[發(fā)明專利]一種制熱/制冷能量平衡的CO2熱泵系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010147251.4
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101832684A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張信榮;杜培儉
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明東啟科技股份有限公司
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B49/02;F25B43/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種制熱/制冷能量平衡的CO2熱泵系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括用管路連接成一制熱/制冷能量平衡回路的CO2壓縮機(jī)、熱水換熱器、膨脹裝置、冷劑分配器、空氣熱交換器；冷水換熱器，還包括控制系統(tǒng)、溫度傳感器；其中冷水換熱器與空氣換熱器在該回路中并聯(lián)；制冷劑分配器同時與空氣換熱器和冷水換熱器的制冷劑入口相連，所述溫度傳感器安裝在冷水換熱器水側(cè)的出口處，所述控制系統(tǒng)分別與溫度傳感器、制冷劑分配器相連；通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器開度，以控制流入空氣換熱器或冷水換熱器制冷劑流量來實(shí)現(xiàn)不同的制熱、制冷量達(dá)到制熱、制冷量的平衡；或通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器只流入空氣熱交換器實(shí)現(xiàn)單制熱，或只流入冷水熱交換器實(shí)現(xiàn)單制冷。

2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一個CO2收集器，該CO2收集器的進(jìn)氣口連接在所述冷水換熱器和空氣換熱器的共同出口端；CO2收集器的出氣口與CO2壓縮機(jī)的輸入端口相連接。

3.如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，該CO2收集器為一密封圓柱殼體，在密封圓柱殼體頂部和底部設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口；在密封圓柱殼體內(nèi)設(shè)置有帶有通孔的隔板，在密封圓柱殼體內(nèi)部設(shè)置有排氣管；排氣管的頂部處在隔板下方，排氣管的底部與排氣口相連通；在排氣管上開有回液孔和回油孔。

4.一種采用如權(quán)利要求1或2所述的CO2熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制熱/制冷能量平衡的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)預(yù)先設(shè)定冷水換熱器水側(cè)出口溫度允許的溫度范圍；

2)CO2熱泵系統(tǒng)工作時，控制系統(tǒng)時實(shí)檢測冷水換熱器水側(cè)出口處的溫度；

3)根據(jù)檢測到的溫度與預(yù)先設(shè)定的允許的溫度范圍的比較結(jié)果，控制制冷劑的流向和流量。

5.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述的步驟3)具體包括：

31)如果檢測到的溫度高于允許的溫度范圍的上限值，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制冷劑全部流向冷水換熱器，冷水換熱器工作，而空氣換熱器停止；

32)如果檢測到的溫度在所述允許的溫度范圍內(nèi)，則控制系統(tǒng)根據(jù)檢測到的溫度與允許的溫度范圍的上限值的差值的大小調(diào)控制冷劑分配器，該差值越小，則制冷劑分配器控制流向冷水換熱器的流量減小，控制流向空氣換熱器的流量增大；

33)如果檢測到的溫度等于或低于允許的溫度范圍的下限值，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制冷劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作，而冷水換熱器停止。

6.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，還包括在允許的溫度范圍中設(shè)置一中點(diǎn)溫度，所述步驟3)具體包括以下步驟：

310)如果檢測到的溫度高于設(shè)定的允許的溫度范圍的上限值，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制冷劑全部流向冷水換熱器，冷水換熱器工作，而空氣換熱器停止；

320)如果檢測到的溫度介于中點(diǎn)溫度和允許的溫度范圍的上限值之間，則控制系統(tǒng)根據(jù)檢測到的溫度與中點(diǎn)溫度差值的大小調(diào)控制冷劑分配器，該差值越小，則制冷劑分配器控制流向冷水換熱器的流量減小，控制流向空氣換熱器的流量增大；

330)如果檢測到的溫度等于或小于設(shè)定的中點(diǎn)溫度，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制冷劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作，而冷水換熱器停止。

7.如權(quán)利要求4或5所述方法，其特征在于，所述的設(shè)定的允許的溫度范圍為5-17℃溫度。

8.如權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，該中點(diǎn)溫度選取所述允許的溫度范圍中的任意一溫度值。