[實用新型]二氧化碳熱泵循環回路

有效

• 申請號: 201721181577.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN207422707U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 趙密升;李建國;李凡
• 申請（專利權）人: 廣東紐恩泰新能源科技發展有限公司
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B47/02;F25B41/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于空氣能熱泵或空氣能熱水器領域，具體是二氧化碳熱泵循環回路，包括壓縮機、水冷卻換熱器、套管熱交換器、節流裝置、蒸發器，各部件通過管道進行以下連接：壓縮機的出口、水冷卻換熱器的冷媒管、套管熱交換器的管程、節流裝置、蒸發器、套管熱交換器的殼程、壓縮機的進口依次相連，經過水冷卻換熱器的二氧化碳冷媒引入到套管熱交換器的管程，同時將蒸發器出口的低溫二氧化碳氣體引入套管熱交換器的殼程用于冷卻管程中的二氧化碳冷媒，使其液化，液化后的二氧化碳冷媒進入節流裝置經節流減壓后進入蒸發器內部蒸發，從而實現了二氧化碳熱泵循環回路的循環。

技術領域

本實用新型屬于空氣能熱泵或空氣能熱水器領域，具體是二氧化碳熱泵循環回路。

背景技術

熱泵技術在最近幾年得到了飛速發展，特別是在中國北方采用空氣能熱泵取代傳統的燃煤取暖已是大勢所趨。目前，熱泵壓縮機大部分采用R22，R410a等冷媒，這種壓縮機在低溫環境（-25℃）下，不僅需要采用噴氣增焓或噴液技術才能保證足夠的排氣溫度供采暖或熱水之用，而且不環保。而二氧化碳冷媒是目前世界上已知的最環保的冷媒，其物性也是最適合低溫熱泵系統的冷媒之一，二氧化碳冷媒蒸發溫度低，排氣溫度高，在低溫環境下可以安全地制取70℃~90℃的熱水，是適應低溫環境最好的冷媒。但是，二氧化碳作為冷媒，其臨界溫度低（31℃）,系統需要在超臨界狀態下工作，在通常情況下，水冷卻器難于將高溫高壓的二氧化碳冷媒直接冷卻成液態，雖然在水冷卻器入口采用低溫冷卻水（低于31℃）可以將高溫高壓的二氧化碳冷媒冷凝成液態，但是，熱泵冷卻水或循環水的溫度以及環境溫度并不能確保一年四季都低于二氧化碳冷媒的臨界溫度。因此，水冷卻器并不能確保二氧化碳冷媒在任何情況下都能冷凝成液態，而如果二氧化碳冷媒在進入節流裝置前沒有冷凝成液態，就無法實現節流蒸發的目的。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種能夠確保二氧化碳在冷卻水或循環水高于其臨界溫度時仍能冷凝成液態從而能夠作為冷媒使用的二氧化碳熱泵循環回路。

為解決上述技術問題，本實用新型二氧化碳熱泵循環回路采用的技術方案是：

二氧化碳熱泵循環回路，包括壓縮機、水冷卻換熱器、套管熱交換器、節流裝置、蒸發器，各部件通過管道進行以下連接：壓縮機的出口與水冷卻換熱器的冷媒管進口相連，水冷卻換熱器的冷媒管出口與套管熱交換器的管程進口相連，水冷卻換熱器的冷卻水管進口和冷卻水管出口分別連通外界的冷卻水進水管和冷卻水出水管，套管熱交換器的管程出口與節流裝置的進口相連，節流裝置的出口與蒸發器的進口相連，蒸發器的出口與套管熱交換器的殼程進口相連，套管熱交換器的殼程出口與壓縮機的進口相連，制熱運行時，經所述壓縮機壓縮后的二氧化碳氣體依次流經水冷卻換熱器的冷媒管、套管熱交換器的管程、節流裝置、蒸發器和套管熱交換器的殼程，最后回到壓縮機。

優選，所述水冷卻換熱器的冷媒管出口與所述蒸發器的進口之間還并聯一條化霜管道，所述化霜管道上串聯安裝一個常閉閥，其中：

制熱運行時，所述常閉閥關閉，經所述壓縮機壓縮后的二氧化碳氣體依次流經所述水冷卻換熱器的冷媒管、所述套管熱交換器的管程、所述節流裝置、所述蒸發器和所述套管熱交換器的殼程，最后回到壓縮機；

化霜運行時，所述常閉閥開啟，經所述壓縮機壓縮后的二氧化碳氣體流經所述水冷卻換熱器、所述化霜管道后進入所述蒸發器，從蒸發器出來后流經所述套管熱交換器的殼程后，最后回到壓縮機。

優選，所述常閉閥為常閉電磁閥，所述二氧化碳熱泵循環回路還包括控制系統和溫度傳感器，所述常閉電磁閥和溫度傳感器分別與控制系統電連接。

優選，所述壓縮機的出口還外接一個高壓開關，所述高壓開關包括一個用于測量壓縮機的出口排氣壓力的壓力傳感器和一個用于控制壓縮機停止運行的控制器，所述控制器內預設有使其控制壓縮機停止運行的壓力閾值。

優選，所述壓力閾值的范圍為14MPa~17MPa。