[實(shí)用新型]提升二氧化碳熱泵COP值的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821462161.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209801789U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚一飛;寧語(yǔ)聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 譚一飛
• 主分類號(hào): F24H4/02
• 分類號(hào): F24H4/02;F01K25/10
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 高彥

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N提升二氧化碳熱泵COP值的系統(tǒng)，包括：跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備及超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)備；通過(guò)跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備輸出的超臨界二氧化碳作為熱源來(lái)驅(qū)動(dòng)所述超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的電能再供給所述跨臨界二氧化碳熱泵壓縮機(jī)，輸出的乏汽余熱繼續(xù)供冷凝器放熱，部分熱能1:1重新轉(zhuǎn)化為電能再使用，從而提升整個(gè)熱泵系統(tǒng)的COP值。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及跨臨界二氧化碳熱循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及提升二氧化碳熱泵COP值的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

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

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本申請(qǐng)的目的在目前的二氧化碳熱泵熱水器中，加入超臨界CO2發(fā)電系統(tǒng)，將部分熱能轉(zhuǎn)化為電能于提供提升二氧化碳熱泵COP值的系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N提升二氧化碳熱泵COP值的系統(tǒng)，包括：跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備及超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)備；所述跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備包括：跨臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、冷凝器、膨脹閥、及蒸發(fā)器；所述跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備與超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)備間通過(guò)循環(huán)管路連通以實(shí)現(xiàn)熱交換介質(zhì)為二氧化碳的跨臨界循環(huán)；所述跨臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)具有第一電源接口；所述跨臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)具有用于壓縮二氧化碳以對(duì)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(fā)電設(shè)備具有第二入口及第二出口，所述第二入口經(jīng)所述循環(huán)管路連通所述第一出口，以從跨臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)獲得經(jīng)升溫的超臨界二氧化碳作為發(fā)電熱源，所述超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)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?jí)嚎s機(jī)的第一電源接口進(jìn)行供電；所述第二出口連通所述循環(huán)管路并依次經(jīng)所述冷凝器、膨脹閥及蒸發(fā)器后連通至所述跨臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的第一入口。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述循環(huán)管路包括第一循環(huán)管路段及第二循環(huán)管路段；所述第一循環(huán)管路段連通在所述跨臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的第一入口與回?zé)釂卧g；所述第二循環(huán)管路段連接在所述第二出口與回?zé)釂卧g；其中，所述第二循環(huán)管路段與第一循環(huán)管路段間進(jìn)行熱交換。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述第一循環(huán)管路段與第二循環(huán)管路段間直接接觸或通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述冷凝器與待加熱物間設(shè)置成能進(jìn)行熱交換的位置關(guān)系；以及/或者，所述蒸發(fā)器與待吸熱物間設(shè)置成能進(jìn)行熱交換的位置關(guān)系。

于本申請(qǐng)的一實(shí)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(qǐng)的一實(shí)施例中，所述跨臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)還具有第二電源接口，供接入電網(wǎng)用電。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)備包括：超臨界二氧化碳汽輪機(jī)、及由所述超臨界二氧化碳汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述第二入口及第二出口位于所述汽輪機(jī)。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述供電接口位于所述發(fā)電機(jī)。

如上所述，本申請(qǐng)?zhí)峁┨嵘趸紵岜肅OP值的系統(tǒng)，包括：跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備及超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)備；通過(guò)跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備輸出的二氧化碳作為熱源來(lái)驅(qū)動(dòng)所述超臨界二氧化碳發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的電能再供給給所述跨臨界二氧化碳熱泵設(shè)備，從而提升整個(gè)熱泵系統(tǒng)的COP值；例如對(duì)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(jī)，在熱電轉(zhuǎn)換效率為10％的情況下，則COP值變?yōu)?*0.9/(1-5*0.1)＝9，則系統(tǒng)COP值提高80％。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本申請(qǐng)一實(shí)施例中提升二氧化碳熱泵COP值的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。