[發明專利]一種可實現循環加熱的雙系統熱泵裝置及制熱方法

無效

• 申請號: 201210029603.5
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102563969A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李鋼;王惠堅
• 申請（專利權）人: 山東美琳達再生能源開發有限公司
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 王錫洪

技術領域

本發明涉及一種可實現循環加熱的雙系統熱泵裝置及制熱方法。

背景技術

????近年來，自然工質二氧化碳因其無毒、不可燃、臭氧破壞指數GDP為0、全球變暖潛值GWP為1等優勢越來越多地受到制冷行業的重視，二氧化碳被認為是熱泵系統工質替代中最有潛力的天然工質之一。二氧化碳熱泵系統憑借其獨特的性能，可以很輕松的制取60℃以上的熱水。二氧化碳熱泵系統良好的特性使得即使在低溫的環境下，也可以達到較高的能效比和熱水溫度。但是，它也有其局限性，臨界溫度為31℃，常溫冷卻條件下系統循環的高壓側處于近臨界或超臨界狀態，適合于一次性加熱熱水。當熱水進水溫度較高時，效率大幅降低，不適合于熱水的循環加熱。

????國外對二氧化碳熱泵系統也進行了不少的研究，主要集中在生活熱水的制取和低溫地板輻射采暖方向上，如日本的DENSO公司生產的二氧化碳熱泵熱水器可以將生活熱水從30℃一次性加熱到90℃，日本DAKIN公司生產的二氧化碳熱泵熱水器不僅可以制取生活熱水，而且可以用于地板輻射采暖。對二氧化碳熱泵用于高溫段熱水循環制熱的系統還沒有出現。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種可實現循環加熱的雙系統熱泵裝置及制熱方法，可以使二氧化碳熱泵應用于需要高溫熱水循環加熱的場所，如熱水從45℃進入二氧化碳熱泵系統被加熱到90℃。

本發明提到的一種可實現循環加熱的雙系統熱泵制熱方法，由兩套熱泵系統組成，一套為二氧化碳熱泵系統，一套為非二氧化碳熱泵系統；從外界吸熱部分由二氧化碳熱泵系統完成，熱水的加熱部分由二氧化碳熱泵和非二氧化碳熱泵系統共同完成；

其中，二氧化碳熱泵系統由壓縮機、氣體冷卻器、換熱器、中間換熱器、膨脹閥、蒸發器、氣液分離器、電磁閥依次連接組成，所述的氣液分離器上設有電加熱裝置；所述的非二氧化碳熱泵系統由壓縮機、冷凝器、節流閥和換熱器組成；

其制熱步驟為：

a）壓縮機排出的高溫高壓二氧化碳制冷劑進入氣體冷卻器加熱熱水；

b）從氣體冷卻器出來的二氧化碳制冷劑進入換熱器，進一步冷卻；

c）從換熱器出來的二氧化碳制冷劑進入中間換熱器進行換熱；

d）從中間換熱器出來的二氧化碳制冷劑經過膨脹閥節流降壓，變成氣液混合物；

e）從膨脹閥出來的二氧化碳制冷劑進入蒸發器吸收熱量；

f）從蒸發器出來的二氧化碳制冷劑進入氣液分離器進行氣液分離，氣體從氣液分離器上部流出，液體和潤滑油從氣液分離器底部經過電磁閥流出，混合后被壓縮機吸收；

g）從氣液分離器出來的二氧化碳制冷劑進入中間換熱器被加熱；

h）從中間換熱器出來的二氧化碳制冷劑被壓縮機吸收，實現一個完整的制熱循環；

i）壓縮機排出的高溫冷媒在冷凝器中放熱將熱水加熱；

g）冷媒從冷凝器出來后，經過節流閥節流后，進入換熱器；

k）?冷媒進入換熱器后，吸收二氧化碳氣體中的能量，完成蒸發；

l）冷媒從換熱器出來后，被壓縮機壓縮，完成一個完成的循環。

本發明提供的一種可實現循環加熱的雙系統熱泵裝置，由二氧化碳熱泵系統和非二氧化碳熱泵系統組成，所述的二氧化碳熱泵系統由壓縮機、氣體冷卻器、換熱器、中間換熱器、蒸發器、氣液分離器連接組成，氣體冷卻器的一端連接壓縮機，另一端連接換熱器，換熱器連接中間換熱器，中間換熱器通過膨脹閥連接蒸發器及氣液分離器；其中，換熱器連接非二氧化碳熱泵系統，所述的非二氧化碳熱泵系統由壓縮機、冷凝器、節流閥和換熱器依次連接組成，冷媒通過換熱器進行換熱蒸發，通過冷凝器對熱水進行加熱。

上述的氣液分離器上設有電加熱裝置。

本發明的有益效果是：通過兩套熱泵系統組成循環加熱系統，二氧化碳熱泵系統在加熱進水溫度較高的熱水后，二氧化碳冷媒的溫度仍然較高，需要進一步冷卻；此時，通過常規非二氧化碳熱泵系統吸收從氣體冷卻器出來的二氧化碳氣體的溫度，使之進一步降低；同時，常規非二氧化碳熱泵系統吸收了二氧化碳氣體的能量后，也制取熱水。這樣，可以達到使用二氧化碳熱泵系統獲得高溫熱水（45℃-90℃）循環加熱的目的，可以使二氧化碳熱泵應用于需要高溫熱水循環加熱的場所。

附圖說明

附圖1是本發明的制熱方法示意圖；

上圖中：壓縮機1、氣體冷卻器2、換熱器3、中間換熱器4、膨脹閥5、蒸發器6、氣液分離器7、電磁閥8、壓縮機9、冷凝器10、節流閥11、電加熱裝置12。

具體實施方式