[發明專利]提升二氧化碳熱泵COP值的系統

在審

• 申請號: 201811041321.0
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN110887230A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 譚一飛;寧語聰
• 申請（專利權）人: 譚一飛
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F01K25/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 高彥

本申請提供提升二氧化碳熱泵COP值(制熱能效比)的系統，包括：跨臨界二氧化碳熱泵設備及超臨界二氧化碳發電設備；通過跨臨界二氧化碳熱泵設備輸出的超臨界二氧化碳作為熱源來驅動所述超臨界二氧化碳發電設備進行發電，產生的電能再供給所述跨臨界二氧化碳熱泵壓縮機，輸出的乏汽余熱繼續供冷凝器放熱，部分熱能1:1重新轉化為電能再使用，從而提升整個熱泵系統的COP值。

技術領域

本申請涉及跨臨界二氧化碳熱循環技術領域，特別是涉及提升二氧化碳熱泵COP值的系統。

背景技術

目前的二氧化碳熱泵熱水器，其COP值(能效比)最高可達到5以上，即耗費1W電，吸收4W熱，最終產生5瓦的熱能，如果要再提高其COP值，較為困難。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本申請的目的在目前的二氧化碳熱泵熱水器中，加入超臨界CO2發電系統，將部分熱能轉化為電能于提供提升二氧化碳熱泵COP值的系統，用于解決現有技術中的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本申請提供一種提升二氧化碳熱泵COP值的系統，包括：跨臨界二氧化碳熱泵設備及超臨界二氧化碳發電設備；所述跨臨界二氧化碳熱泵設備包括：跨臨界二氧化碳壓縮機、冷凝器、膨脹閥、及蒸發器；所述跨臨界二氧化碳熱泵設備與超臨界二氧化碳發電設備間通過循環管路連通以實現熱交換介質為二氧化碳的跨臨界循環；所述跨臨界二氧化碳壓縮機具有第一電源接口；所述跨臨界二氧化碳壓縮機具有用于壓縮二氧化碳以對其升溫的壓縮腔室，所述壓縮腔室連通有第一入口及第一出口；所述超臨界二氧化碳發電設備具有第二入口及第二出口，所述第二入口經所述循環管路連通所述第一出口，以從跨臨界二氧化碳壓縮機獲得經升溫的超臨界二氧化碳作為發電熱源，所述超臨界二氧化碳發電設備具有供電接口，所供電接口電性連接至所述跨臨界二氧化碳壓縮機的第一電源接口進行供電；所述第二出口連通所述循環管路并依次經所述冷凝器、膨脹閥及蒸發器后連通至所述跨臨界二氧化碳壓縮機的第一入口。

于本申請的一實施例中，所述循環管路包括第一循環管路段及第二循環管路段；所述第一循環管路段連通在所述跨臨界二氧化碳壓縮機的第一入口與回熱單元之間；所述第二循環管路段連接在所述第二出口與回熱單元之間；其中，所述第二循環管路段與第一循環管路段間進行熱交換。

于本申請的一實施例中，所述第一循環管路段與第二循環管路段間直接接觸或通過導熱介質進行熱交換。

于本申請的一實施例中，所述冷凝器與待加熱物間設置成能進行熱交換的位置關系；以及/或者，所述蒸發器與待吸熱物間設置成能進行熱交換的位置關系。

于本申請的一實施例中，所述待加熱物包括生活用水；以及/或者，所述待吸熱物包括空氣。

于本申請的一實施例中，所述跨臨界二氧化碳壓縮機還具有第二電源接口，供接入電網用電。

于本申請的一實施例中，所述超臨界二氧化碳發電設備包括：超臨界二氧化碳汽輪機、及由所述超臨界二氧化碳汽輪機驅動發電的發電機。

于本申請的一實施例中，所述第二入口及第二出口位于所述汽輪機。

于本申請的一實施例中，所述供電接口位于所述發電機。

如上所述，本申請提供提升二氧化碳熱泵COP值的系統，包括：跨臨界二氧化碳熱泵設備及超臨界二氧化碳發電設備；通過跨臨界二氧化碳熱泵設備輸出的二氧化碳作為熱源來驅動所述超臨界二氧化碳發電設備進行發電，產生的電能再供給給所述跨臨界二氧化碳熱泵設備，從而提升整個熱泵系統的COP值；例如對于COP值為5的CO2熱泵熱水器，中間接入S-CO2(超臨界二氧化碳)汽輪機，在熱電轉換效率為10％的情況下，則COP值變為5*0.9/(1-5*0.1)＝9，則系統COP值提高80％。

附圖說明

圖1顯示為本申請一實施例中提升二氧化碳熱泵COP值的系統的結構示意圖。