一種熱泵空調裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于熱泵空調【技術領域】，具體是一種熱泵空調裝置及其控制方法。一種熱泵空調裝置，包括壓縮機、氣體冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器，所述的壓縮機、氣體冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器組成封閉回路，其中壓縮機的出口端通過第一氣管與氣體冷卻器的進口端連接，氣體冷卻器的出口端通過第二氣管與蒸發(fā)器的進口端連接，蒸發(fā)器的出口端通過第三氣管連接有儲液器，儲液器通過第四氣管與壓縮機的進口端連接，所述的第四氣管設置有回熱器，回熱器的低壓側通道進口端通過第四氣管與儲液器連接，回熱器的低壓側通道出口端通過第四氣管與壓縮機連接。
【專利說明】一種熱泵空調裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于熱泵空調【技術領域】，具體是一種熱泵空調裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]中國是世界上最大的發(fā)展中國家，重視節(jié)約能源和提高能源效率是我國一貫的國策。隨著經濟和社會的發(fā)展，我國對能源的需求不斷增長。由于我國能源結構以煤炭為主，石油資源短缺，能源發(fā)展與環(huán)保問題的矛盾日益突出。為此，國家提出發(fā)展循環(huán)經濟、使用可再生能源、建立節(jié)約型社會，走可持續(xù)發(fā)展的道路。
[0003]另一方面，溫室效應和全球極端天氣頻發(fā)已經從各個方面影響了世界各地人民的生產生活。2008年經濟危機推動能源價格快速上漲，俄羅斯與烏克蘭的天然氣之爭更使人們深刻認識到尋找替代能源和發(fā)展可再生能源的重要性。國際能源署研究表明:即使全球完成了到2050年減排50%的目標，可能依然無法阻止氣候的劇烈變化，所以必須更大規(guī)模、更快速地推進可再生能源的應用。
[0004]普通的空氣能熱泵和地源熱泵等制冷/供熱設備都曾先后使用氟利昂作為制冷齊[J，如R12、R22、R407A、R407C等。氟利昂制冷劑被證明對環(huán)境有破壞作用，一個是對大氣臭氧層的破壞，一個是具有溫室效應。根據《京都議定書》要求，R12已經停止使用，其它氟利昂類制冷劑到2020年也要停止使用。因此，C02制冷劑的應用顯得十分及時和重要。C02制冷劑在熱泵系統(tǒng)中作為工質其優(yōu)點為:
1.C02制冷劑是地球本身就有的氣體，是一種天然物質，綠色環(huán)保，無回收問題；
2.良好的安全性和化學穩(wěn)定性，高溫下不分解；
3.具有良好的熱力學特性，導熱系數高；
4.單位容積制冷量高，設備尺寸可顯著減小，節(jié)省材料；
5.在低溫環(huán)境條件下，也可以擁有很高的效率；
6.可以方便的獲得70°C?90°C的高溫熱水。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中的不足，提供一種熱泵空調裝置及其控制方法。
[0006]一種熱泵空調裝置，包括壓縮機、氣體冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器，所述的壓縮機、氣體冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器組成封閉回路，其中壓縮機的出口端通過第一氣管與氣體冷卻器的進口端連接，氣體冷卻器的出口端通過第二氣管與蒸發(fā)器的進口端連接，蒸發(fā)器的出口端通過第三氣管連接有儲液器，儲液器通過第四氣管與壓縮機的進口端連接，所述的第四氣管設置有回熱器，回熱器的低壓側通道進口端通過第四氣管與儲液器連接，回熱器的低壓側通道出口端通過第四氣管與壓縮機連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的壓縮機與電能輸入裝置連接。
[0008]優(yōu)選的，所述的第二氣管設置有回熱器，回熱器的高壓側通道進口端通過第二氣管與氣體冷卻器連接，回熱器的高壓側通道出口端通過第二氣管與蒸發(fā)器連接。
[0009]優(yōu)選的，所述的第二氣管上設置有節(jié)流閥，節(jié)流閥連接在回熱器的高壓側通道出口端。
[0010]優(yōu)選的，所述的壓縮機為螺桿壓縮機、渦旋壓縮機、轉子壓縮機、活塞壓縮機中的一種或其組合。
[0011]一種熱泵空調裝置的控制方法，包括以下步驟:
A、低溫低壓的C02氣體在壓縮機中壓縮至超臨界，進入氣體冷卻器中被冷卻介質冷
卻；
B、離開氣體冷卻器后，高壓氣體在回熱器高壓側通道中進一步冷卻，C02氣體節(jié)流降壓溫度下降，部分被液化，濕蒸汽進入蒸發(fā)器中被汽化；
C、從儲液器內排出的低壓飽和蒸汽進入回熱器，低壓側通道吸收高壓側內超臨界流體，吸收熱量后成為過熱蒸汽進入壓縮機升壓提溫，并反復循環(huán)運動。
[0012]其中，所述的步驟A中，所述的冷卻介質是水或空氣。
[0013]C02熱泵空調裝置改變了傳統(tǒng)的燃煤、燃油供熱模式，它與常規(guī)熱泵相比，除了制冷工質更加環(huán)保以外，C02熱泵可以制取高溫熱水，比普通空氣能熱泵適用范圍更廣，可以在較低的環(huán)境溫度下工作，擴大了熱泵的應用領域；比地源熱泵應用范圍廣，與當地地質條件無關，減少了施工風險和工期，擴展了熱泵的應用范圍。它充分利用了可再生資源一空氣的能量，替代現(xiàn)有的燃煤、燃氣、燃油或電鍋爐等傳統(tǒng)的供熱方式。減少礦物能源的消耗，杜絕了溫室氣體、污染物的直接排放，具有顯著的節(jié)能環(huán)保效果和經濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的熱泵空調裝置結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的熱泵空調裝置控制方法流程圖；
圖3為本發(fā)明的C02熱泵循環(huán)溫熵圖。
[0015]圖中:1、壓縮機；2、氣體冷卻器；3、回熱器；4、節(jié)流閥；5、蒸發(fā)器；6、儲液器。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的技術方案和特點更加清楚，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明做進一步的詳細說明。在此，以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0017]如圖1所示，一種熱泵空調裝置，包括壓縮機1、氣體冷卻器2、回熱器3、蒸發(fā)器5，所述的壓縮機1、氣體冷卻器2、回熱器3、蒸發(fā)器5組成封閉回路，其中壓縮機I的出口端通過第一氣管與氣體冷卻器2的進口端連接，氣體冷卻器2的出口端通過第二氣管與蒸發(fā)器5的進口端連接，蒸發(fā)器5的出口端通過第三氣管連接有儲液器6，儲液器6通過第四氣管與壓縮機I的進口端連接，所述的第四氣管設置有回熱器3，回熱器3的低壓側通道進口端通過第四氣管與儲液器6連接，回熱器3的低壓側通道出口端通過第四氣管與壓縮機I連接。
[0018]所述的第二氣管設置有回熱器3，回熱器3的高壓側通道進口端通過第二氣管與氣體冷卻器2連接，回熱器3的高壓側通道出口端通過第二氣管與蒸發(fā)器5連接。
[0019]優(yōu)選的，所述的第二氣管上設置有節(jié)流閥4，節(jié)流閥4連接在回熱器3的高壓側通道出口端。
[0020]優(yōu)選的，所述的壓縮機I為螺桿壓縮機、渦旋壓縮機、轉子壓縮機、活塞壓縮機中的一種或其組合
如圖2所示，一種熱泵空調裝置的控制方法，包括以下步驟:
5201、低溫低壓的C02氣體在壓縮機中壓縮至超臨界，進入氣體冷卻器中被冷卻介質冷卻；
5202、離開氣體冷卻器后，高壓氣體在回熱器高壓側通道中進一步冷卻，C02氣體節(jié)流降壓溫度下降，部分被液化，濕蒸汽進入蒸發(fā)器中被汽化；
5203、從儲液器內排出的低壓飽和蒸汽進入回熱器，低壓側通道吸收高壓側內超臨界流體，吸收熱量后成為過熱蒸汽進入壓縮機升壓提溫，進一步的反復循環(huán)運動。
[0021]其中，所述的步驟S201中，所述的冷卻介質是水或空氣。
[0022]如圖3所示，C02循環(huán)的溫熵圖上，冷卻器的放熱過程2-3和冷源溫度線之間的溫差近似相等，蒸發(fā)器的吸熱過程4-1和熱源溫度線是平行直線，它們之間的換熱是在等溫差下進行。因此，這一 C02熱泵循環(huán)是一個特殊的勞倫曾循環(huán)。它的熱泵性能系數比常規(guī)的氟里昂熱泵循環(huán)高，目前可達到4.0以上。這表明，它的耗電量只有常規(guī)電熱水器耗電量的 1/4。
[0023]
【權利要求】
1.一種熱泵空調裝置，包括壓縮機、氣體冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器，其特征在于所述的壓縮機、氣體冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器組成封閉回路，其中壓縮機的出口端通過第一氣管與氣體冷卻器的進口端連接，氣體冷卻器的出口端通過第二氣管與蒸發(fā)器的進口端連接，蒸發(fā)器的出口端通過第三氣管連接有儲液器，儲液器通過第四氣管與壓縮機的進口端連接，所述的第四氣管設置有回熱器，回熱器的低壓側通道進口端通過第四氣管與儲液器連接，回熱器的低壓側通道出口端通過第四氣管與壓縮機連接。
2.根據權利要求1所述的一種熱泵空調裝置，其特征在于所述的壓縮機與電能輸入裝置連接。
3.根據權利要求1所述的一種熱泵空調裝置，其特征在于所述的第二氣管設置有回熱器，回熱器的高壓側通道進口端通過第二氣管與氣體冷卻器連接，回熱器的高壓側通道出口端通過第二氣管與蒸發(fā)器連接。
4.根據權利要求3所述的一種熱泵空調裝置，其特征在于所述的第二氣管上設置有節(jié)流閥，節(jié)流閥連接在回熱器的高壓側通道出口端。
5.根據權利要求1所述的一種熱泵空調裝置，其特征在于所述的壓縮機為螺桿壓縮機、渦旋壓縮機、轉子壓縮機、活塞壓縮機中的一種或其組合。
6.一種熱泵空調裝置的控制方法，其特征在于包括以下步驟: A、低溫低壓的C02氣體在壓縮機中壓縮至超臨界，進入氣體冷卻器中被冷卻介質冷卻； B、離開氣體冷卻器后，高壓氣體在回熱器高壓側通道中進一步冷卻，C02氣體節(jié)流降壓溫度下降，部分被液化，濕蒸汽進入蒸發(fā)器中被汽化； C、從儲液器內排出的低壓飽和蒸汽進入回熱器，低壓側通道吸收高壓側內超臨界流體，吸收熱量后成為過熱蒸汽進入壓縮機升壓提溫，并反復循環(huán)運動。
7.根據權利要求6所述的一種熱泵空調裝置的控制方法，其特征在于所述的步驟A中，所述的冷卻介質是水或空氣。
【文檔編號】F24F11/00GK103471195SQ201310460699
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權日:2013年10月8日
【發(fā)明者】張忠家, 劉旭陽, 孫艷 申請人:天津凱德實業(yè)有限公司