segundo conjunto de núcleo de válvula son móviles dentro del cuerpo de la válvula para cambiar una relación de comunicación entre las salidas de aire; y el primer conjunto de núcleo de válvula y el segundo conjunto de núcleo de válvula se mueven mediante una presión generada por una fuente de gas de potencia de alta presión.

Preferentemente, cada uno del primer conjunto de núcleo de válvula y del segundo conjunto de núcleo de válvula incluye un resorte, dos núcleos de válvula, una varilla roscada, un tubo de válvula y un casquillo del eje, en donde dos extremos de la varilla roscada están conectados respectivamente a los dos núcleos de la válvula, un extremo del resorte está conectado a uno de los dos núcleos de la válvula, y otro extremo del resorte está conectado a una base de fijación del resorte, el tubo de la válvula está encamisado en la varilla roscada, un lado del tubo de válvula orientado hacia la salida tiene una estructura abierta, la estructura abierta permite la entrada de gas en el interior de la válvula de inversión cuatridireccional, el casquillo del eje está dispuesto en el núcleo de la válvula, el casquillo del eje coopera con el tubo de la válvula para impedir el paso del dióxido de carbono gaseoso;

el cuerpo de la válvula incluye una placa de sellado superior y una placa de sellado inferior que cooperan entre sí, y se proporciona una tapa de válvula en el cuerpo de la válvula.

Preferentemente, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye una primera válvula de inversión cuatridireccional, una segunda válvula de inversión cuatridireccional y una tercera válvula de inversión cuatridireccional; en donde cuatro salidas de la primera válvula de inversión cuatridireccional están conectadas respectivamente a una entrada del condensador, una entrada del compresor, una salida del compresor y una salida del evaporador a través de una tubería de gas; dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional están conectadas respectivamente a una salida del condensador y a una entrada del separador de gas-líquido a través de la tubería de gas, y las otras dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional están conectadas respectivamente a dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional; dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional están conectadas respectivamente a una salida del depósito de líquido y a una entrada del evaporador, y las otras dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional están conectadas respectivamente a las otras dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional.

Preferentemente, en modo refrigeración, la primera válvula de inversión cuatridireccional comunica la salida del compresor con la entrada del condensador, y comunica la salida del evaporador con la entrada del compresor; la segunda válvula de inversión cuatridireccional comunica la salida del condensador con la entrada del separador de gas-líquido, y se comunica con la tercera válvula de inversión cuatridireccional; la tercera válvula de inversión cuatridireccional comunica la salida del depósito de líquido con la entrada del evaporador, y se comunica con la segunda válvula de inversión cuatridireccional;

en modo calentamiento, la primera válvula de inversión cuatridireccional comunica la salida del compresor con el evaporador, y comunica la entrada del condensador con la entrada del compresor; la segunda válvula de inversión cuatridireccional comunica la salida del condensador con la tercera válvula de inversión cuatridireccional, y comunica la tercera válvula de inversión cuatridireccional con la entrada del separador de gas-líquido; la tercera válvula de inversión cuatridireccional comunica la salida del depósito de líquido con la segunda válvula de inversión cuatridireccional, y comunica el evaporador con la segunda válvula de inversión cuatridireccional.

Preferentemente, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono se utiliza como un acondicionador de aire configurado para ajustar la temperatura interior, o una fuente de frío de una cámara frigorífica o de congelación rápida.

Preferentemente, el depósito de líquido para almacenar el dióxido de carbono líquido está conectado a una tubería de dióxido de carbono contra incendios, y el depósito de líquido para almacenar el dióxido de carbono líquido está dispuesto por debajo de una capa de suelo congelado.

Preferentemente, una válvula de presión diferencial de rebose está dispuesta entre el condensador y el depósito de líquido, la válvula de presión diferencial de rebose incluye una carcasa de válvula de presión diferencial, una junta de estanqueidad, una entrada de válvula de presión diferencial y una salida de válvula de presión diferencial, en donde la entrada de la válvula de presión diferencial está en comunicación con la salida de la válvula de presión diferencial, y la salida de la válvula de presión diferencial está en comunicación con el depósito de líquido; la junta de estanqueidad está dispuesta en una cámara formada en el interior del alojamiento de la válvula de presión diferencial, la entrada de la válvula de presión diferencial y la salida de la válvula de presión diferencial están ambas en comunicación con la cámara formada dentro de la carcasa de la válvula de presión diferencial, y la junta de estanqueidad puede moverse en la carcasa de la válvula de presión diferencial según un cambio de presión para realizar la comunicación u oclusión entre la entrada de la válvula de presión diferencial y la salida de la válvula de presión diferencial.

Preferentemente, la válvula de presión diferencial de rebose incluye además un resorte de válvula de presión diferencial, en donde un extremo del resorte de la válvula de presión diferencial está conectado a la junta de estanqueidad, otro extremo del resorte de la válvula de presión diferencial se fija en la carcasa de la válvula de presión diferencial, una forma de la junta de estanqueidad coincide con una forma de sección de la cámara formada dentro del alojamiento de la válvula de presión diferencial, y la junta de estanqueidad se mueve hacia adelante y hacia atrás con la compresión o liberación del resorte de la válvula de presión diferencial.

Preferentemente, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un cilindro de circulación de baja presión, en donde una salida de líquido del cilindro de circulación a baja presión está en comunicación con un extremo de entrada del evaporador, un extremo de salida del evaporador está en comunicación con el cilindro de circulación de baja presión, y una salida de gas del cilindro de circulación de baja presión está en comunicación con el compresor.

Según la presente invención, se proporciona además un método de refrigeración que utiliza dióxido de carbono como medio, como se establece en la reivindicación 13.

La implementación de la presente invención incluye los siguientes efectos técnicos.

1, el conjunto de aspiración está dispuesto entre el compresor y el condensador, y puede aspirar el dióxido de carbono gaseoso (CO<2>) almacenado en el depósito de líquido o en el separador de gas-líquido, y transportarlo de vuelta al condensador para su recondensación, para aumentar la cantidad de condensación del dióxido de carbono gaseoso. Otra función es que el conjunto de aspiración puede evaporar instantáneamente parte del líquido, el dióxido de carbono después de la evaporación instantánea puede quitar parte del calor y puede bajar aún más la temperatura del dióxido de carbono líquido, para que el dióxido de carbono líquido alcance el estado superenfriado. Debido a la función de re enfriamiento, dicha estructura reduce el impacto en el sistema después de que la eficiencia del condensador se reduzca en el caso de que la temperatura exterior y la humedad sean demasiado elevadas, de modo que se mejore la eficiencia de refrigeración del sistema. Parte del dióxido de carbono líquido puede licuarse en caso de que la temperatura ambiente sea superior a la temperatura crítica del dióxido de carbono. Asimismo, ya que la temperatura en el condensador puede ser inferior a la temperatura crítica del dióxido de carbono, el dióxido de carbono líquido necesario puede obtenerse mediante la función de refrigeración secundaria del conjunto de aspiración. Si se utiliza el condensador de evaporación instantánea según la presente aplicación, se puede superar la influencia de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.2

2, el fluido de trabajo natural de dióxido de carbono se utiliza como único refrigerante en todo el sistema de refrigeración, lo que no causará ningún daño al entorno ecológico aunque se produzcan fugas. Dado que la temperatura crítica del dióxido de carbono es baja, siendo sólo de 31,06 grados centígrados, y la eficiencia del sistema es baja durante la circulación transcrítica. El dióxido de carbono se puede refrigerar completamente y se puede obtener el grado requerido de superenfriamiento disponiendo el conjunto de aspiración y el condensador de evaporación instantánea según la presente aplicación. El medio de dióxido de carbono adoptado en la presente aplicación es rico por naturaleza, fácil de obtener, de bajo coste y precio, es respetuoso con el medio ambiente (ODP=0, GWP=1), tiene buena seguridad, no es tóxico ni inflamable y tiene una gran capacidad de refrigeración por unidad de volumen, que es de 4 a 8 veces la del freón.

3, el sistema de refrigeración de una o varias etapas compuesto por el conjunto de aspiración y el separador de gaslíquido puede enfriar el dióxido de carbono líquido a la temperatura requerida, y tiene una estructura sencilla, funcionamiento cómodo y bajos costes de montaje y mantenimiento.

4, el condensador de evaporación instantánea mejorado según la presente solicitud tiene los siguientes efectos técnicos.

(1) , favoreciendo la evaporación del líquido atomizado en el entorno cerrado de presión negativa, se reduce la temperatura global del entorno cerrado. El dispositivo de intercambio de calor puede conseguir el efecto de refrigeración por radiación en un entorno de baja temperatura, que no se ve afectado por la temperatura y la humedad del viento natural exterior, y puede utilizarse en diversas zonas con distintos entornos. En el entorno de presión negativa, las pequeñas partículas del líquido atomizado se dispersan y suspenden en el medio gaseoso para formar un sistema de dispersión coloidal, formando el aerosol. Dado que el medio de dispersión del aerosol es gas con una viscosidad pequeña, la diferencia de densidad entre la fase dispersa y el medio de dispersión es grande, las partículas se unen con extrema facilidad cuando chocan, y además debido a la volatilización de las partículas líquidas, el aerosol tiene su regularidad única. Las partículas de aerosol tienen una superficie específica y una energía superficial considerables, que puede evaporar el líquido licuado rápidamente y mejorar el efecto de refrigeración. El líquido atomizado generado por el dispositivo de atomización de líquido se evapora instantáneamente en el entorno de presión negativa de la cámara de alojamiento, se transforma de la fase de niebla líquida en vapor y absorbe calor, reduciendo la temperatura ambiente en la carcasa. El vapor evaporado instantáneamente del líquido atomizado puede descargarse fuera de la carcasa a través del ventilador de presión negativa. Por lo tanto, el líquido atomizado en la cámara de alojamiento se evapora continuamente en vapor y libera capacidad de frío. El vapor se descarga continuamente fuera de la carcasa a través del ventilador de presión negativa para refrigerar. El entorno de baja temperatura de la carcasa puede utilizarse para enfriar y bajar la temperatura de una sustancia.

(2) , dado que el intercambio de calor por convección con el ambiente externo no es necesario en el proceso de refrigeración, el condensador cerrado de evaporación instantánea según la presente invención tiene una pequeña capacidad instalada, y todo el equipo ocupa un espacio reducido, lo que es conveniente para el montaje y ahorra espacio.

(3) , el condensador cerrado de evaporación instantánea según la presente aplicación realiza la refrigeración completamente a través de la evaporación del líquido atomizado. El proceso de transformación de líquido a gas puede liberar la capacidad de frío para la refrigeración, y la temperatura del vapor descargado por el equipo no puede elevarse. Por lo tanto, en el proceso de refrigeración, en realidad no se emite calor a la atmósfera y no se formará el efecto isla de calor. El sistema de refrigeración tiene una alta eficiencia de refrigeración y un efecto de refrigeración estable y fiable.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista estructural esquemática de un sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la presente invención;

la FIG. 2 es una vista estructural esquemática de un primer conjunto de aspiración (un tubo de Venturi);

la FIG. 3 es una vista estructural esquemática de un segundo conjunto de aspiración (una válvula tridireccional y una bomba de presión negativa);

la FIG. 4 es una vista estructural esquemática de tres conjuntos de aspiración (un grupo de Venturi) dispuestos en paralelo;

la FIG. 5 es una vista estructural esquemática de un conjunto primario de refrigeración;

la FIG. 6 es una vista estructural esquemática de un conjunto de refrigeración secundario;

la FIG. 7 es una vista estructural esquemática de un conjunto de refrigeración de tres etapas;

la FIG. 8 es una vista estructural esquemática que muestra otra estructura de conexión del conjunto de refrigeración secundario;

la FIG. 9 es una vista estructural esquemática de un primer esquema de un condensador de evaporación instantánea;

la FIG. 10 es una vista estructural esquemática de un segundo esquema del condensador de evaporación instantánea; la FIG. 11 es una vista estructural esquemática de un tercer esquema del condensador de evaporación instantánea; la FIG. 12 es una vista esquemática en perspectiva de una válvula de inversión cuatridireccional de alta presión; la FIG. 13 es una vista esquemática de la estructura interna de la válvula de inversión cuatridireccional de alta presión; la FIG. 14 es una vista esquemática en sección de la válvula de inversión cuatridireccional en modo de calentamiento; la FIG. 15 es una vista esquemática en sección de la válvula de inversión cuatridireccional en un modo de refrigeración; la FIG. 16 es una vista estructural esquemática del sistema de refrigeración por dióxido de carbono en el modo de refrigeración

la FIG. 17 es una vista estructural esquemática del sistema de refrigeración por dióxido de carbono en el modo de calentamiento

la FIG. 18 es una vista estructural esquemática que muestra otra estructura de conexión del conjunto de refrigeración; la FIG. 19 es una vista estructural esquemática de un conjunto de aspiración conectado directamente a un depósito de líquido;

la FIG. 20 es una vista estructural esquemática del sistema de refrigeración por dióxido de carbono con una válvula de presión diferencial de rebose;

la FIG. 21 es una vista estructural esquemática del sistema de refrigeración por dióxido de carbono con la válvula de presión diferencial de rebose y el tubo de Venturi;

la FIG. 22 es una vista estructural esquemática de la válvula de presión diferencial de rebose; y

la FIG. 23 es una vista estructural esquemática del sistema de refrigeración por dióxido de carbono con un cilindro de circulación de baja presión.

Los números de referencia en los dibujos se enumeran como sigue:

10 compresor; 11 condensador;

12 depósito de líquido; 13 evaporador;

14 separador de gas-líquido; 15 conjunto de aspiración;

150 primer puerto; 151 segundo puerto;

152 tercer puerto; 153 segmento estrechado;

154 segmento de garganta; 155 segmento acampanado;

156 bomba de presión negativa; 16 electroválvula;

17 válvula de expansión reguladora; 18 válvula unidireccional;

20 primer tubo de Venturi; 21 segundo tubo de Venturi;

22 tercer tubo de Venturi; 23 primera válvula de flotador;

24 segunda válvula de flotador; 25 tercera válvula de flotador;

26 ventilador de presión negativa; 27 carcasa;

28 dispositivo de intercambio de calor; 29 dispositivo de atomización de líquidos;

30 primera cámara de presión estática; 31 segunda cámara de presión estática;

32 dispositivo regulador de presión; 33 dispositivo de reposición de agua;

34 tubería de circulación de vapor; 35 primera válvula de inversión cuatridireccional;

350 placa de sellado superior; 351 placa de sellado inferior;

352 primera salida; 353 segunda salida;

354 tercera salida; 355 cuarta salida;

356 primer conjunto de núcleo de válvula; 357 segundo conjunto de núcleo de válvula;

358 base de fijación del resorte; 359 resorte;

360 núcleo de válvula; 361 varilla roscada;

362 tubo de válvula; 363 casquillo del eje;

364 tapa de válvula; 365 entrada de la fuente de gas de potencia;

36 segunda válvula de inversión cuatridireccional; 37 tercera válvula de inversión cuatridireccional;

38 válvula de presión diferencial de rebose; 380 junta de estanqueidad;

381 resorte de la válvula de presión diferencial; 382 caja de la válvula de presión diferencial;

383 entrada de la válvula de presión diferencial; 384 salida de la válvula de presión diferencial;

39 cilindro de circulación de baja presión.

Descripción detallada de las realizaciones

La presente invención se describirá en detalle a continuación con referencia a las realizaciones y los dibujos. Debe tenerse en cuenta que las realizaciones descritas sólo pretenden facilitar la comprensión de la presente invención y no limitan la presente invención.

Primera realización

Haciendo referencia a la FIG. 1, un sistema de refrigeración por dióxido de carbono proporcionado por esta realización incluye un compresor 10, un condensador 11, un depósito de líquido 12 y un evaporador 13 que están conectados en una secuencia enumerada. Después de entrar en el condensador 11, un dióxido de carbono gaseoso descargado del compresor 10 se condensa en un líquido y se almacena en el depósito de líquido 12. El dióxido de carbono líquido se evapora y enfría en el evaporador 13 y fluye de vuelta al compresor 10 para su reutilización, para realizar la circulación del dióxido de carbono. Entre el compresor 10 y el condensador 11 se ha dispuesto un conjunto de aspiración 15, el conjunto de aspiración 15 está en comunicación con el depósito de líquido 12 (como se muestra en la Fig. 19) o con un separador de gas-líquido 14 (como se muestra en la Fig. 1), el separador de gas-líquido 14 está dispuesto entre el condensador 11 y el depósito de líquido 12, y el dióxido de carbono gaseoso en el depósito de líquido 12 o en el separador de gas-líquido 14 puede ser aspirado de nuevo a una tubería entre el compresor 10 y el condensador 11 por medio del conjunto de aspiración 15, y entra de nuevo en el condensador 11 para una mayor condensación. El líquido puede pasar a través del separador de gas-líquido 14, mientras que el gas no puede pasar a través de ella.

En esta realización, el conjunto de aspiración 15 está dispuesto entre el compresor 10 y el condensador 11, y puede aspirar el dióxido de carbono gaseoso almacenado en el depósito de líquido 12 o en el separador de gas-líquido 14, y transportarlo de vuelta al condensador 11 para su recondensación, para aumentar la cantidad de condensación del dióxido de carbono gaseoso. Otra función es que el conjunto de aspiración 15 puede evaporar instantáneamente parte del líquido, el dióxido de carbono después de la evaporación instantánea puede quitar parte del calor y puede bajar aún más la temperatura del dióxido de carbono líquido, para que el dióxido de carbono líquido alcance un estado superenfriado. Debido a la función de re-enfriamiento, dicha estructura reduce el impacto en el sistema después de que la eficiencia del condensador 11 se reduzca en el caso de que la temperatura exterior y la humedad sean demasiado elevadas, de modo que se mejore la eficiencia de refrigeración del sistema. Parte del dióxido de carbono líquido puede licuarse en caso de que la temperatura ambiente sea superior a la temperatura crítica del dióxido de carbono. Asimismo, ya que la temperatura en el condensador puede ser inferior a la temperatura crítica del dióxido de carbono, el dióxido de carbono líquido necesario puede obtenerse mediante la función de refrigeración secundaria del conjunto de aspiración. Si se utiliza el condensador de evaporación instantánea según la presente aplicación, se puede superar la influencia de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.

En esta realización, el compresor 10 aspira continuamente el dióxido de carbono gaseoso en el evaporador 13 para mantener el ambiente en el evaporador 13 en un estado de baja temperatura y baja presión, que favorece la gasificación continua y la refrigeración del dióxido de carbono líquido. Además de eso, el compresor 10 comprime el dióxido de carbono gaseoso aspirado, de modo que la temperatura y la presión del dióxido de carbono gaseoso aumentan considerablemente, para mejorar la eficacia del intercambio de calor con el condensador 11. El dióxido de carbono gaseoso a alta temperatura y alta presión entra en el condensador 11, y se enfría en el condensador 11, y una parte del dióxido de carbono gaseoso se condensa en líquido para formar una mezcla dióxido de carbono gaslíquido a baja temperatura y alta presión. La mezcla dióxido de carbono gas-líquido entra en el depósito de líquido 12 o en el separador de gas-líquido 14, y completa la separación gas-líquido en el depósito de líquido 12 o en el separador de gas-líquido 14.

Haciendo referencia a la FIG. 2 y a la FIG. 3, el conjunto de aspiración 15 incluye un primer puerto 150, un segundo puerto 151 y un tercer puerto 152, en donde el primer puerto 150 está en comunicación con el compresor 10, el segundo puerto 151 está en comunicación con el condensador 11, y el tercer puerto 152 está en comunicación con el depósito de líquido 12 o el separador de gas-líquido 14. El primer orificio 150 y el segundo orificio 151 están configurados para comunicar el compresor 10 con el condensador 11, y el tercer orificio 152 permite que el conjunto de aspiración 15 aspire de nuevo el dióxido de carbono gaseoso en el separador de gas-líquido 14 o una válvula de flotador, y el dióxido de carbono gaseoso fluye de nuevo al condensador 11 para su refrigeración.

Específicamente, haciendo referencia a las FIG. 2 y a la FIG. 4, el conjunto de aspiración 15 es un tubo de Venturi o un grupo de Venturi con múltiples tubos de Venturi conectados en paralelo. El tubo de Venturi incluye un segmento estrechado 153, un segmento de garganta 154 y un segmento acampanado 155 que están conectados en una secuencia enumerada. El primer orificio 150 del conjunto de aspiración 15 está en comunicación con el segmento estrechado 153, el segundo orificio 151 está en comunicación con el segmento acampanado 155, y el tercer orificio 152 está en comunicación con el segmento de garganta 154. El compresor 10 del sistema de refrigeración puede incluir un compresor 10 o dos o más grupos de compresores conectados en paralelo. El evaporador 13 puede incluir un evaporador 13 o dos o más grupos de evaporadores, que pueden organizarse en función de las necesidades reales. Haciendo referencia a la FIG. 4, una electroválvula 16 está dispuesta entre el conjunto de aspiración 15 y el compresor 10, y una válvula unidireccional 18 está dispuesta entre el conjunto de aspiración 15 y el separador de gas-líquido 14. Proporcionando la electroválvula 16 y la válvula unidireccional 18, se puede garantizar el funcionamiento seguro del sistema, y la válvula unidireccional puede impedir además que el dióxido de carbono gaseoso a alta temperatura entre en el separador de gas-líquido.

Haciendo referencia a la FIG. 2, como un ejemplo, el tubo de Venturi tiene forma cilíndrica corta hueca, y el segmento estrechado 153 es un tubo cónico hueco, que se estrecha gradualmente. Una porción trasera del segmento estrechado 153 está conectada al segmento de garganta 154, que tiene una forma cilíndrica delgada hueca, y un diámetro del segmento de garganta 154 es menor que un diámetro de un segmento de entrada. Una porción trasera del segmento de garganta 154 está conectada al segmento acampanado 155, que es un tubo cónico hueco. Un extremo del segmento abocardado 155 conectado al segmento de garganta 154 es relativamente estrecho, y otro extremo alejado del segmento de garganta 154 se expande gradualmente.

El tercer puerto 152 para la aspiración de gas está definido en el segmento de garganta 154 del tubo de Venturi, y el tercer puerto 152 está en comunicación con el separador de gas-líquido 14 o el depósito de líquido 12. Durante el funcionamiento del sistema de refrigeración, el tubo de Venturi puede aspirar automáticamente el dióxido de carbono gaseoso del depósito de líquido 12, de modo que el dióxido de carbono gaseoso del depósito de líquido 12 vuelva a entrar en el condensador 11 para una condensación secundaria, para ser transformado en dióxido de carbono líquido y almacenado en el depósito de líquido 12.

En combinación con la descripción anterior de la estructura del tubo de Venturi, se describe detalladamente el principio de funcionamiento del tubo de Venturi.

El tubo de Venturi es una forma de aplicación basada en el efecto Venturi. El efecto Venturi significa que, cuando un flujo restringido pasa a través de una sección de flujo estrechada, la velocidad de flujo del fluido aumenta, y la velocidad es inversamente proporcional a la sección de flujo. En términos generales, este efecto significa que se puede generar una baja presión cerca de un fluido de alta velocidad, dando lugar a la adsorción. El tubo de Venturi acelera el flujo de gas estrangulándolo. La baja presión generada cerca del gas de alta velocidad puede generar un entorno de presión negativa dentro del tubo de Venturi, y el entorno de presión negativa puede tener un cierto efecto de adsorción en el entorno externo comunicado.

Específicamente, haciendo referencia a las FIG. 1 y a la FIG. 2, el dióxido de carbono gaseoso comprimido por el compresor 10 pasa a través del tubo de Venturi antes de entrar en el condensador 11. El dióxido de carbono gaseoso entra primero en el segmento de entrada desde una entrada de gas del tubo de Venturi, y el flujo de gas se estrangula al pasar por el segmento estrechado 153, ya que el diámetro del tubo disminuye gradualmente, de modo que la velocidad de flujo del gas aumenta gradualmente. La velocidad de flujo alcanza el máximo cuando el dióxido de carbono gaseoso entra en el segmento de garganta 154. En este momento, se puede generar una baja presión cerca del dióxido de carbono gaseoso en el segmento de garganta 154 basándose en el efecto Venturi, de modo que se forme un entorno de presión negativa en el segmento de garganta 154. El segmento de garganta 154 está en comunicación con un espacio para almacenar el dióxido de carbono gaseoso en el separador de gas-líquido 14 o en el depósito de líquido 12. Bajo el efecto de adsorción del entorno de presión negativa en el segmento de garganta 154, el dióxido de carbono gaseoso almacenado en el depósito de líquido 12 puede ser aspirado hacia el tubo de Venturi, y entra en el segmento acampanado 155 del tubo de Venturi con el dióxido de carbono gaseoso comprimido por el compresor 10, reduciendo la velocidad de flujo del gas. Dado que el dióxido de carbono gaseoso comprimido por el compresor 10 pasa continuamente a través del tubo de Venturi, el dióxido de carbono gaseoso almacenado en el depósito de líquido 12 también fluye continuamente hacia el tubo de Venturi, y entra en el condensador 11 junto con el dióxido de carbono gaseoso comprimido por el compresor 10 para el intercambio de calor y la condensación.

Además, cabe señalar que el tubo de Venturi anterior no necesita energía adicional durante el proceso de funcionamiento, esto es, el tubo de Venturi no necesita un componente de potencia, como un motor, y el funcionamiento cíclico puede realizarse basándose en las propiedades físicas del dióxido de carbono. El dióxido de carbono en sí tiene las características de alta presión crítica (presión relativamente alta en estado gaseoso) y baja temperatura crítica (facilidad para mantener el estado gaseoso a baja temperatura). En comparación con otros refrigerantes, la velocidad de flujo del refrigerante de dióxido de carbono en el tubo de Venturi es mayor, y la baja presión generada es menor, para que el entorno de presión negativa en el tubo de Venturi tenga un mayor efecto de adsorción. Por lo tanto, las propiedades físicas del refrigerante de dióxido de carbono pueden mantener y favorecer el funcionamiento rápido y eficaz del conjunto de aspiración 15.

Basándose en el funcionamiento cíclico del conjunto de aspiración 15 anterior, el dióxido de carbono gaseoso en el separador de gas-líquido 14 o en el depósito de líquido 12 puede entrar continua y repetidamente en el condensador 11 para el intercambio de calor y la condensación, a fin de aumentar la cantidad de licuefacción del refrigerante de dióxido de carbono, y obtener más dióxido de carbono líquido en el separador de gas-líquido 14 o en el depósito de líquido 12, mejorando así la eficiencia de refrigeración del sistema de refrigeración.

Además, el dióxido de carbono gaseoso del separador de gas-líquido 14 o del depósito de líquido 12 se aspira continuamente, que disminuye la presión en el separador de gas-líquido 14 o en el depósito de líquido 12. En este momento, parte del dióxido de carbono líquido puede evaporarse instantáneamente en gas para mantener el equilibrio de la presión ambiental global en el separador de gas-líquido 14 o en el depósito de líquido 12. Esta parte del dióxido de carbono líquido absorbe calor en el proceso de evaporación instantánea a gas, de modo que disminuya la temperatura del dióxido de carbono líquido restante en el separador de gas-líquido 14 o en el depósito de líquido 12, esto es, aumenta el grado de superenfriamiento del dióxido de carbono líquido restante, mejorando aún más la eficiencia de refrigeración del sistema de refrigeración.

Además de eso, ya que el dióxido de carbono gaseoso evaporado instantáneamente en el separador de gas-líquido 14 o en el depósito de líquido 12 es un gas de baja temperatura (aproximadamente 13 grados centígrados), la temperatura del dióxido de carbono gaseoso de alta temperatura puede disminuir cuando el gas de baja temperatura se mezcla con el dióxido de carbono gaseoso de alta temperatura (aproximadamente 90 grados centígrados) comprimido por el compresor 10 en el tubo de Venturi, esto es, el dióxido de carbono gaseoso a alta temperatura se enfría una vez antes de entrar en el condensador 11 para condensarse y, a continuación, el gas enfriado entra en el condensador 11 para enfriarse, lo que puede mejorar la eficiencia de condensación del condensador 11 y promover aún más la condensación y licuefacción del dióxido de carbono gaseoso.

A modo de resumen, el conjunto de aspiración 15 compuesto por el tubo de Venturi permite que el sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la presente solicitud presente las siguientes ventajas:

1, combinando el efecto Venturi con las propiedades físicas del dióxido de carbono, el dióxido de carbono gaseoso en el depósito de líquido 12 se condensa repetidamente sin añadir el componente de potencia y sin afectar a la eficiencia del compresor 10,lo que mejora la eficiencia de refrigeración del sistema;

2, se aumenta el grado de superenfriamiento del dióxido de carbono líquido en el depósito de líquido 12, lo que mejora la eficiencia de refrigeración del sistema;

3, en comparación con el sistema de refrigeración por dióxido de carbono existente, la estructura es más sencilla y el efecto de funcionamiento es estable, por lo que se puede realizar la refrigeración cíclica de una sola etapa con dióxido de carbono.

Como otra realización, haciendo referencia a la FIG. 3, el conjunto de aspiración 15 incluye una válvula tridireccional y una bomba de presión negativa 156, la bomba de presión negativa 156 está dispuesta en una tubería que comunica el tercer puerto 152 con el depósito de líquido 12 o el separador de gas-líquido 14, y la bomba de presión negativa 156 genera una presión negativa establecida en el depósito de líquido 12 o el separador de gas-líquido 14. La bomba de presión negativa 156 puede ser una pequeña bomba de presión negativa ajustable 156, que puede ajustar la presión para bombear el dióxido de carbono gaseoso. Además, la presión negativa establecida puede hacer que el dióxido de carbono líquido se evapore instantáneamente, ajustando así con precisión el grado de superenfriamiento del dióxido de carbono líquido.

Una presión de condensación en un tubo de condensación es superior a 30 kg/cm2 e inferior a 120 kg/cm2, y una válvula unidireccional 18 está dispuesta entre el separador de gas-líquido 14 y el conjunto de aspiración 15. La presión de condensación en el condensador 11 debe mantenerse en un intervalo adecuado (generalmente inferior a 120 kg/cm2, superior a una presión de evaporación de 30 kg/cm2 a 40 kg/cm2). Una presión de condensación demasiado alta puede afectar al funcionamiento seguro del sistema, y una presión de condensación demasiado baja puede afectar al funcionamiento normal del sistema. La válvula unidireccional 18 puede mantener la presión de condensación en un intervalo adecuado y garantizar el funcionamiento normal del sistema.

Haciendo referencia a las FIGS. 5 a 8, el separador de gas-líquido 14 es una válvula de flotador o un grupo de válvulas de flotador con múltiples válvulas de flotador conectadas en serie. El dióxido de carbono líquido puede pasar a través de la válvula de flotador, mientras que el dióxido de carbono gaseoso no puede atravesarla, de forma que se consigue la separación gas-líquido. La válvula de flotador incluye dos puertos dispuestos en la parte inferior y un puerto dispuesto en la parte superior. Los dos puertos de la parte inferior están conectados respectivamente al condensador 11 y al depósito de líquido 12, y el puerto de la parte superior está conectado al conjunto de aspiración 15. Dicha disposición separa el líquido en la fase gas-líquido dentro de una cámara de válvula de flotador, y una temperatura de la fase gas-líquido es uniforme.

Haciendo referencia a la FIG. 5, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi 20 y una primera válvula de flotador 23, en donde el primer tubo de Venturi 20 está dispuesto en la tubería entre el compresor 10 y el condensador 11, la primera válvula de flotador 23 está dispuesta en una tubería entre el condensador 11 y el depósito de líquido 12, y un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del primer tubo de Venturi 20 está conectado a la válvula de flotador.

Haciendo referencia a la FIG. 6, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi 20, una primera válvula de flotador 23, un segundo tubo de Venturi 21 y una segunda válvula de flotador 24, en donde el primer tubo de Venturi 20 está dispuesto en una tubería entre el compresor 10 y el condensador 11, la primera válvula de flotador 23 y la segunda válvula de flotador 24 están conectadas en serie en una tubería entre el condensador 11 y el depósito de líquido 12, un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del primer tubo de Venturi 20 está conectado a la primera válvula de flotador 23, el segundo tubo de Venturi 21 está dispuesto entre la primera válvula de flotador 23 y el condensador 11, y un orificio de conexión del segmento de garganta 154 del segundo tubo de Venturi 21 está conectado a la segunda válvula de flotador 24.

Haciendo referencia a la FIG. 7, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi 20, una primera válvula de flotador 23, un segundo tubo de Venturi 21, una segunda válvula de flotador 24, un tercer tubo de Venturi 22 y una tercera válvula de flotador 25, en donde el primer tubo de Venturi 20 está dispuesto en una tubería entre el compresor 10 y el condensador 11, la primera válvula de flotador 23, la segunda válvula de flotador 24 y la tercera válvula de flotador 25 están conectadas en serie en una tubería entre el condensador 11 y el depósito de líquido 12, un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del primer tubo de Venturi 20 está conectado a la primera válvula de flotador 23, el segundo tubo de Venturi 21 está dispuesto entre la primera válvula de flotador 23 y el condensador 11, un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del segundo tubo de Venturi 21 está conectado a la segunda válvula de flotador 24. El tercer tubo de Venturi 22 está dispuesto entre la primera válvula flotador 23 y la segunda válvula flotador 24, y un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del tercer tubo de Venturi 22 está conectado a la tercera válvula flotador 25.

Haciendo referencia a la FIG. 18, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un primer tubo de Venturi 20, una primera válvula de flotador 23, un segundo tubo de Venturi 21, una segunda válvula de flotador 24 y un tercer tubo de Venturi 22, en donde el primer tubo de Venturi 20 está dispuesto en una tubería entre el compresor 10 y el condensador 11, la primera válvula de flotador 23 y la segunda válvula de flotador 24 están conectadas en serie en una tubería entre el condensador 11 y el depósito de líquido 12, un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del primer tubo de Venturi 20 está conectado a la primera válvula de flotador 23, el segundo tubo de Venturi 21 está dispuesto entre la primera válvula de flotador 23 y el condensador 11, y un orificio de conexión del segmento de garganta 154 del segundo tubo de Venturi 21 está conectado a la segunda válvula de flotador 24. El tercer tubo de Venturi 22 está dispuesto entre la primera válvula de flotador 23 y la segunda válvula de flotador 24, y un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del tercer tubo de Venturi 22 está conectado al depósito de líquido 12. Entre el depósito de líquido y el evaporador 13 hay una válvula de expansión reguladora 17.

Haciendo referencia a la FIG. 8, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye un tubo de Venturi y más de una válvula de flotador, el tubo de Venturi está dispuesto en una tubería entre el compresor 10 y el condensador 11, las más de una válvulas de flotador están conectadas en serie en una tubería entre el condensador 11 y el depósito de líquido 12, y las más de una válvulas de flotador están todas conectadas a un puerto de conexión del segmento de garganta 154 del tubo de Venturi.

Asimismo, el depósito de líquido para almacenar el dióxido de carbono líquido está conectado a una tubería de dióxido de carbono contra incendios, y el depósito de líquido para almacenar el dióxido de carbono líquido está dispuesto por debajo de una capa de suelo congelado. El dióxido de carbono líquido del sistema de refrigeración se utiliza como medio de extinción de incendios, para reducir el coste de la construcción contra incendios. La temperatura por debajo de la capa de suelo helado es constante y es de aproximadamente 15 grados centígrados, que es inferior a la temperatura crítica 31,06 grados centígrados del dióxido de carbono. De este modo, se puede garantizar que la temperatura del dióxido de carbono en un tanque de almacenamiento sea de 15 grados centígrados, y el dióxido de carbono se mantiene en estado líquido a temperatura constante, que tiene un bajo coste de almacenamiento. El dióxido de carbono se utiliza para extinguir incendios y no causará daños secundarios a un objeto, lo cual tiene una ventaja natural. Para un tanque de almacenamiento con el mismo volumen, la cantidad de almacenamiento de líquidos es mucho mayor que la cantidad de almacenamiento de gases, y el área de extinción de incendios es mayor.

Un método de refrigeración que utiliza dióxido de carbono como medio se proporciona además según esta realización, que incluye las siguientes etapas:

(1) , comprimir dióxido de carbono gaseoso a alta presión en un evaporador 13 hacia un condensador 11 mediante un compresor 10 para su enfriamiento, para obtener una mezcla dióxido de carbono gas-líquido o un fluido supercrítico;

(2) , realizar la separación gas-líquido y el enfriamiento de la mezcla gas-líquido enfriada o del fluido supercrítico; aspirar el dióxido de carbono gaseoso mezclado en el dióxido de carbono líquido mediante un conjunto de aspiración 15, evaporar instantáneamente una parte del dióxido de carbono líquido mediante el conjunto de aspiración 15, realizar un enfriamiento en varias etapas para que el dióxido de carbono líquido se encuentre en un estado superenfriado o para que el fluido supercrítico se transforme en líquido; y en donde la refrigeración multietapa se realiza proporcionando múltiples válvulas de flotador conectadas en serie, el dióxido de carbono líquido pasa a través de las múltiples válvulas de flotador en secuencia, las múltiples válvulas de flotador están conectadas respectivamente al conjunto de aspiración 15, y el dióxido de carbono líquido se enfría secuencialmente bajo una fuerza de aspiración. Tal disposición puede controlar la temperatura requerida del dióxido de carbono líquido.

(3), introduciendo el dióxido de carbono líquido ligeramente sobreenfriado en un depósito de líquido 12 para su uso.

Segunda realización

La diferencia entre esta realización y la primera es que el condensador de esta realización es claramente un condensador de evaporación instantánea de acuerdo con la invención, y los procesos del sistema son los mismos que los ejemplos de la primera realización. En el sistema de refrigeración que utiliza dióxido de carbono como medio refrigerante, debido al bajo punto crítico del dióxido de carbono, actualmente es imposible resolver el problema de que el dióxido de carbono gaseoso no puede licuarse cuando la temperatura exterior es demasiado elevada. Siempre existe el prejuicio en este campo de que el sistema de refrigeración que utiliza dióxido de carbono como medio refrigerante no puede utilizarse para la refrigeración en un amplio espacio de tiempo y no puede ser ampliamente utilizado. El solicitante de la presente solicitud ha estado estudiando el sistema de refrigeración que utiliza dióxido de carbono como medio refrigerante. La primera tecnología de condensación geotérmica desarrollada ha sido ampliamente utilizada. Tras años de investigación, se ha desarrollado una nueva tecnología de condensación por evaporación instantánea, que resuelve el problema técnico de la condensación del dióxido de carbono medio para la refrigeración, hace que la presión de condensación del dióxido de carbono no sea superior a su presión crítica y que el dióxido de carbono se condense y licúe completamente. A través del superenfriamiento multietapa, la temperatura de condensación es muy inferior a su temperatura crítica de 31 grados centígrados.

Según esta realización, se proporciona además un método de refrigeración que utiliza dióxido de carbono como medio basado en un condensador de evaporación instantánea, que incluye las siguientes etapas:

(1) , comprimir el dióxido de carbono gaseoso a alta presión en un evaporador 13 hacia un condensador 11 mediante un compresor 10 para su condensación, para obtener un fluido de dióxido de carbono; en donde el dióxido de carbono gaseoso se condensa mediante un método de condensación por evaporación instantánea, un dispositivo de intercambio de calor y un dispositivo de atomización de líquido están dispuestos en una carcasa cerrada, un ventilador de presión negativa está dispuesto en la carcasa cerrada, se pulveriza un líquido a través del dispositivo de atomización de líquidos a alta presión para formar un líquido atomizado con una gran área superficial específica, y se dispersa en una cámara de alojamiento de la carcasa; bajo el calor radiante generado por el dispositivo de intercambio de calor y la presión negativa generada por el ventilador de presión negativa, pequeñas partículas del líquido atomizado se dispersan y suspenden en un medio gaseoso para formar un aerosol, de modo que las moléculas de agua de una superficie del líquido atomizado se alejan de los cuerpos de las gotas, se transforman en vapor y se llevan el calor; muchas pruebas y aplicaciones han demostrado que el condensador de evaporación instantánea de esta realización puede licuar completamente el dióxido de carbono.

(2) , superenfriando el dióxido de carbono completamente condensado; en donde parte del líquido del separador de gas-líquido absorbe calor para gasificarse y es aspirado por un conjunto de aspiración 15, y a continuación el dióxido de carbono líquido restante se enfría, y el dióxido de carbono líquido se encuentra en un estado superenfriado tras un enfriamiento en varias etapas; en donde la refrigeración multietapa se realiza proporcionando múltiples válvulas de flotador conectadas en serie, el dióxido de carbono líquido pasa a través de las múltiples válvulas de flotador en secuencia, las múltiples válvulas de flotador están conectadas respectivamente al conjunto de aspiración 15, y el dióxido de carbono líquido se enfría secuencialmente bajo una fuerza de aspiración. Tal disposición puede controlar la temperatura requerida del dióxido de carbono líquido.

(3) , introducir el dióxido de carbono líquido superenfriado en un depósito de líquido 12 para su uso.

Haciendo referencia a las FIGS. 9 y 10, el condensador 11 es un condensador de evaporación instantánea, el condensador de evaporación instantánea incluye una carcasa 27, un ventilador de presión negativa 26, un dispositivo de intercambio de calor 28 y un dispositivo de atomización de líquido 29, en donde el ventilador de presión negativa 26 está dispuesto en la carcasa 27, el ventilador de presión negativa 26 forma un entorno de presión negativa dentro de la carcasa 27, el dispositivo de atomización de líquido 29 y el dispositivo de intercambio de calor 28 están dispuestos en la carcasa 27, el dispositivo de atomización de líquido 29 pulveriza un líquido atomizado en la carcasa 27, y el líquido atomizado se evapora en vapor en el entorno de presión negativa para condensar y licuar un medio de dióxido de carbono en el dispositivo de intercambio de calor 28. El dispositivo de intercambio de calor 28 consiste preferentemente en tubos de condensación con aletas, y los tubos de condensación están dispuestos en capas y cruzados y dispuestos con un cierto ángulo de inclinación.

Asimismo, una cantidad de escape del ventilador de presión negativa 26 es mayor que una cantidad de evaporación del líquido atomizado en la carcasa 27. Por un lado, el vapor de la carcasa 27 puede descargarse completamente, para mejorar la eficacia de evaporación del líquido atomizado, y por otro lado, puede mantenerse el entorno de presión negativa en la carcasa 27. Una presión de una cámara de presión estática en la carcasa 27 es inferior a una presión atmosférica ambiente en más de 20 Pa. Una presión de condensación en un tubo de condensación no es superior a una presión crítica del dióxido de carbono, y la presión crítica del dióxido de carbono es de 74 kg/cm2.

Haciendo referencia a la FIG. 9 y a la FIG. 10, entre el ventilador de presión negativa 26 y el dispositivo de intercambio de calor 28 se forma una primera cámara de presión estática 30, entre el dispositivo de atomización de líquido 29 y el dispositivo de intercambio de calor 28 se forma una segunda cámara de presión estática 31, el ventilador de presión negativa 26 forma un entorno de presión negativa en la segunda cámara de presión estática 31, y el dispositivo de atomización de líquido 29 pulveriza el líquido atomizado en la segunda cámara de presión estática 31 para evaporar el líquido atomizado en vapor.

Haciendo referencia a la FIG. 9, el condensador de evaporación instantánea incluye un dispositivo regulador de presión 32, una entrada de gas del dispositivo regulador de presión 32 está dispuesta fuera de la carcasa 27, una salida de aire del dispositivo regulador de presión está dispuesta dentro de la carcasa 27, se envía un flujo de aire regulador a la carcasa 27 mediante el dispositivo regulador de presión 32 para promover el flujo del vapor en la carcasa 27 y formar un aerosol en la carcasa 27.

Haciendo referencia a la FIG. 10, el dispositivo regulador de presión 32 puede ser uno o varios ventiladores, el uno o más ventiladores están dispuestos cerca del dispositivo de atomización de líquido 29, y la rotación del uno o más ventiladores promueve el flujo del vapor y del líquido atomizado en la carcasa 27.

Haciendo referencia a la FIG. 11, el ventilador de presión negativa 26 está conectado a la carcasa 27 a través de una tubería de circulación de vapor 34. De este modo, parte del vapor se reutiliza, y la parte de vapor introducida sustituye a una pequeña cantidad de viento externo como medio de dispersión para suspender las pequeñas gotas de agua atomizadas (una fase de dispersión) para formar un medio de aerosol. Este ejemplo demuestra que el condensador de evaporación instantánea puede seguir funcionando sin introducir viento externo, esto es, se elimina por completo la influencia de la temperatura y la humedad del ambiente exterior sobre el condensador de evaporación instantánea.

Específicamente, el dispositivo de atomización de líquido 29 incluye una tubería de suministro de líquido, la tubería de suministro de líquido está dispuesta en la parte inferior de la carcasa 27, y está en comunicación con un depósito de líquido o una tubería de líquido fuera de la carcasa 27, para suministrar continuamente líquido a la carcasa 27. La tubería de suministro de líquido puede ser una única tubería lineal, o dos o más tuberías dispuestas una al lado de la otra, o una única tubería dispuesta en forma de espiral. Múltiples boquillas de atomización de alta presión se distribuyen en la tubería de suministro de líquido, y el líquido en la tubería de suministro de líquido puede ser rociado a través de las múltiples boquillas de atomización de alta presión para formar un líquido atomizado en forma de niebla, que se dispersa en la cámara de alojamiento. Alternativamente, las múltiples boquillas de atomización de alta presión pueden sustituirse por un atomizador ultrasónico para formar un líquido atomizado. Preferentemente, las múltiples boquillas de atomización de alta presión están dispuestas hacia una dirección en la que se encuentra el dispositivo de intercambio de calor 28, para que el agua atomizada pueda pulverizarse mejor hacia el dispositivo de intercambio de calor 28. Alternativamente, la boquilla de atomización de alta presión también puede sustituirse por un atomizador ultrasónico para formar un líquido atomizado.

En la presente aplicación, el líquido es preferentemente agua, que es económico y rentable. A continuación se ilustra con agua como ejemplo. El dispositivo de atomización de líquido 29 incluye un dispositivo de reposición de agua 33, preferentemente un dispositivo de reposición de agua descalcificada, que puede eliminar sales inorgánicas como el calcio y el magnesio. El agua procesada por el dispositivo de reposición de agua descalcificada no tiene impurezas externas, lo que evita al máximo la formación de incrustaciones en el tubo del condensador y aumenta su vida útil. El dispositivo de atomización de líquidos 29 atomiza cada gota de agua en una gota de aproximadamente 1/500 del volumen original de la gota de agua, para formar niebla de agua micro o nanométrica, lo que aumenta el área de contacto con el aire y acelera la velocidad de evaporación más de 300 veces. El calor absorbido por las gotas de agua refinadas de líquido a gas es unas 540 veces el calor absorbido por el agua cuando ésta se calienta 1 grado centígrado, lo que puede absorber una gran cantidad de calor y mejorar considerablemente el efecto de intercambio térmico.

Excepto el dispositivo regulador de presión 32, la carcasa 27 está en un estado cerrado, y el ambiente en la carcasa 27 puede mantenerse en un estado estable de baja temperatura, y la temperatura es inferior a una temperatura crítica de licuefacción del dióxido de carbono. El principio básico de refrigeración del condensador cerrado de evaporación instantánea es el siguiente: en un entorno cerrado, se promueve la evaporación del agua de líquido a gas, para liberar la capacidad de frío. Los principales factores que favorecen la evaporación del agua son los siguientes: (1), cuanto mayor es el área superficial del agua, más fácilmente se evapora el agua; (2) cuanto mayor sea el valor de presión negativa del entorno, más fácilmente se separan unas moléculas de agua de otras para formar vapor; (3) cuanto mayor sea la temperatura, más rápida es la evaporación del agua.

Basándose en el principio de refrigeración anterior, el esquema específico del condensador cerrado de evaporación instantánea para promover la evaporación del agua de líquido a gas es el siguiente.

En primer lugar, el dispositivo de atomización del agua atomiza el agua en pequeñas gotas de niebla, lo que aumenta enormemente el área superficial del agua nebulizada y puede acelerar la evaporación. Además, el agua nebulizada se mueve activamente y puede flotar en la carcasa 27, lo que acelera el intercambio de calor y la evaporación.

En segundo lugar, la carcasa 27 coopera con el ventilador de presión negativa 26, de modo que la segunda cámara de presión estática 31 y la primera cámara de presión estática 30 de la carcasa 27 mantengan siempre un entorno de presión negativa, y una presión en la segunda cámara de presión estática 31 sea inferior a una presión atmosférica ambiente en más de 20 Pa. En este caso, las moléculas de agua de la superficie de la pequeña gota de niebla atomizada tienen más probabilidades de salir del cuerpo de la gota de niebla y transformarse en vapor. La presión atmosférica ambiente se refiere aquí al valor de la presión atmosférica ambiente del entorno de trabajo donde se encuentra el condensador cerrado de evaporación instantánea.

En tercer lugar, el refrigerante de dióxido de carbono que fluye hacia el condensador 11 absorbe la capacidad de frío y libera calor en la carcasa 27 para completar el intercambio de calor. En este momento, el condensador 11 genera calor radiante. Por lo tanto, cuando las gotas de niebla se acercan al condensador 11, la evaporación puede acelerarse bajo la acción del calor radiante, y el calor del refrigerante de dióxido de carbono puede absorberse aún más para enfriar el refrigerante de dióxido de carbono.

Además, cuando las pequeñas gotas de niebla que no se han evaporado completamente en vapor pasan a través del condensador 11, las pequeñas gotas de niebla también pueden intercambiar calor al entrar en contacto directo con el condensador 11, de modo que consiguen un efecto de enfriamiento y refrigeración auxiliar. Puesto que el volumen del agua atomizada en gotas de niebla se hace más pequeño, es más fácil que se disperse y flote, lo que acelera la fluidez de las gotas de niebla y puede completar rápidamente el intercambio de calor con el condensador 11. Además, la mayoría de las gotas de niebla de pequeño volumen en el proceso de intercambio de calor por contacto directo absorben el calor y se evaporan en vapor, lo que mejora enormemente la eficiencia de refrigeración.

Por último, cabe señalar particularmente que, a diferencia de un intercambiador de calor refrigerado por aire existente, la carcasa 27 utilizada en el condensador cerrado de evaporación instantánea está cerrada, y la carcasa 27 está configurada para evitar que el viento exterior entre en la carcasa 27 y evitar que el viento exterior excesivo entre en la carcasa 27, lo que afecta a la evaporación del agua atomizada en la carcasa 27. Por el contrario, el intercambiador de calor refrigerado por aire existente intercambia calor y refrigera mediante el aire que circula por el condensador 11 del intercambiador de calor refrigerado por aire. Por lo tanto, cuanto mayor es la cantidad de aire que entra en la carcasa 27, mejor es el efecto de refrigeración del intercambiador de calor refrigerado por aire.

Debe agregarse que la carcasa 27 anterior no equivale a una carcasa 27 completamente sellada. En la producción real, puede haber huecos entre placas o entre placas y componentes. Cuando el ventilador de presión negativa 26 sale al exterior, el aire del ambiente exterior puede entrar en la carcasa 27 a través de los huecos. Esta pequeña cantidad de entrada de aire puede no afectar al entorno general de presión negativa en la carcasa 27. Regulando una velocidad de rotación del ventilador de presión negativa 26 o del dispositivo regulador de presión 32, el entorno de presión negativa de la carcasa 27 puede mantenerse a una presión relativamente estable, que puede no afectar al efecto de evaporación del agua atomizada, esto es, puede no afectar al efecto de refrigeración del condensador cerrado de evaporación instantánea.

Favoreciendo la evaporación del agua atomizada en el entorno cerrado de presión negativa, el condensador cerrado de evaporación instantánea reduce la temperatura global de la carcasa 27 por debajo de la temperatura crítica de licuefacción del dióxido de carbono, que favorece la licuefacción del dióxido de carbono y mejora la eficiencia de refrigeración del sistema.

Específicamente, la solución del condensador cerrado de evaporación instantánea como se muestra en la FIG. 9 incluye una carcasa 27. La carcasa 27 es rectangular y está definida por placas, y en su interior se forma una cámara de alojamiento. El dispositivo de atomización de agua está situado en la parte inferior de la cámara de alojamiento, el ventilador de presión negativa 26 está situado en la parte superior de la cámara de alojamiento, y el dispositivo de intercambio de calor 28 está situado en el centro de la cámara de alojamiento. El dispositivo de intercambio de calor 28 está dispuesto entre el dispositivo de atomización de agua y el ventilador de presión negativa 26. Preferentemente, el dispositivo de intercambio de calor 28 es un tubo de condensación tipo serpentín, y el refrigerante de dióxido de carbono se enfría y condensa por medio del tubo de condensación tipo serpentín.

La segunda cámara de presión estática 31 está formada entre el dispositivo de intercambio de calor 28 y el dispositivo de atomización de agua, y la primera cámara de presión estática 30 está formada entre el dispositivo de intercambio de calor 28 y el ventilador de presión negativa 26. El ventilador de presión negativa 26 descarga continuamente el gas contenido en la carcasa 27 hacia el exterior de la carcasa 27, de manera que se forme un entorno de presión negativa uniforme y estable en la segunda cámara de presión estática 31 y en la primera cámara de presión estática 30.

El dispositivo de atomización de agua pulveriza el agua atomizada en la segunda cámara de presión estática 31, y el agua atomizada se evapora rápidamente en el entorno de presión negativa de la segunda cámara de presión estática 31, se transforma de la fase de agua nebulizada en vapor y absorbe calor, lo que reduce la temperatura ambiente en la carcasa 27. El refrigerante de dióxido de carbono en el dispositivo de intercambio de calor 28 absorbe la capacidad de frío al pasar por el entorno de baja temperatura en la carcasa 27, lo que reduce la temperatura del refrigerante de dióxido de carbono.

Dado que también es un entorno de presión negativa en la primera cámara de presión estática 30, el vapor evaporado en la segunda cámara de presión estática 31 puede entrar en la primera cámara de presión estática 30 a través del dispositivo de intercambio de calor 28, y luego ser descargado fuera de la carcasa 27 a través del ventilador de presión negativa 26. De este modo, el agua atomizada en la segunda cámara de presión estática 31 se evapora continuamente en vapor, y libera capacidad de frío, y el vapor se descarga continuamente fuera de la carcasa 27 a través del ventilador de presión negativa 26 para completar la refrigeración.

Asimismo, el dispositivo regulador de presión 32 puede favorecer el flujo del vapor y del agua atomizada en la carcasa 27. Específicamente, el dispositivo regulador de presión 32 incluye un tubo delgado, que está dispuesto cerca del dispositivo de atomización de agua. Un primer extremo del tubo es un extremo cerrado, que se extiende dentro de la segunda cámara de presión estática 31. Un segundo extremo del tubo es un extremo abierto, que se encuentra fuera de la carcasa 27. En una parte de la tubería situada en el interior de la segunda cámara de presión estática 31, se distribuyen múltiples salidas de aire en una pared de tuberías. Mientras funciona el condensador cerrado de evaporación instantánea, una pequeña cantidad de aire exterior puede entrar en la tubería a través del segundo extremo de la tubería, y soplar al dispositivo de atomización de agua a través de las múltiples salidas de aire, para acelerar el flujo del agua atomizada y el vapor en la segunda cámara de presión estática 31 y promover la evaporación del agua atomizada y la descarga del vapor.

En el extremo abierto del segundo extremo del tubo hay una tapa de estanqueidad. Cuando no hay necesidad de promover el flujo del agua atomizada y el vapor en la segunda cámara de presión estática 31, la tapa de estanqueidad puede añadirse para bloquear la entrada de aire, y el dispositivo regulador de presión 32 está cerrado. Además de eso, se puede ajustar el grado de estanqueidad de la tapa de estanqueidad, para controlar la cantidad de aire de entrada, ajustando así el grado de flujo del agua atomizada y del vapor en la segunda cámara de presión estática 31.

Debe agregarse que, basándose en el principio básico de refrigeración del condensador cerrado de evaporación instantánea, la carcasa 27 debe impedir la entrada del viento natural en la carcasa 27, lo que no entra en conflicto con el dispositivo regulador de presión 32. En primer lugar, aunque el dispositivo regulador de presión 32 permite que el viento natural externo entre en la carcasa 27, la cantidad de aire de entrada es muy pequeña, siendo similar al viento natural anterior que entra por el hueco entre placas de la carcasa 27, y no afectará al funcionamiento normal del dispositivo. En segundo lugar, el dispositivo regulador de presión 32 está dispuesto para promover el flujo del agua atomizada y del vapor después de la evaporación del agua a través del movimiento del microflujo de aire, lo que acelera el desplazamiento del vapor desde la segunda cámara de presión estática 31 hacia la primera cámara de presión estática 30 y favorece, por un lado, la descarga del vapor y, por otro, la evaporación del agua atomizada. Dicho de otra manera, la pequeña cantidad de viento natural que entra en la carcasa 27 a través del dispositivo regulador de presión 32 no puede conseguir el efecto de enfriar el condensador 11, que es esencialmente diferente del intercambiador de calor refrigerado por aire existente.

El condensador de evaporación instantánea tiene los siguientes efectos técnicos.

(1) , favoreciendo la evaporación del líquido atomizado en el entorno cerrado de presión negativa, se reduce la temperatura global del entorno cerrado. El dispositivo de intercambio de calor 28 puede conseguir el efecto de refrigeración por radiación en un entorno de baja temperatura, que no se ve afectado por la temperatura y la humedad del viento natural exterior, y puede utilizarse en diversas zonas con distintos entornos.

En el entorno de presión negativa, las pequeñas partículas del agua atomizada se dispersan y suspenden en el medio gaseoso para formar un sistema de dispersión coloidal, formando el aerosol. Dado que el medio de dispersión del aerosol es gas con una viscosidad pequeña, la diferencia de densidad entre la fase dispersa y el medio de dispersión es grande, las partículas se unen con extrema facilidad cuando chocan, y además debido a la volatilización de las partículas líquidas, el aerosol tiene su regularidad única. Las partículas de aerosol tienen una superficie específica y una energía superficial considerables, que puede evaporar el agua licuada rápidamente y mejorar el efecto de refrigeración. En una aplicación práctica, considerando que el viento exterior es fácil de obtener, se introduce una pequeña cantidad de viento como medio gaseoso para la suspensión de las pequeñas partículas del agua atomizada. Para comprobar que el condensador de evaporación instantánea no se ve afectado por la temperatura y la humedad de una pequeña cantidad de aire que entra del exterior, parte del vapor puede introducirse desde una salida del ventilador de presión negativa como medio gaseoso, como se muestra en la FIG. 11.

El agua atomizada generada por el dispositivo de atomización de agua se evapora instantáneamente en el entorno de presión negativa de la cámara de alojamiento, se transforma de fase agua-niebla en vapor y absorbe calor, reducir la temperatura ambiente en la carcasa 27. El vapor evaporado instantáneamente del agua atomizada puede descargarse fuera de la carcasa 27 a través del ventilador de presión negativa 26. Por lo tanto, el agua atomizada en la cámara de alojamiento se evapora continuamente en vapor y libera capacidad de frío. El vapor se descarga continuamente fuera de la carcasa 27 a través del ventilador de presión negativa 26 para completar la refrigeración. El entorno de baja temperatura de la carcasa 27 puede utilizarse para enfriar y reducir la temperatura de una sustancia.2

(2) , dado que el intercambio de calor por convección con el ambiente externo no es necesario en el proceso de refrigeración, el condensador cerrado de evaporación instantánea según la presente aplicación tiene una pequeña capacidad instalada, y todo el equipo ocupa un espacio reducido, lo que es conveniente para el montaje y ahorra espacio.

(3), el condensador cerrado de evaporación instantánea según la presente aplicación realiza la refrigeración completamente a través de la evaporación del agua atomizada. El proceso de transformación del agua de líquido a gas puede liberar la capacidad de frío para la refrigeración, y la temperatura del vapor descargado por el equipo no puede elevarse. Por lo tanto, en el proceso de refrigeración, en realidad no se emite calor a la atmósfera y no se formará el efecto isla de calor. El sistema de refrigeración tiene una alta eficiencia de refrigeración y un efecto de refrigeración estable y fiable.

Tercera realización

El contenido de esta encarnación incluye las soluciones técnicas de la primera y segunda realizaciones. Basándose en la primera y la segunda realizaciones, esta realización realiza la refrigeración con el medio de dióxido de carbono, y también se puede cambiar a un modo de calentamiento por medio de una válvula de inversión cuatridireccional, tal y como se muestra en las FIGS. 16 y 17. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono incluye una primera válvula de inversión cuatridireccional 35, una segunda válvula de inversión cuatridireccional 36 y una tercera válvula de inversión cuatridireccional 37; en donde cuatro salidas de la primera válvula de inversión cuatridireccional 35 están conectadas respectivamente a una entrada del condensador 11, una entrada del compresor 10, una salida del compresor 10 y una salida del evaporador 13 a través de una tubería de gas; dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional 36 están conectadas respectivamente a una salida del condensador 11 y a una entrada del separador de gas-líquido 14 (o a una entrada del depósito de líquido 12) a través de la tubería de gas, y las otras dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional están conectadas respectivamente a dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional 37; dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional 37 están conectadas respectivamente a una salida del depósito de líquido 12 y a una entrada del evaporador 13, y las otras dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional están conectadas respectivamente a las otras dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional 36.

La FIG. 16 es un diagrama esquemático que muestra una dirección de flujo de dióxido de carbono en un modo de refrigeración. En el modo de refrigeración, la primera válvula de inversión cuatridireccional 35 comunica la salida del compresor 10 con la entrada del condensador 11, y comunica la salida del evaporador 13 con la entrada del compresor 10; la segunda válvula de inversión cuatridireccional 36 comunica la salida del condensador 11 con la entrada del separador de gas-líquido 14 (o la entrada del depósito de líquido 12), y otras dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional comunican con la tercera válvula de inversión cuatridireccional 37; la tercera válvula de inversión cuatridireccional 37 comunica la salida del depósito de líquido 12 con la entrada del evaporador 13, y otras dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional comunican con la segunda válvula de inversión cuatridireccional 36.

La FIG. 17 es un diagrama esquemático que muestra una dirección de flujo de dióxido de carbono en un modo de calentamiento. En el modo de calentamiento, la primera válvula de inversión cuatridireccional 35 comunica la salida del compresor 10 con el evaporador 13, y comunica la entrada del condensador 11 con la entrada del compresor 10; la segunda válvula de inversión cuatridireccional 36 comunica la salida del condensador 11 con la tercera válvula de inversión cuatridireccional 37, y comunica la tercera válvula de inversión cuatridireccional 37 con la entrada del separador de gas-líquido 14 (o la entrada del depósito de líquido 12); la tercera válvula de inversión cuatridireccional 37 comunica la salida del depósito de líquido 12 con la segunda válvula de inversión cuatridireccional 36, y comunica el evaporador 13 con la segunda válvula de inversión cuatridireccional 36.

Debido a la alta presión característica del dióxido de carbono, la válvula de inversión cuatridireccional existente soporta una presión limitada y no es adecuada para el sistema de refrigeración por dióxido de carbono. Por lo tanto, es necesario diseñar una válvula de inversión cuatridireccional capaz de adaptarse a un sistema de refrigeración por dióxido de carbono con una gran diferencia de presión. Haciendo referencia a la FIG. 12 y a la FIG. 13, la válvula de inversión cuatridireccional incluye un cuerpo de válvula, una primera salida 352, una segunda salida 353, una tercera salida 354 y una cuarta salida 355 están definidas en el cuerpo de la válvula, un paso de gas está definido en el interior del cuerpo de la válvula, el paso de gas comunica con la primera salida 352, la segunda salida 353, la tercera salida 354 y la cuarta salida 355, el cuerpo de la válvula incluye una placa de sellado superior 350 y una placa de sellado inferior 351 que cooperan entre sí, y es conveniente para el montaje y el mantenimiento. En el cuerpo de la válvula hay una tapa de válvula 364, que puede abrirse para observar el interior de la válvula de inversión cuatridireccional.

Un primer conjunto de núcleo de válvula 356 y un segundo conjunto de núcleo de válvula 357 se proporcionan en el cuerpo de la válvula, y el primer conjunto de núcleo de válvula 356 y el segundo conjunto de núcleo de válvula 357 pueden moverse dentro del cuerpo de la válvula para cambiar una relación de comunicación entre las salidas; y los conjuntos de núcleo de válvula pueden moverse mediante una base de fijación por resorte 358. Cada uno de los conjuntos del primer núcleo de la válvula y del segundo núcleo de la válvula incluye un resorte 359, dos núcleos de válvula 360, una varilla roscada 361, un tubo de válvula 362 y un casquillo del eje 363, en donde dos extremos de la varilla roscada 361 están conectados respectivamente a los dos núcleos de válvula 360, un extremo del resorte 359 está conectado a uno de los dos núcleos de válvula 360, y otro extremo del resorte está conectado a la base de fijación del resorte 358, el tubo de válvula 362 está encamisado en la varilla roscada 361, un lado del tubo de válvula 362 orientado hacia la salida tiene una estructura abierta, la estructura abierta permite la entrada de gas en el interior de la válvula de inversión cuatridireccional, el casquillo del eje 363 está dispuesto en el núcleo de la válvula 360, y el casquillo del eje 363 coopera con el tubo de la válvula 362 para impedir el paso del dióxido de carbono gaseoso, que desempeña un papel de sellado.

El cuerpo de la válvula incluye una entrada de fuente de gas de potencia 365, la entrada de la fuente de gas de potencia 365 está conectada a una fuente de gas de potencia de alta presión (no mostrada), y los conjuntos de núcleo de válvula son empujados a moverse a través de la cooperación del cambio de presión de gas y el resorte, para conmutar una relación de comunicación entre las salidas. La conmutación de las funciones de refrigeración y calentamiento se realiza mediante un encendido y apagado de la fuente de gas de alta presión. La potencia del gas de alta presión es un pequeño gas derivado que se extrae de la salida del compresor. Esta pequeña tubería de gas de derivación está provista de una electroválvula, y se divide en dos ramas detrás de la válvula solenoide y se conecta a la entrada de la fuente de gas de alimentación 365 en la placa de sellado superior 350. Haciendo referencia a la FIG.

14, el calentamiento se consigue cuando el primer conjunto de núcleo de válvula 356 se arrastra hacia la izquierda y el segundo conjunto de núcleo de válvula 357 se arrastra hacia la derecha. Haciendo referencia a la FIG. 15, durante la refrigeración, la electroválvula montada en la tubería de gas de ramal pequeño se abre eléctricamente, y en un caso en que una presión de la fuente de gas introducida es mayor que una fuerza de resorte, la refrigeración se consigue cuando el primer conjunto de núcleo de válvula 356 se arrastra hacia la derecha y el segundo conjunto de núcleo de válvula 357 se arrastra hacia la izquierda. Todo el proceso de conmutación es sencillo y fiable.

El sistema de refrigeración por dióxido de carbono se utiliza como un acondicionador de aire configurado para ajustar la temperatura interior, o una fuente de frío de una cámara frigorífica o de congelación rápida.

Cuarta realización

Sobre la base de las realizaciones anteriores, haciendo referencia a la FIG. 20, esta realización proporciona un sistema de refrigeración por dióxido de carbono de una sola etapa que incluye una válvula de presión diferencial de rebose, que incluye un evaporador 13, un compresor 10, un condensador 11 y un depósito de líquido 12 conectados en una secuencia enumerada. En vista de que una presión de condensación en el condensador 11 puede ser demasiado baja o demasiado alta, es necesario controlar una diferencia de presión y una presión de condensación. En esta realización, una válvula de presión diferencial de rebose 38 está dispuesta entre el condensador 11 y el depósito de líquido 12, como se muestra en la FIG. 22. La válvula de presión diferencial de rebose 38 incluye un alojamiento de válvula de presión diferencial 382, una junta de estanqueidad 380, una entrada de válvula de presión diferencial 383 y una salida de válvula de presión diferencial 384. La entrada de la válvula de presión diferencial 383 está en comunicación con la salida del condensador 11, y la salida de la válvula de presión diferencial 384 está en comunicación con el depósito de líquido 12. La junta de estanqueidad 380 está dispuesta en una cámara formada en el interior del alojamiento de la válvula de presión diferencial 382, la entrada de la válvula de presión diferencial 383 y la salida de la válvula de presión diferencial 384 están ambas en comunicación con la cámara formada dentro del alojamiento de la válvula de presión diferencial 382, y la junta de estanqueidad 380 es movible en el alojamiento de la válvula de presión diferencial 382 según un cambio de presión para realizar la comunicación u oclusión entre la entrada de la válvula de presión diferencial 383 y la salida de la válvula de presión diferencial 384.

Específicamente, la válvula de presión diferencial de rebose 38 incluye además un resorte de válvula de presión diferencial 381, en donde un extremo del resorte de la válvula de presión diferencial 381 está conectado a la junta de estanqueidad 380, otro extremo del resorte de la válvula de presión diferencial se fija en la carcasa de la válvula de presión diferencial 382, una forma de la junta de estanqueidad 380 coincide con una forma de sección de la cámara formada dentro del alojamiento de la válvula de presión diferencial 382, y la junta de estanqueidad 380 se mueve hacia delante y hacia atrás con la compresión o liberación del resorte de la válvula de presión diferencial 381. Una posición relativa de la junta de estanqueidad 380 y del resorte de la válvula de presión diferencial 381 determina un valor de presión diferencial del dióxido de carbono líquido que sale del condensador 11. En caso de que cambie la diferencia de presión, se rompe el equilibrio de fuerzas del resorte 381 de la válvula de presión diferencial, que acciona el movimiento de la junta de estanqueidad 380 y controla el valor de la presión diferencial controlada para que sea un valor establecido.

En caso de que la presión del condensador 11 sea demasiado baja, una presión en un lado de la entrada de la válvula de presión diferencial 383 de la válvula de presión diferencial de rebose 38 es relativamente baja. En este momento, la resistencia recibida por la junta de estanqueidad 380 y el resorte de la válvula de presión diferencial 381 en la válvula de presión diferencial de rebose 38 es pequeña, y el resorte de la válvula de presión diferencial 381 se libera, de modo que la junta de estanqueidad 380 esté situada entre la entrada 383 y la salida 384 de la válvula de presión diferencial de rebose 38, esto es, la válvula de presión diferencial de rebose 38 está en estado cerrado. Cuando la válvula de presión diferencial de rebose 38 está cerrada, el refrigerante de dióxido de carbono del condensador 11 no puede descargarse a través de la válvula de presión diferencial de rebose 38, lo que puede aumentar la presión en el condensador 11, para aumentar la presión de condensación en el condensador 11.

En caso de que la presión en el condensador 11 aumente gradualmente, la presión recibida por la junta de estanqueidad 380 y el resorte de la válvula de presión diferencial 381 en la válvula de presión diferencial de rebose 38 también aumenta gradualmente. En este momento, el resorte de la válvula de presión diferencial 381 se comprime gradualmente, y la junta de estanqueidad 380 se desplaza gradualmente hacia una porción inferior de la válvula de presión diferencial de rebose 38. En caso de que la presión en el condensador 11 aumente hasta una presión de condensación adecuada para el funcionamiento (superior a la presión de evaporación en 30 kg/cm2 a 40 kg/cm2), la junta de estanqueidad 380 se desplaza hacia la parte inferior de la salida 384 de la válvula de presión diferencial de rebose 38, de modo que la entrada 383 esté en comunicación con la salida 384 de la válvula de presión diferencial de rebose 38. En este momento, la válvula de presión diferencial de rebose 38 está en estado abierto, y el refrigerante de dióxido de carbono puede descargarse a través de la salida 384 de la válvula de presión diferencial de rebose 38 y entrar en el depósito de líquido 12.

A medida que el refrigerante de dióxido de carbono se descarga a través de la válvula de presión diferencial de rebose 38, la presión de condensación en el condensador 11 disminuye gradualmente. En caso de que la presión de condensación sea demasiado baja, la junta de estanqueidad 380 es empujada por el resorte de la válvula de presión diferencial 381 para desplazarse de nuevo a una porción superior de la salida 384 de la válvula de presión diferencial de rebose 38, para que la válvula de presión diferencial de rebose 38 esté cerrada. El proceso anterior se repite cíclicamente, para que la presión en el condensador 11 se mantenga en todo momento en un intervalo adecuado, que garantice el funcionamiento eficaz del condensador 11.

Cabe señalar en particular que el sistema de refrigeración por dióxido de carbono existente tiene un efecto de condensación no ideal del dióxido de carbono debido a la insuficiente eficiencia de condensación del condensador 11, y la presión de condensación en el condensador 11 es a menudo demasiado alta. Para detectar y controlar la presión de condensación, diferente del sistema de refrigeración por dióxido de carbono existente, esta realización utiliza preferentemente una válvula mecánica de presión diferencial de rebose 38. La presión de condensación del condensador 11 se controla y ajusta mediante la válvula mecánica de presión diferencial de rebose 38, para mantener la presión de condensación en un intervalo adecuado. La válvula mecánica de presión diferencial de rebose 38 tiene una estructura sencilla, bajo coste, fácil mantenimiento, y puede garantizar el funcionamiento seguro y eficiente del sistema de refrigeración por dióxido de carbono de una sola etapa según la presente solicitud. La válvula mecánica de presión diferencial de rebose 38 puede ajustar la presión de condensación en el condensador 11, para mantener la presión de condensación en un intervalo adecuado y garantizar el funcionamiento normal del sistema. Además, la válvula mecánica de presión diferencial de rebose 38 tiene un cierto efecto estrangulador, que puede reducir la presión del dióxido de carbono por etapas y garantizar el funcionamiento seguro y eficaz del sistema.

Haciendo referencia a la FIG. 21, el sistema de refrigeración de esta realización incluye además un conjunto de aspiración 15. El conjunto de aspiración 15 es un tubo de Venturi, y la estructura del tubo de Venturi es la misma que la estructura de la primera realización.

Si hay refrigerante líquido en el compresor 10 que gira a gran velocidad, el compresor 10 sufrirá graves daños. Por lo tanto, para garantizar un funcionamiento seguro, un sistema convencional de refrigeración de expansión directa generalmente controla el flujo del refrigerante que entra en el evaporador 13 ajustando un grado de apertura de una válvula de expansión 17, para que el refrigerante se gasifique completamente en el evaporador 13. Sin embargo, este método de suministro de líquido no puede aprovechar al máximo el área de intercambio de calor del evaporador 13, que afecta a la eficiencia de refrigeración del sistema.

Específicamente, como se muestra en la FIG. 22, el sistema de refrigeración por dióxido de carbono de esta realización incluye un cilindro de circulación de baja presión 39, en donde una salida de líquido del cilindro de circulación a baja presión 39 está en comunicación con un extremo de entrada del evaporador 13, un extremo de salida del evaporador 13 está en comunicación con el cilindro de circulación de baja presión 39, y una salida de gas del cilindro de circulación de baja presión 39 está en comunicación con el compresor 10. La válvula de expansión reguladora 17 está dispuesta entre el cilindro de circulación de baja presión 39 y el depósito de líquido 12. Con tal disposición, se puede ajustar el grado de apertura de la válvula de expansión reguladora 17 y aumentar el caudal del dióxido de carbono líquido, de forma que una parte del líquido a baja temperatura que no se ha evaporado completamente permanece en el extremo de salida del evaporador 13. De este modo, el área de intercambio de calor del evaporador 13 puede aprovecharse al máximo. La parte del dióxido de carbono líquido que no se evapora completamente se almacena temporalmente en el cilindro de circulación de baja presión 39 y no entrará en el compresor 10, que no sólo aprovecha al máximo la superficie de intercambio térmico del evaporador 13, sino que también garantiza el funcionamiento seguro del sistema. Además, en el cilindro de circulación de baja presión 39 puede haber un indicador de nivel de líquido (no representado en la figura), que está configurado para medir un nivel de líquido del dióxido de carbono líquido en el cilindro de circulación de baja presión 39.

El proceso de funcionamiento del sistema de circulación de refrigerante se describe en detalle a continuación con referencia a la descripción anterior: se ajusta el grado de apertura de la válvula de expansión 17, se incrementa el flujo del dióxido de carbono líquido y se aprovecha al máximo el área de intercambio de calor del evaporador 13. En este momento, el dióxido de carbono gaseoso a baja presión y el dióxido de carbono líquido a baja presión que no se ha evaporado completamente salen por el extremo de salida del evaporador 13. La mezcla dióxido de carbono gas-líquido que sale por el extremo de salida del evaporador 13 entra en el cilindro de circulación de baja presión 39 para completar la separación gas-líquido. El refrigerante gaseoso de dióxido de carbono es aspirado por el compresor 10, y el refrigerante dióxido de carbono líquido se almacena temporalmente en el cilindro de circulación de baja presión 39. Cuando el refrigerante dióxido de carbono líquido en el cilindro de circulación de baja presión 39 se acumula hasta cierta cantidad, el indicador de nivel de líquido alcanza un límite superior establecido, y se reduce o suspende el suministro de dióxido de carbono líquido.

La estructura del cilindro de circulación de baja presión 39 puede aprovechar al máximo el área de intercambio de calor del evaporador 13, lo que aumenta el efecto de intercambio de calor, mejora la eficiencia de refrigeración del sistema y garantiza su funcionamiento seguro. Además, la estructura del sistema de circulación de refrigerante es sencilla, cómoda de controlar, y el funcionamiento es estable y fiable.

En la descripción del presente documento de patente, cabe señalar que las relaciones de orientación o posición indicadas por términos tales como "delantero/trasero", "arriba/abajo", "izquierda/derecha", "vertical/horizontal", "interior/exterior" y similares se basan en la orientación o relaciones de posición mostradas en los dibujos, y son meramente para la conveniencia de describir la presente aplicación y la simplificación de la descripción, y no indican o implican que el dispositivo o elemento al que se hace referencia deba tener una orientación particular, o ser configurado y operado en una orientación particular, y por lo tanto no debe interpretarse como una limitación al alcance de la presente aplicación. Además, los términos tales como "primero", "segundo", "tercero" y similares son meramente descriptivos y no deben interpretarse en el sentido de que indican o implican una importancia relativa. Por conveniencia de la descripción, los términos "izquierda", "derecha", "arriba" y "abajo" a los que se hace referencia a continuación son coherentes con las direcciones izquierda, derecha, arriba y abajo de los dibujos, pero no limitan la estructura de la presente solicitud.

En la descripción del presente documento de patente, cabe señalar que, a menos que se especifique y defina explícitamente lo contrario, términos tales como "instalación", "unión", "conexión", "comunicación", se deberían entender en un sentido amplio, por ejemplo, los términos pueden implicar una conexión fija, una conexión separable o una conexión integral; una conexión mecánica o una conexión eléctrica; una conexión directa, una conexión indirecta a través de un medio intermedio, o una comunicación interna entre dos componentes. Para los expertos en la materia, el significado específico de los términos anteriores en la presente solicitud puede entenderse a la luz de circunstancias específicas.

Para finalizar, cabe señalar que, las realizaciones anteriores se utilizan únicamente para ilustrar las soluciones técnicas de la presente invención y no para limitar el ámbito de protección de la presente invención, que se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de refrigeración por dióxido de carbono que comprende un compresor (10), un condensador (11), un depósito de líquido (12), un separador de gas-líquido (14) y un evaporador (13) que están conectados en una secuencia enumerada; en donde, un conjunto de aspiración (15) está dispuesto entre el compresor (10) y el condensador (11), el conjunto de aspiración (15) está en comunicación con el depósito de líquido (12) o con un separador de gas-líquido (14), el separador de gas-líquido (14) está dispuesto entre el condensador (11) y el depósito de líquido (12), y el conjunto de aspiración (15) está configurado para aspirar dióxido de carbono gaseoso en el depósito de líquido (12) o en el separador de gas-líquido (14) de vuelta a una tubería entre el compresor (10) y el condensador (11),

caracterizado por que

el condensador (11) es un condensador de evaporación instantánea (11), el condensador de evaporación instantánea (11) comprende una carcasa (27), un ventilador de presión negativa (26), un dispositivo de intercambio de calor (28) y un dispositivo de atomización de líquido (29), en donde el ventilador de presión negativa (26) está dispuesto en la carcasa (27), el ventilador de presión negativa (26) está configurado para formar un entorno de presión negativa dentro de la carcasa (27), el dispositivo de atomización de líquido (29) y el dispositivo de intercambio de calor (28) están dispuestos en la carcasa (27), el dispositivo de atomización de líquido (29) está configurado para pulverizar un líquido atomizado en la carcasa (27), y el líquido atomizado se evapora en vapor en el entorno de presión negativa para condensar y licuar completamente un medio de dióxido de carbono en el dispositivo de intercambio de calor (28), entre el ventilador de presión negativa (26) y el dispositivo de intercambio térmico (28) se forma una primera cámara de presión estática (30), entre el dispositivo de atomización de líquido (29) y el dispositivo de intercambio de calor (28) se forma una segunda cámara de presión estática (31), el ventilador de presión negativa (26) está configurado para formar un entorno de presión negativa en la segunda cámara de presión estática (31), y el dispositivo de atomización de líquido (29) está configurado para pulverizar el líquido atomizado en la segunda cámara de presión estática (31) para evaporar el líquido atomizado en vapor; y

el condensador de evaporación instantánea (11) comprende un dispositivo regulador de presión (32), una entrada de gas del dispositivo regulador de presión (32) está dispuesta fuera de la carcasa (27), una salida de aire del dispositivo regulador de presión (32) está dispuesta dentro de la carcasa (27), se envía un flujo de aire regulador a la carcasa (27) por medio del dispositivo regulador de presión (32) para promover el flujo del vapor en la carcasa (27) y formar un aerosol en la carcasa (27); o el dispositivo regulador de presión (32) es uno o más ventiladores, y el uno o más ventiladores están dispuestos cerca del dispositivo de atomización de líquido (29); o el dispositivo regulador de presión (32) es un ventilador de presión negativa (26) conectado a la carcasa (27) a través de una tubería de circulación de vapor.

2. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 1, en donde el conjunto de aspiración (15) comprende un primer puerto (150), un segundo puerto (151) y un tercer puerto (152), el primer puerto (150) está en comunicación con el compresor (10), el segundo puerto (151) está en comunicación con el condensador (11), y el tercer puerto (152) está en comunicación con el depósito de líquido (12) o el separador de gas-líquido (14).

3. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 1, en donde el conjunto de aspiración (15) es un tubo de Venturi o un grupo de Venturi con una pluralidad de tubos de Venturi conectados en paralelo, y el separador de gas-líquido (14) es una válvula de flotador o un grupo de válvulas de flotador con una pluralidad de válvulas de flotador conectadas en serie.

4. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 2, en donde el conjunto de aspiración (15) comprende una válvula tridireccional y una bomba de presión negativa (156), la bomba de presión negativa (156) está dispuesta en una tubería que comunica el tercer puerto (152) con el depósito de líquido (12) o el separador de gas-líquido (14), y la bomba de presión negativa (156) está configurada para generar una presión negativa establecida en el depósito de líquido (12) o el separador de gas-líquido (14).

5. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 3, en donde el tubo de Venturi comprende un segmento estrechado (153), un segmento de garganta (154) y un segmento acampanado (155) que están conectados en una secuencia enumerada; y

la válvula de flotador comprende dos puertos dispuestos en la parte inferior y un puerto dispuesto en la parte superior.

6. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 3, en donde

el sistema de refrigeración por dióxido de carbono comprende un primer tubo de Venturi (20) y una primera válvula de flotador (23), en donde el primer tubo de Venturi (20) está dispuesto en la tubería entre el compresor (10) y el condensador (11), la primera válvula de flotador (23) está dispuesta en una tubería entre el condensador (11) y el depósito de líquido (12), y un segmento de garganta (154) de conexión del primer tubo de Venturi (20) está conectado a la primera válvula de flotador (23); o

el sistema de refrigeración por dióxido de carbono comprende un primer tubo de Venturi (20), una primera válvula de flotador (23), un segundo tubo de Venturi (21) y una segunda válvula de flotador (24), en donde el primer tubo de Venturi (20) está dispuesto en una tubería entre el compresor (10) y el condensador (11), la primera válvula de flotador (23) y la segunda válvula de flotador (24) están conectadas en serie en una tubería entre el condensador (11) y el depósito de líquido (12), un puerto de conexión del segmento de garganta (154) del primer tubo de Venturi (20) está conectado a la primera válvula de flotador (23), el segundo tubo de Venturi (21) está dispuesto entre la primera válvula de flotador (23) y el condensador (11), y un segmento de garganta (154) de conexión del segundo tubo de Venturi (21) está conectado a la segunda válvula de flotador (24); o

el sistema de refrigeración por dióxido de carbono comprende un primer tubo de Venturi (20), una primera válvula de flotador (23), un segundo tubo de Venturi (21), una segunda válvula de flotador (24), un tercer tubo de Venturi (22) y una tercera válvula de flotador (25), en donde el primer tubo de Venturi (20) está dispuesto en la tubería entre el compresor (10) y el condensador (11), la primera válvula de flotador (23), la segunda válvula de flotador (24) y la tercera válvula de flotador (25) están conectadas en serie en una tubería entre el condensador (11) y el depósito de líquido (12), un puerto de conexión del segmento de garganta (154) del primer tubo de Venturi (20) está conectado a la primera válvula de flotador (23), el segundo tubo de Venturi (21) está dispuesto entre la primera válvula de flotador (23) y el condensador (11), un segmento de garganta (154) de conexión del segundo tubo de Venturi (21) está conectado a la segunda válvula de flotador (24); el tercer tubo de Venturi (22) está dispuesto entre la primera válvula de flotador (23) y la segunda válvula de flotador (24), y un segmento de garganta (154) de conexión del tercer tubo de Venturi (22) está conectado a la tercera válvula de flotador (25); o

el sistema de refrigeración por dióxido de carbono comprende un primer tubo de Venturi (20), una primera válvula de flotador (23), un segundo tubo de Venturi (21), una segunda válvula de flotador (24) y un tercer tubo de Venturi (22), en donde el primer tubo de Venturi (20) está dispuesto en la tubería entre el compresor (10) y el condensador (11) , la primera válvula de flotador (23) y la segunda válvula de flotador (24) están conectadas en serie en una tubería entre el condensador (11) y el depósito de líquido (12), un puerto de conexión del segmento de garganta (154) del primer tubo de Venturi (20) está conectado a la primera válvula de flotador (23), el segundo tubo de Venturi (21) está dispuesto entre la primera válvula de flotador (23) y el condensador (11), y un segmento de garganta (154) de conexión del segundo tubo de Venturi (21) está conectado a la segunda válvula de flotador (24); el tercer tubo de Venturi (22) está dispuesto entre la primera válvula de flotador (23) y la segunda válvula de flotador (24), y un segmento de garganta (154) de conexión del tercer tubo de Venturi (22) está conectado al depósito de líquido (12); o

el sistema de refrigeración por dióxido de carbono comprende un tubo de Venturi y más de una válvula de flotador, el tubo de Venturi está dispuesto en la tubería entre el compresor (10) y el condensador (11), las más de una válvulas de flotador están conectadas en serie en una tubería entre el condensador (11) y el depósito de líquido (12) , y las más de una válvulas de flotador están todas conectadas a un puerto de conexión del segmento de garganta (154) del tubo de Venturi.

7. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 1, en donde una cantidad de escape del ventilador de presión negativa (26) es mayor que una cantidad de evaporación del líquido atomizado en la carcasa (27); y una presión de una cámara de presión estática en la carcasa (27) es inferior a una presión atmosférica ambiente en más de 20 Pa.

8. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 1, en donde el sistema de refrigeración comprende una válvula de inversión cuatridireccional, en donde la válvula de inversión cuatridireccional comprende un cuerpo de válvula; una primera salida (352), una segunda salida (353), una tercera salida (354) y una cuarta salida (355) están definidas en el cuerpo de la válvula, un paso de gas está definido en el interior del cuerpo de la válvula, el paso de gas está configurado para comunicar la primera salida (352), la segunda salida (353), la tercera salida (354) y la cuarta salida (355); un primer conjunto de núcleo de válvula (356) y un segundo conjunto de núcleo de válvula (357) se proporcionan en el cuerpo de la válvula, y el primer conjunto de núcleo de válvula (356) y el segundo conjunto de núcleo de válvula (357) pueden moverse dentro del cuerpo de la válvula para conmutar una relación de comunicación entre las salidas; y el primer conjunto de núcleo de válvula (356) y el segundo conjunto de núcleo de válvula (357) son movidos por una presión generada por una fuente de gas de potencia de alta presión.

9. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 8, en donde cada uno de los conjuntos de primer núcleo de válvula (356) y el segundo núcleo de válvula (357) comprende un resorte (359), dos núcleos de válvula (360), una varilla roscada (361), un tubo de válvula (362) y un casquillo del eje (363), en donde dos extremos de la varilla roscada (361) están conectados respectivamente a los dos núcleos de válvula (360), un extremo del resorte (359) está conectado a uno de los dos núcleos de válvula (360), y otro extremo del resorte (359) está conectado a una base de fijación del resorte (358), el tubo de la válvula (362) está encamisado en la varilla roscada (361), un lado del tubo de válvula (362) orientado hacia la salida tiene una estructura abierta, la estructura abierta permite la entrada de gas en el interior de la válvula de inversión cuatridireccional, el casquillo del eje (363) está dispuesto en el núcleo de la válvula (360), y el casquillo del eje (363) coopera con el tubo de la válvula (362) para impedir el paso del dióxido de carbono gaseoso.

10. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 1, en donde el sistema de refrigeración por dióxido de carbono comprende una primera válvula de inversión cuatridireccional (35), una segunda válvula de inversión cuatridireccional (36) y una tercera válvula de inversión cuatridireccional (37);

en donde cuatro salidas de la primera válvula de inversión cuatridireccional (35) están conectadas respectivamente a una entrada del condensador (11), una entrada del compresor (10), una salida del compresor (10) y una salida del evaporador (13) a través de una tubería de gas; dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36) están conectadas respectivamente a una salida del condensador (11) y a una entrada del separador de gaslíquido (14) a través de la tubería de gas, y las otras dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36) están conectadas respectivamente a dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37); dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37) están conectadas respectivamente a una salida del depósito de líquido (12) y a una entrada del evaporador (13), y las otras dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37) están conectadas respectivamente a las otras dos salidas de la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36).

11. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 10, en donde, en un modo de refrigeración, la primera válvula de inversión cuatridireccional (35) comunica la salida del compresor (10) con la entrada del condensador (11), y comunica la salida del evaporador (13) con la entrada del compresor (10);

la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36) comunica la salida del condensador (11) con la entrada del separador de gas-líquido (14), y los otros dos orificios de la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36) comunican con la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37);

la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37) comunica la salida del depósito de líquido (12) con la entrada del evaporador (13), y otras dos salidas de la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37) comunican con la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36); en modo calentamiento, la primera válvula de inversión cuatridireccional (35) comunica la salida del compresor (10) con el evaporador (13), y comunica la entrada del condensador (11) con la entrada del compresor (10);

la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36) comunica la salida del condensador (11) con la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37), y comunica la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37) con la entrada del separador de gas-líquido (14);

la tercera válvula de inversión cuatridireccional (37) comunica la salida del depósito de líquido (12) con la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36), y comunica el evaporador (13) con la segunda válvula de inversión cuatridireccional (36).

12. El sistema de refrigeración por dióxido de carbono según la reivindicación 1, en donde una válvula de presión diferencial de rebose (38) está dispuesta entre el condensador (11) y el depósito de líquido (12), la válvula de presión diferencial de rebose (38) comprende un alojamiento de válvula de presión diferencial (382), una junta de estanqueidad (380), una entrada de válvula de presión diferencial (383) y una salida de válvula de presión diferencial (384), en donde la entrada de la válvula de presión diferencial (383) está en comunicación con la salida de la válvula de presión diferencial (384) del condensador (11), y la salida de la válvula de presión diferencial (384) está en comunicación con el depósito de líquido (12);

la junta de estanqueidad (380) está dispuesta en una cámara formada en el interior del alojamiento de la válvula de presión diferencial (382), la entrada de la válvula de presión diferencial (383) y la salida de la válvula de presión diferencial (384) están ambas en comunicación con la cámara formada dentro del alojamiento de la válvula de presión diferencial (382), y la junta de estanqueidad (380) es movible en el alojamiento de la válvula de presión diferencial (382) según un cambio de presión para realizar la comunicación u oclusión entre la entrada de la válvula de presión diferencial (383) y la salida de la válvula de presión diferencial (384).

13. Un método de refrigeración que utiliza dióxido de carbono como medio, que comprende las siguientes etapas: (1) , comprimir dióxido de carbono gaseoso a alta presión en un evaporador (13) hacia un condensador (11) mediante un compresor (10) para su enfriamiento;

(2) , aspirar el dióxido de carbono gaseoso mezclado en dióxido de carbono líquido mediante un conjunto de aspiración (15) para lograr la separación gas-líquido; evaporar instantáneamente parte del dióxido de carbono líquido mediante el conjunto de aspiración (15), realizar un enfriamiento en varias etapas para que el dióxido de carbono líquido se encuentre en un estado superenfriado; y

(3) , introducir el dióxido de carbono líquido sobreenfriado en un depósito de líquido (12) para su uso;

en donde el método es implementado por el sistema de refrigeración por dióxido de carbono según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,

en la etapa (1), el dióxido de carbono gaseoso se condensa y licua completamente en un condensador de evaporación instantánea (11) mediante un método de condensación de evaporación instantánea, en donde un dispositivo de intercambio de calor (28) y un dispositivo de atomización de líquido (29) están dispuestos en una carcasa cerrada (27), un ventilador de presión negativa (26) está dispuesto en la carcasa cerrada (27), se pulveriza un líquido a través del dispositivo de atomización de líquidos a alta presión (29) para formar un líquido atomizado con una gran área superficial específica, y se dispersa en una cámara de alojamiento de la carcasa (27); y bajo el calor radiante generado por el dispositivo de intercambio de calor (28) y la presión negativa generada por el ventilador de presión negativa (26), pequeñas partículas del líquido atomizado se dispersan y suspenden en un medio gaseoso para formar un aerosol, de modo que las moléculas de agua de una superficie del líquido atomizado se alejan de los cuerpos de las gotas, se transforman en vapor y se llevan el calor;

en la etapa (2), la refrigeración multietapa se realiza proporcionando una pluralidad de válvulas de flotador conectadas en serie, el dióxido de carbono líquido pasa a través de la pluralidad de válvulas de flotador en secuencia, la pluralidad de válvulas de flotador están conectadas respectivamente al conjunto de aspiración (15), parte del dióxido de carbono líquido se gasifica bajo una fuerza de aspiración, de modo que el dióxido de carbono líquido restante se encuentre en estado sobreenfriado, y se obtenga un dióxido de carbono líquido con una temperatura más baja.