[發明專利]壓縮噴射跨臨界CO2循環冷熱聯供系統

在審

• 申請號: 201710964673.2
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107642916A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 魏新利;秦翔;趙玲華;楊凌曉;張東偉
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B41/04;F25B41/06;F25B43/00;F24H4/02
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司41128
• 代理人: 王莉

技術領域

本發明涉及一種熱泵循環系統，具體涉及一種壓縮噴射跨臨界CO₂循環冷熱聯供系統。

背景技術

二氧化碳（CO₂）作為一種常見的自然工質，其無毒、不可燃，臭氧消耗潛能值（ODP）為0，全球溫室潛能值（GWP）約為1，但是制冷系統本身不產生二氧化碳，因此CO₂用作制冷劑時其實際有效的GWP為0，具有環境方面的友好性。

基于CO₂的上述優點，在常用的自然工質中，CO₂最具有競爭力，在可燃性和毒性有嚴格限制的場所，二氧化碳作為制冷劑最為理想。在CO₂跨臨界循環中，CO₂作為制冷劑在放熱過程中存在較大的溫度滑移，該溫度滑移剛好與所需的變溫熱源相匹配，也就是說其工質的放熱過程和冷卻介質的溫升相匹配，與傳統亞臨界循環等溫冷凝過程相比有無可比擬的優勢。

此外，CO₂臨界溫度為30.98℃，臨界壓力為7.38 MPa，在跨臨界區與外部介質換熱時不發生相變，因此跨臨界CO₂循環不存在潛熱交換和冷凝過程?？紤]到CO₂較高的臨界壓力，在相同的條件下，跨臨界CO₂熱泵能夠將水加熱到更高的溫度。而現有的CO₂熱泵系統多是用于暖氣供熱制備生活熱水和而少見其用于空調制冷，因此，開發一種實現制冷、空調、供暖和制備高低溫生活熱水于一體的壓縮噴射跨臨界CO₂循環冷熱聯供系統具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種壓縮噴射跨臨界CO₂循環冷熱聯供系統。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種壓縮噴射跨臨界CO₂循環冷熱聯供系統，它包括CO₂壓縮段、制熱段和制冷段；

所述CO₂壓縮段包括第一氣液分離器、跨臨界CO₂壓縮機和回油分離器，所述第一氣液分離器的排氣口連接所述跨臨界CO₂壓縮機的入口，所述跨臨界CO₂壓縮機的出口連接所述回油分離器的入口，所述回油分離器的油出口連接所述跨臨界CO₂壓縮機的回油口；

所述制熱段包括至少一個氣體冷卻器和回熱器，各所述氣體冷卻器首尾連通，所述回油分離器的出口與第一臺所述氣體冷卻器的入口相連通，末端的所述氣體冷卻器的出口連通所述回熱器的氣體入口；

所述制冷段包括噴射器、第二氣液分離器、第三氣液分離器、第一蒸發器、第二蒸發器、熱量補充換熱器；所述回熱器的氣體出口分別連通所述第二氣液分離器的入口和所述噴射器的工作噴嘴，所述回熱器的氣體出口通過電子膨脹閥連通所述第二氣液分離器的入口；所述第二氣液分離器的出液口連接所述第一蒸發器的入口，所述第一蒸發器的出口連接所述噴射器的接受室；所述噴射器的出口連接所述第三氣液分離器的入口，所述第三氣液分離器的出液口通過第四三通閥連通所述第二蒸發器的入口和所述熱量補充換熱器的入口，所述第二蒸發器的出口和所述熱量補充換熱器的出口均通過第五三通閥連通所述回熱器的液體入口，所述回熱器的液體出口連接所述第一氣液分離器的入口。

基于上述，所述制熱段還包括冷量補充換熱器，所述氣體冷卻器至少有兩個，所述回油分離器的出口通過第一三通閥與第一臺所述氣體冷卻器的入口和所述冷量補充換熱器的入口相連通，各所述氣體冷卻器通過三通閥首尾連通，所述冷量補充換熱器的出口和末端的所述氣體冷卻器的出口通過第三三通閥連通所述回熱器的氣體入口，各所述氣體冷卻器之間的各三通閥分別連通所述冷量補充換熱器和所述回熱器之間管路。

基于上述，相鄰兩個所述氣體冷卻器的冷凝水出、入口相連接，末端的所述氣體冷卻器的冷凝水入口和進水水泵的流出口相連通。

基于上述，相鄰兩個所述氣體冷卻器的冷凝水出、入口之間的管路分別通過一節流閥連通有一水箱，第一臺所述氣體冷卻器的冷凝水出口通過一節流閥連通一水箱，各水箱之間通過節流閥連通。

基于上述，末端的所述氣體冷卻器的冷凝水入口通過第四節流閥和所述進水水泵的流出口相連通。

基于上述，所述第三氣液分離器的排氣口和所述第二氣液分離器的排氣口均連通所述第一氣液分離器。