[實(shí)用新型]一種機(jī)械輔助過冷CO2跨臨界熱泵供暖系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820161057.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN208011829U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代寶民;劉圣春;姜文玲;崔志杰;孟憧景
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F24D3/18
• 分類號(hào): F24D3/18;F25B9/00;F25B30/06
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

本實(shí)用新型公開了一種機(jī)械輔助過冷CO₂跨臨界熱泵供暖系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括機(jī)械輔助過冷熱泵系統(tǒng)和CO₂熱泵系統(tǒng)；暖氣片的回水經(jīng)三通閥流入冷凝器加熱后流入混合罐；經(jīng)冷卻蒸發(fā)器流出的制冷劑經(jīng)輔助循環(huán)壓縮機(jī)流入冷凝器化熱降溫后經(jīng)輔助循環(huán)節(jié)流閥流入冷卻蒸發(fā)器；CO₂熱經(jīng)蒸發(fā)器流出經(jīng)過壓縮機(jī)后進(jìn)入氣體冷卻器，再經(jīng)過設(shè)置冷卻蒸發(fā)器和節(jié)流閥的管路進(jìn)入蒸發(fā)器，暖氣片的回水經(jīng)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。本實(shí)用新型通過機(jī)械過冷系統(tǒng)對(duì)CO₂系統(tǒng)氣體冷卻器出口的CO₂進(jìn)行過冷，降低進(jìn)入節(jié)流閥前CO₂溫度，減小節(jié)流損失，并進(jìn)一步降低CO₂運(yùn)行高壓，保證CO₂熱泵系統(tǒng)高效運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及供暖技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及機(jī)械輔助過冷的CO₂熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

供暖行業(yè)作為對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著全局性，先導(dǎo)性影響的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，與人們的生活息息相關(guān)。近年來，我國的集中供暖事業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，集中供暖已從大城市走向中小城鎮(zhèn)，從機(jī)關(guān)單位，公共建筑普及到居民采暖。

我國北方大部分城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)的采暖方式都是依靠燃煤，而且還是低質(zhì)煤，其燃燒產(chǎn)生的污染物更多，對(duì)環(huán)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?xì)獾惹鍧嵞茉创鎮(zhèn)鹘y(tǒng)的燃煤供熱。對(duì)于直接電熱(電鍋爐、電暖器、發(fā)熱電纜等)的供暖方式，能量直接從高品位的電能轉(zhuǎn)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(duì)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(dá)到高效清潔供暖的目的。

針對(duì)老式供暖系統(tǒng)，其末端通常采用暖氣片，要求一般暖氣片進(jìn)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(yīng)保持不變。然而目前市場(chǎng)上銷售的滿足這一工況條件的空氣源熱泵產(chǎn)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(qiáng)的溫室效應(yīng)。2016年10月全球達(dá)成的《蒙特利爾議定書》基加利修正案提出要重點(diǎn)削減HFC類化合物。

為了尋求新一代環(huán)保工質(zhì)，自然工質(zhì)CO₂逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注。然而CO₂熱泵適用于供回水溫差大的系統(tǒng)(比如用于熱泵熱水器系統(tǒng))，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(tǒng)能效的CO₂熱泵供暖系統(tǒng)，以滿足高效環(huán)保的供暖要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提供一種機(jī)械輔助過冷CO₂跨臨界熱泵供暖系統(tǒng)，由機(jī)械輔助過冷熱泵系統(tǒng)和CO₂跨臨界熱泵系統(tǒng)組成，其中機(jī)械過冷熱泵系統(tǒng)為傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷循環(huán)，制冷劑為R152a、R1234yf等低GWP制冷劑。

本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：一種機(jī)械輔助過冷CO₂跨臨界熱泵聯(lián)合供暖系統(tǒng)，包括機(jī)械輔助過冷熱泵系統(tǒng)和CO₂熱泵系統(tǒng)；機(jī)械輔助過冷熱泵系統(tǒng)包括冷凝器、輔助循環(huán)節(jié)流閥、冷卻蒸發(fā)器和輔助循環(huán)壓縮機(jī)，冷卻蒸發(fā)器流出的制冷劑經(jīng)輔助循環(huán)壓縮機(jī)流入冷凝器化熱降溫后經(jīng)輔助循環(huán)節(jié)流閥流入冷卻蒸發(fā)器；CO₂熱泵系統(tǒng)包括氣體冷卻器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和節(jié)流閥，CO₂經(jīng)蒸發(fā)器流出經(jīng)過壓縮機(jī)后進(jìn)入氣體冷卻器，再經(jīng)過設(shè)置冷卻蒸發(fā)器和節(jié)流閥的管路進(jìn)入蒸發(fā)器；暖氣片的回水流經(jīng)三通閥，分為兩路，一路流過機(jī)械輔助過冷系統(tǒng)的冷凝器，另一路回水流至CO₂循環(huán)的氣體冷卻器，最終兩路熱水流至混合罐，混合后的熱水輸送至暖氣片。