[發明專利]一種機械輔助過冷CO2跨臨界熱泵供暖系統

在審

• 申請號: 201810093121.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108105833A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 代寶民;劉圣春;姜文玲;崔志杰;孟憧景
• 申請（專利權）人: 天津商業大學
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F25B9/00;F25B30/06
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

本發明公開了一種機械輔助過冷CO2跨臨界熱泵供暖系統。本發明包括機械輔助過冷熱泵系統和CO2熱泵系統；暖氣片的回水經三通閥流入冷凝器加熱后流入混合罐；經冷卻蒸發器流出的制冷劑經輔助循環壓縮機流入冷凝器化熱降溫后經輔助循環節流閥流入冷卻蒸發器；CO2熱經蒸發器流出經過壓縮機后進入氣體冷卻器，再經過設置冷卻蒸發器和節流閥的管路進入蒸發器，暖氣片的回水經三通閥流入氣體冷卻器加熱后流入混合罐，混合罐通過管路連接暖氣片的入水口。本發明通過機械過冷系統對CO2系統氣體冷卻器出口的CO2進行過冷，降低進入節流閥前CO2溫度，減小節流損失，并進一步降低CO2運行高壓，保證CO2熱泵系統高效運行。

技術領域

本發明涉及供暖技術領域，更具體的說，是涉及機械輔助過冷的CO2熱泵系統。

背景技術

供暖行業作為對國民經濟發展有著全局性，先導性影響的基礎產業，與人們的生活息息相關。近年來，我國的集中供暖事業得到了迅猛的發展，集中供暖已從大城市走向中小城鎮，從機關單位，公共建筑普及到居民采暖。

我國北方大部分城鎮和農村地區的采暖方式都是依靠燃煤，而且還是低質煤，其燃燒產生的污染物更多，對環境的危害更大。為治理北方冬季霧霾問題，政府提出采用煤改電等措施解決北方冬季供暖，即通過用電、燃氣等清潔能源代替傳統的燃煤供熱。對于直接電熱(電鍋爐、電暖器、發熱電纜等)的供暖方式，能量直接從高品位的電能轉換為低品位的熱能，雖然清潔方便，但是能源利用率低下、能耗大，居民無法承受。針對這一問題，可采用空氣源熱泵，通過少量的高品位電能輸入，獲得更多的熱能用于供暖，達到高效清潔供暖的目的。

針對老式供暖系統，其末端通常采用暖氣片，要求一般暖氣片進水溫度60-85℃，回水溫度50-75℃，供回水溫差較小。如采用空氣源熱泵取代燃煤鍋爐后，其供回水溫度應保持不變。然而目前市場上銷售的滿足這一工況條件的空氣源熱泵產品使用的制冷劑主要為HFC或HCFC類人工合成制冷劑，這些制冷劑GWP值較高，具有較強的溫室效應。2016年10月全球達成的《蒙特利爾議定書》基加利修正案提出要重點削減HFC類化合物。

為了尋求新一代環保工質，自然工質CO2逐漸引起了人們的廣泛關注。然而CO2熱泵適用于供回水溫差大的系統(比如用于熱泵熱水器系統)，如采用CO2熱泵用于供暖，其能效較低。

因此，迫切需要提高供回水溫差且不降低CO2熱泵系統能效的CO2熱泵供暖系統，以滿足高效環保的供暖要求。

發明內容

本發明目的在于提供一種機械輔助過冷CO2跨臨界熱泵供暖系統，由機械輔助過冷熱泵系統和CO2跨臨界熱泵系統組成，其中機械過冷熱泵系統為傳統的蒸汽壓縮制冷循環，制冷劑為R152a、R1234yf等低GWP制冷劑。