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[發明專利]一種高進水溫度的復迭式二氧化碳熱泵系統在審

專利信息
申請號: 201710176681.0 申請日: 2017-03-23
公開(公告)號: CN107024017A 公開(公告)日: 2017-08-08
發明(設計)人: 李淳 申請(專利權)人: 北京國科天創建筑設計院有限責任公司;北京北方大自然新能源科技有限責任公司
主分類號: F25B7/00 分類號: F25B7/00;F25B9/00;F25B39/00
代理公司: 北京國之大銘知識產權代理事務所(普通合伙)11565 代理人: 李卉
地址: 100029 北京市*** 國省代碼: 北京;11
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 進水 溫度 復迭式 二氧化碳 系統
【說明書】:

技術領域

發明涉及一種熱泵機組,具體涉及一種可用于采暖的高進水溫度的復迭式二氧化碳熱泵系統。

背景技術

CO2在常溫常壓下為無色無味的氣體,其三相溫度點Tep=-56.6℃,其三相壓力點Ptp=0.518mPa,其臨界溫度Tc=31.1℃,其臨界壓力Pc=7.38mPa。CO2作為制冷劑使用,對環境非常友好,其臭氧破壞潛值ODP=0,溫室氣體效應值GWP=1。CO2相比于傳統的制冷劑,并具有以下5大優勢:(1)具有良好的安全性與化學穩定性;(2)單位容積制冷量較高,制冷設備尺寸較小;(3)具有優良的流動特性,其動力粘度較低,設備的壓降較小;(4)具有優良的傳熱特性,其導熱系數較大,換熱效果較好;(5)其壓縮比低于普通的制冷劑,壓縮機容積效率較高。

目前,CO2作為制冷劑主要應用在CO2熱泵熱水器這類設備中。如附圖1所示該類設備的示意圖,包括CO2壓縮機a、冷卻器b(水側換熱器)、節流部件c和蒸發器d(風側換熱器),熱水末端通過管道與冷卻器b連接。由于其可很容易獲得較高溫度的熱水,因而在各類熱水需求市場具有較大優勢。但該類CO2熱泵熱水器并不能作為采暖系統的熱源使用,因CO2的臨界溫度較低(31.1℃),而暖氣片采暖用水通常都在50℃以上,即使采取過冷技術手段,其回水溫度也在40度以上,作為CO2熱泵的進水無法滿足工作溫度要求。

由于CO2的三相點較低,因而可取得較低的蒸發溫度,但要獲得低蒸發溫度,則必須工作在亞臨界狀態下才有較好的經濟性。因此必須降低高壓壓力,亦即降低冷卻溫度。針對此種需要,有學者提出了用復迭式制冷來解決這一問題。如附2所示現有復迭式CO2熱泵系統的示意圖,包括CO2壓縮機a’、冷卻-過冷器b’、節流部件c’、低溫蒸發器d’、NH3壓縮機e’、節流部件f’和高溫蒸發器g’。CO2壓縮機a’、冷卻-過冷器b’、節流部件c’和低溫蒸發器d’依次首尾連接構成CO2循環回路,NH3壓縮機、冷卻-過冷器b’、節流部件f’和高溫蒸發器g’依次首尾連接構成NH3循環回路。該類設備雖然對降低冷卻溫度具有一定的作用,但其只適合需要低溫的場合,并不適用于CO2熱泵熱水器,同樣無法滿足采暖系統的使用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高進水溫度的復迭式二氧化碳熱泵系統,其具有結構簡單、實現容易、系統緊湊、設備體積小的優點,采用本發明可將再冷余熱進行回收利用,而無需增設冷源,使CO2熱泵系統的進水溫度提升到50℃以上仍可正常工作,可完全滿足采暖系統的使用需求。

為解決現有技術中存在的上述問題,本發明提供了一種高進水溫度的復迭式二氧化碳熱泵系統,包括CO2壓縮機、R410A壓縮機、冷卻器、再冷器、風側換熱器、第一節流部件和第二節流部件,所述CO2壓縮機、冷卻器中的第一通道、再冷器中的第一通道、第一節流部件和風側換熱器中的第一通道依次首尾連接構成CO2循環回路;所述R410A壓縮機、風側換熱器中的第二通道、第二節流部件、再冷器中的第二通道依次首尾連接構成R410A循環回路。

進一步的,本發明一種高進水溫度的復迭式二氧化碳熱泵系統,所述風側換熱器包括并排布置的第一換熱板、第二換熱板和第三換熱板,其中,第一換熱板和第二換熱板分別處于第三換熱板的外側和內側;所述風側換熱器中的第一通道由第一換熱板和第二換熱板串接構成,所述風側換熱器中的第二通道為第三換熱板中的通道。

進一步的,本發明一種高進水溫度的復迭式二氧化碳熱泵系統,所述風側換熱器包括并排布置的第一換熱板、第二換熱板和第三換熱板,其中,第三換熱板處于第一換熱板的外側,第二換熱板處于第一換熱板的內側;所述風側換熱器中的第一通道由第一換熱板和第二換熱板串接構成,所述風側換熱器中的第二通道為第三換熱板中的通道。

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