[實(shí)用新型]一種二氧化碳熱泵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720939132.X
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN206944476U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯曉亮;熊丹;尤軍;周大農(nóng);康強(qiáng);宋曉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇蘇凈集團(tuán)有限公司;蘇州蘇凈安發(fā)空調(diào)有限公司
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/18;F24H9/20;F24H9/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi),郭勁

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種二氧化碳熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

二氧化碳作為制冷劑而言，具有無毒、不燃、成本低廉、ODP值為0、溫室效應(yīng)很低等優(yōu)點(diǎn)；且其跨臨界循環(huán)的放熱過程伴隨有較大溫度滑移，與水加熱時的溫升相匹配，能夠一次性制取高達(dá)90℃的熱水，且其在低溫工況下下也能達(dá)到較高的能效比和熱水溫度。

目前二氧化碳熱泵的應(yīng)用大多數(shù)局限于供應(yīng)熱水，在供暖和循環(huán)制熱上很少使用，即便采用也多數(shù)是在二氧化碳熱泵進(jìn)水溫度不超過40℃左右的工況下運(yùn)行。針對一些采暖或烘干的應(yīng)用場合，如果高溫?zé)崴M(jìn)入末端，末端出水溫度較末端進(jìn)水溫度溫降不大，這樣的高溫回水容易導(dǎo)致氣冷器出口溫度過高，壓縮機(jī)排氣壓力和排氣溫度過高，對二氧化碳熱泵系統(tǒng)的可靠性和壽命有很大影響。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種適合較高溫度供水的二氧化碳熱泵系統(tǒng)和控制方法

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種二氧化碳熱泵系統(tǒng)，其包括控制單元，所述控制單元能夠控制二氧化碳熱泵系統(tǒng)工作向外供熱或供應(yīng)熱水，所述熱泵系統(tǒng)還包括二氧化碳循環(huán)回路、預(yù)冷補(bǔ)償管路和供熱水路，所述二氧化碳循環(huán)回路和預(yù)冷補(bǔ)償管路均用于供二氧化碳循環(huán)流通，所述供熱水路用于供水流通，

所述二氧化碳循環(huán)回路中設(shè)置有二氧化碳蒸發(fā)器、氣體冷卻器、二氧化碳壓縮機(jī)和二氧化碳流量的節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述二氧化碳蒸發(fā)器具有供二氧化碳流通的冷媒管路，所述氣體冷卻器中具有相鄰設(shè)置的二氧化碳通道和熱水通道，所述二氧化碳通道出口處設(shè)置有溫度傳感器，所述二氧化碳通道與所述冷媒管路連接，所述二氧化碳壓縮機(jī)的進(jìn)口與所述冷媒管路的出口連接，所述二氧化碳壓縮機(jī)的出口與所述二氧化碳通道的進(jìn)口連接，所述二氧化碳流量的節(jié)流機(jī)構(gòu)的進(jìn)口與所述二氧化碳通道的出口連接，所述氧化碳流量的節(jié)流機(jī)構(gòu)的出口與所述冷媒管路的進(jìn)口連接，所述二氧化碳流量的節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述二氧化碳通道的出口之間還設(shè)置有和第一閥門，所述二氧化碳通道中流通的二氧化碳能夠向外界釋放熱量，所述冷媒管路內(nèi)流通的二氧化碳能夠吸收外界的熱量；

所述預(yù)冷補(bǔ)償管路中設(shè)置有第二閥門，所述預(yù)冷補(bǔ)償管路的兩端分別連接所述第一閥門的進(jìn)口和出口，所述預(yù)冷補(bǔ)償管路的管路穿過二氧化碳蒸發(fā)器并與所述冷媒管路相鄰并相互換熱；

所述供熱水路具有供水進(jìn)口和熱水出口，所述氣體冷卻器的熱水通道連接在所述供熱水路中，所述供熱水路中流通的水流經(jīng)熱水通道時吸收所述二氧化碳通道內(nèi)流通的二氧化碳釋放的熱量升溫。

優(yōu)選地，冷媒管路在二氧化碳蒸發(fā)器內(nèi)沿左右方向來回穿梭并自上向下延伸，所述預(yù)冷補(bǔ)償管路的管路在二氧化碳蒸發(fā)器內(nèi)穿設(shè)在上下相鄰的冷媒管路的間隙中。

優(yōu)選地，所述預(yù)冷補(bǔ)償管路的管路在二氧化碳蒸發(fā)器內(nèi)盤旋地穿梭在上下相鄰的冷媒管路的間隙中形成盤管結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述二氧化碳通道出口、第一閥門進(jìn)口和預(yù)冷補(bǔ)償管路進(jìn)口之間通過三通接頭連接，所述預(yù)冷補(bǔ)償管路的出口、第一閥門出口和二氧化碳流量的節(jié)流機(jī)構(gòu)的進(jìn)口之間也通過三通接頭連接。

優(yōu)選地，所述控制單元與所述第一閥門、第二閥門和溫度傳感器連接，所述控制單元用于獲取所述溫度傳感器檢測所述二氧化碳通道出口的二氧化碳溫度，所述控制單元還用于控制第一閥門和第二閥門的啟閉。

一種二氧化碳熱泵系統(tǒng)的控制方法，用于控制上述的的二氧化碳熱泵系統(tǒng)，其包括：

獲取所述二氧化碳通道出口的二氧化碳溫度和系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定的比較溫度；

比較二氧化碳溫度和比較溫度的高低，得到溫度比較結(jié)果，所述溫度比較結(jié)果包括第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果，所述第一比較結(jié)果為二氧化碳溫度大于比較溫度，所述第二比較結(jié)果為二氧化碳溫度小于等于比較溫度；

響應(yīng)于第一比較結(jié)果，執(zhí)行第一模式動作，所述第一模式動作包括：控制第一閥門關(guān)閉，控制第二閥門開啟，二氧化碳通道出口流出的二氧化碳流經(jīng)預(yù)冷補(bǔ)償管路與部分冷媒管路換熱后再流向二氧化碳流量的節(jié)流機(jī)構(gòu)；

響應(yīng)于第二比較結(jié)果，執(zhí)行第一模式動作或第二模式動作，所述第二模式動作包括：控制第一閥門開啟，控制第二閥門關(guān)閉，二氧化碳通道出口流出的二氧化碳直接流向二氧化碳流量的節(jié)流機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述比較溫度為常數(shù)或與二氧化碳循環(huán)回路中的多個系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)的變量。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：