一種適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗系統(tǒng)，在高回水溫度(50°C以上)時(shí)，仍可高效制熱。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)跨臨界0)2空氣源熱栗的優(yōu)勢在于可以將水溫從15°C直接加熱到80°C以上，隨著回水溫度的升高，機(jī)組性能變差，制熱效果降低，僅適于冷水一次加熱，出水直接利用，即直熱式。對(duì)于冬季供暖的循環(huán)水加熱，進(jìn)出水溫差僅為5°C的情況，制熱量很低，無法滿足建筑物等冬季的供暖需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗系統(tǒng)，該熱栗系統(tǒng)用于冬季循環(huán)水加熱供暖，供回水溫度達(dá)70°C /50°C。
[0004]本實(shí)用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗系統(tǒng)，該熱栗系統(tǒng)包括低溫0)2制熱系統(tǒng)、高溫CO2制熱系統(tǒng)和供暖循環(huán)系統(tǒng)；所述的低溫CO2制熱系統(tǒng)主要由低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器、熱回收器、中間換熱器、低溫系統(tǒng)膨脹閥、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器和儲(chǔ)液回油罐通過管道依次串連組成；所述的高溫0)2制熱系統(tǒng)主要由高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、高溫系統(tǒng)膨脹閥和熱回收器等通過管道依次串連組成；所述的供暖循環(huán)系統(tǒng)主要由熱用戶末端設(shè)備、三通調(diào)節(jié)閥、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器或高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、混合水箱和熱水循環(huán)水栗等通過管道依次串連組成，所述的低溫系統(tǒng)氣體冷卻器和高溫系統(tǒng)氣體冷卻器并聯(lián)在三通調(diào)節(jié)閥與混合水箱之間。
[0006]上述適于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗系統(tǒng)主要由低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器、熱回收器、中間換熱器、低溫系統(tǒng)膨脹閥、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器、儲(chǔ)液回油罐、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、高溫系統(tǒng)膨脹閥、高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、熱水循環(huán)水栗、三通調(diào)節(jié)閥、混合水箱、熱用戶末端設(shè)備和管道等組成。低溫0)2制熱系統(tǒng)和高溫CO2制熱系統(tǒng)通過熱回收器進(jìn)行復(fù)疊；供暖循環(huán)系統(tǒng)通過低溫系統(tǒng)氣體冷卻器和高溫系統(tǒng)氣體冷卻器實(shí)現(xiàn)與低溫0)2制熱系統(tǒng)和高溫CO 2制熱系統(tǒng)的熱交換。
[0007]低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器、熱回收器、中間換熱器、低溫系統(tǒng)膨脹閥、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器和儲(chǔ)液回油罐等部分組成低溫COjIj熱系統(tǒng)；低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器、熱回收器、中間換熱器、低溫系統(tǒng)膨脹閥、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器和儲(chǔ)液回油罐通過管道依次連接，儲(chǔ)液回油罐的上部通過管道經(jīng)過中間換熱器連接到低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)，儲(chǔ)液回油罐的下部通過管道直接連接到低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)；CO2I質(zhì)吸收外界低溫環(huán)境的熱量，經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮為高溫高壓氣體，并通過熱回收器和低溫系統(tǒng)氣體冷卻器將熱量分別傳遞給高溫0)2制熱系統(tǒng)和供暖循環(huán)系統(tǒng)。
[0008]高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、高溫系統(tǒng)膨脹閥和熱回收器等部分組成高溫CO2制熱系統(tǒng)，它們之間通過管道依次串連。CO 2工質(zhì)通過熱回收器吸收低溫CO 2制熱系統(tǒng)的熱量，經(jīng)過高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)壓縮為高溫高壓氣體，并通過高溫系統(tǒng)氣體冷卻器將熱量傳遞給供暖循環(huán)系統(tǒng)。
[0009]三通調(diào)節(jié)閥、混合水箱、熱水循環(huán)水栗、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、熱用戶末端設(shè)備等組成供暖循環(huán)系統(tǒng)。熱用戶末端設(shè)備的回水管路上連接三通調(diào)節(jié)閥，三通調(diào)節(jié)閥分為兩路，分別經(jīng)過高溫系統(tǒng)氣體冷卻器或低溫系統(tǒng)氣體冷卻器，連接到混合水箱，然后再經(jīng)過熱水循環(huán)水栗連接到熱用戶末端設(shè)備。熱用戶側(cè)回水經(jīng)低溫系統(tǒng)氣體冷卻器和高溫系統(tǒng)氣體冷卻器吸收熱量后存于混合水箱，在混合水箱合并后與熱水循環(huán)水栗串連，供熱用戶供暖使用。
[0010]本實(shí)用新型的適于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗可用于冬季循環(huán)水加熱供暖，供回水溫度達(dá)70°c /50°C，在50°C的高回水溫度情況下，有較高的制熱效率，在_20°C的環(huán)境溫度下，COP達(dá)1.8。供暖末端可用暖氣片或者地板輻射。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]主要附圖標(biāo)記:
[0013]I 低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)2 低溫系統(tǒng)氣體冷卻器
[0014]3 熱回收器4 中間換熱器
[0015]5 低溫系統(tǒng)膨脹閥6 低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器
[0016]7 儲(chǔ)液回油罐8 高溫系統(tǒng)氣體冷卻器
[0017]9 高溫系統(tǒng)膨脹閥10 高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)
[0018]11 熱水循環(huán)水栗12 三通調(diào)節(jié)閥
[0019]13 混合水箱
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1所示，為本實(shí)用新型的適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗的結(jié)構(gòu)示意和系統(tǒng)原理圖。該熱栗包括低溫0)2制熱系統(tǒng)(簡稱低溫CO2系統(tǒng))、高溫CO2制熱系統(tǒng)(簡稱高溫CO2系統(tǒng))和供暖循環(huán)系統(tǒng)。低溫CO 2制熱系統(tǒng)和高溫CO2制熱系統(tǒng)通過熱回收器3進(jìn)行復(fù)疊；供暖循環(huán)系統(tǒng)通過低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2和高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8實(shí)現(xiàn)與低溫0)2制熱系統(tǒng)和高溫CO 2制熱系統(tǒng)的熱交換。
[0022]該適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗主要由低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)1、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2、熱回收器3、中間換熱器4、低溫系統(tǒng)膨脹閥5、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器6、儲(chǔ)液回油罐7、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8、高溫系統(tǒng)膨脹閥9、高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)10、熱水循環(huán)水栗11、三通調(diào)節(jié)閥12、混合水箱13等組成；低溫級(jí)制熱系統(tǒng)由低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)1、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2、熱回收器3、中間換熱器4、低溫系統(tǒng)膨脹閥5、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器6、儲(chǔ)液回油罐7組成，各部件之間通過管道依次串連連接，儲(chǔ)液回油罐7的上部通過管道經(jīng)過中間換熱器4連接到低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)1，儲(chǔ)液回油罐7的下部通過管道直接連接到低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)1，形成低溫0)2側(cè)循環(huán)；高溫CO2制熱系統(tǒng)由高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)10、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8、高溫系統(tǒng)膨脹閥9、熱回收器3組成，各部件之間通過管道依次串連連接，形成高溫0)2側(cè)循環(huán)；供暖循環(huán)系統(tǒng)由熱用戶末端設(shè)備、三通調(diào)節(jié)閥12、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2、混合水箱13、熱水循環(huán)水栗11組成，熱用戶末端設(shè)備的回水管路經(jīng)三通調(diào)節(jié)閥12分為兩路，一路經(jīng)過高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8，一路經(jīng)過低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2，并聯(lián)到混合水箱13，在混合水箱13合并后與熱水循環(huán)水栗11、熱用戶末端設(shè)備串連，組成供暖循環(huán)系統(tǒng)。
[0023]低溫0)2側(cè)循環(huán):C0 2工質(zhì)通過低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器6吸收外部環(huán)境空氣熱量，首先經(jīng)過儲(chǔ)液回油罐7，將液體和油存于儲(chǔ)液回油罐7中，氣體經(jīng)過中間換熱器4以提高CO2溫度，確保進(jìn)入低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)I的CO2均為氣相，防止壓縮機(jī)液擊，然后低溫低壓CO 2經(jīng)低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)I壓縮為高溫高壓超臨界點(diǎn)氣體，通過低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2加熱部分供暖循環(huán)熱水至Th，降溫后的CO2工質(zhì)進(jìn)入熱回收器3，作為高溫系統(tǒng)蒸發(fā)器的吸收熱源，放出熱量給高溫0)2制熱系統(tǒng)；兩次降溫后的CO 2工質(zhì)通過低溫系統(tǒng)膨脹閥5節(jié)流降溫，進(jìn)入低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器6，完成一個(gè)吸收外部環(huán)境空氣熱量、加熱部分供暖循環(huán)熱水和散熱給高溫0)2制熱系統(tǒng)的循環(huán)。
[0024]高溫0)2側(cè)循環(huán):C0 2工質(zhì)在熱回收器3內(nèi)吸收低溫CO 2制熱系統(tǒng)經(jīng)過一次降溫后的高壓0)2的剩余熱量，成為具有一定過熱度的CO2氣體后，經(jīng)過高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)10壓縮為高溫高壓的CO2氣體，然后在高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8內(nèi)釋放熱量給通過三通調(diào)節(jié)閥12的部分供暖循環(huán)熱水，將循環(huán)熱水加熱至Tm，降溫后CO2經(jīng)高溫系統(tǒng)膨脹閥9節(jié)流為低溫低壓的氣液兩相狀態(tài)的CO2，進(jìn)入到熱回收器3內(nèi)，完成一個(gè)吸收低溫0)2制熱系統(tǒng)釋放的熱量和加熱部分供暖循環(huán)熱水的循環(huán)。
[0025]熱用戶側(cè)循環(huán):熱用戶溫度為Tl的循環(huán)回水經(jīng)過三通調(diào)節(jié)閥12，根據(jù)回水溫度Tl的大小，三通調(diào)節(jié)閥12自動(dòng)調(diào)節(jié)兩部分出水流量，兩部分出水分別通過高溫0)2制熱系統(tǒng)的高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8和低溫CO2制熱系統(tǒng)的低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2加熱至Tm和Th，在混合水箱13內(nèi)混合后通過熱水循環(huán)栗11供給熱用戶。
[0026]低溫0)2制熱系統(tǒng)吸收外界低溫環(huán)境的熱量，通過熱回收器3和低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2分別將熱量傳遞給高溫0)2制熱系統(tǒng)和供暖循環(huán)系統(tǒng)；高溫CO2制熱系統(tǒng)在熱回收器3吸收低溫0)2制熱系統(tǒng)熱量，通過高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8將熱量傳遞給供暖循環(huán)系統(tǒng)。供暖循環(huán)系統(tǒng)分別通過低溫系統(tǒng)氣體冷卻器2和高溫系統(tǒng)氣體冷卻器8吸收熱量加熱循環(huán)水供給熱用戶。
[0027]該適于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗可用于冬季循環(huán)水加熱供暖，供回水溫度達(dá)70°C /500C，在50°C的高回水溫度情況下，有較高的制熱效率，在_20°C的環(huán)境溫度下，COP達(dá)1.8。供暖末端可用暖氣片或者地板輻射。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗系統(tǒng)，其特征在于:該熱栗系統(tǒng)包括低溫0)2制熱系統(tǒng)、高溫CO2制熱系統(tǒng)和供暖循環(huán)系統(tǒng)；所述的低溫CO2制熱系統(tǒng)由低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器、熱回收器、中間換熱器、低溫系統(tǒng)膨脹閥、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器和儲(chǔ)液回油罐通過管道依次串連組成；所述的高溫0)2制熱系統(tǒng)由高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、高溫系統(tǒng)膨脹閥和熱回收器通過管道依次串連組成；所述的供暖循環(huán)系統(tǒng)由熱用戶末端設(shè)備、三通調(diào)節(jié)閥、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器或高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、混合水箱和熱水循環(huán)水栗通過管道依次串連組成，所述的低溫系統(tǒng)氣體冷卻器和高溫系統(tǒng)氣體冷卻器并聯(lián)在三通調(diào)節(jié)閥與混合水箱之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述的低溫COjIj熱系統(tǒng)和高溫CO 2制熱系統(tǒng)通過熱回收器進(jìn)行復(fù)疊；所述的供暖循環(huán)系統(tǒng)通過低溫系統(tǒng)氣體冷卻器和高溫系統(tǒng)氣體冷卻器實(shí)現(xiàn)與低溫COjIj熱系統(tǒng)和高溫0)2制熱系統(tǒng)的熱交換。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述的儲(chǔ)液回油罐的上部通過管道經(jīng)過中間換熱器連接到低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)，儲(chǔ)液回油罐的下部通過管道直接連接到低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種適用于高回水溫度供暖用二氧化碳空氣源熱泵系統(tǒng)，包括低溫CO2制熱系統(tǒng)、高溫CO2制熱系統(tǒng)和供暖循環(huán)系統(tǒng)；低溫CO2制熱系統(tǒng)由低溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器、熱回收器、中間換熱器、低溫系統(tǒng)膨脹閥、低溫系統(tǒng)蒸發(fā)器和儲(chǔ)液回油罐依次串連組成；高溫CO2制熱系統(tǒng)由高溫系統(tǒng)壓縮機(jī)、高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、高溫系統(tǒng)膨脹閥和熱回收器依次串連組成；供暖循環(huán)系統(tǒng)由三通調(diào)節(jié)閥、低溫系統(tǒng)氣體冷卻器或高溫系統(tǒng)氣體冷卻器、混合水箱和熱水循環(huán)水泵依次串連組成。該熱泵可用于冬季循環(huán)水加熱供暖，供回水溫度達(dá)70℃/50℃，在50℃的高回水溫度情況下，有較高的制熱效率，在-20℃的環(huán)境溫度下，COP達(dá)1.8。
【IPC分類】F24D3/18
【公開號(hào)】CN204923159
【申請?zhí)枴緾N201520674459
【發(fā)明人】陶杰, 李琢, 郭宏, 李博
【申請人】北京嘉孚科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月1日