熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適于接暖氣片的空氣源0)2熱栗系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于高回水溫度，可接暖氣片供暖用空氣源CO2熱栗，在高回水溫度(50°C以上)時(shí)，仍可高效制熱供暖。
【背景技術(shù)】
[0002]不同于常規(guī)制冷劑熱栗循環(huán)系統(tǒng)，空氣源跨臨界CO2熱栗氣體冷卻器出口溫度的高低決定了系統(tǒng)能效比的高低，而氣體冷卻器出口溫度的大小在氣體冷卻器換熱面積確定的情況下，氣體冷卻器水側(cè)進(jìn)水溫度則是對(duì)其起決定性影響的重要參數(shù)。因此，原則上空氣源跨臨界CO2熱栗不適合于作為冬季供暖的熱源，但是由于其制冷劑為環(huán)境友好型，同時(shí)在低溫下運(yùn)行時(shí)，空氣源跨臨界CO2熱栗相對(duì)常規(guī)熱栗具有較高能效比的優(yōu)點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保要求，有必要在利用該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又能有效充分利用其所吸收熱量，故研發(fā)了一種適于接暖氣片的空氣源CO2熱栗系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在環(huán)境溫度-20°C情況下，滿足采暖暖氣片所需求的供回水溫70/50°C甚至更高要求的溫度需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供在不需要對(duì)室內(nèi)采暖末端改造的前提下，提供一種適合于直接對(duì)接暖氣片的空氣源0)2熱栗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在環(huán)境溫度-20°c下，可提供供回水溫度達(dá)700C /50°C，系統(tǒng)能效比大于2.0的室內(nèi)節(jié)能供暖。
[0004]上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種適于接暖氣片的空氣源CO2熱栗系統(tǒng)，該熱栗系統(tǒng)包括空氣源跨臨界CO 2熱栗系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)和供暖循環(huán)系統(tǒng)三部分；所述的空氣源跨臨界0)2熱栗系統(tǒng)主要由CO2高壓壓縮機(jī)、氣體冷卻器、熱回收器、第一電子膨脹閥和翅片換熱器組通過(guò)管道依次串連組成，所述的熱回收系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、第二電子膨脹閥和熱回收器通過(guò)管道依次串連組成，同時(shí)，所述的供暖循環(huán)系統(tǒng)的管路上還依次連接冷凝器和氣體冷卻器(連接冷凝器和氣體冷卻器還同時(shí)被串連在供暖循環(huán)系統(tǒng)中)。
[0006]所述的空氣源跨臨界0)2熱栗系統(tǒng)與熱回收系統(tǒng)之間通過(guò)熱回收器進(jìn)行偶合；供暖循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水依次通過(guò)熱回收系統(tǒng)冷凝器和空氣源跨臨界CO2熱栗系統(tǒng)的氣體冷卻器進(jìn)行兩次加熱，實(shí)現(xiàn)回水溫度吸收兩個(gè)換熱器的熱量，梯度加熱到室內(nèi)暖氣片所需要的供水溫度，實(shí)現(xiàn)熱用戶供暖要求。
[0007]上述適于接暖氣片的空氣源0)2熱栗系統(tǒng)，該熱栗系統(tǒng)主要由CO2高壓壓縮機(jī)、氣體冷卻器、熱回收器、翅片換熱器組、壓縮機(jī)、冷凝器、循環(huán)水栗、第一和第二電子膨脹閥及管道等組成。
[0008]空氣源跨臨界0)2熱栗系統(tǒng)主要由CO2高壓壓縮機(jī)、氣體冷卻器、熱回收器、第一電子膨脹閥、翅片換熱器組等部件組成，它們之間通過(guò)管道依次串連形成閉合循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中采用的工質(zhì)為CO2氣體，第一電子膨脹閥為高壓差電子膨脹閥(高低壓差不小于40bar)。在翅片換熱器組內(nèi)，低溫低壓兩相態(tài)的CO2吸收外部環(huán)境空氣熱量后，形成具有一定過(guò)熱度的CO2氣體；而后該CO 2氣體通過(guò)CO 2高壓壓縮機(jī)壓縮為高溫高壓的超臨界CO 2氣體，在氣體冷卻器內(nèi)加熱供熱回水至供暖需求溫度；然后仍然具有一定溫度的0)2氣體進(jìn)入熱回收器，作為熱回收系統(tǒng)蒸發(fā)器的熱源放出熱量，形成高壓低溫CO2;最后通過(guò)第一電子膨脹閥，節(jié)流形成低溫低壓兩相態(tài)的CO2進(jìn)入翅片換熱器組，完成吸熱和放熱的一個(gè)循環(huán)流程。
[0009]熱回收系統(tǒng)主要由常規(guī)制冷劑壓縮機(jī)、冷凝器、第二電子膨脹閥、熱回收器等部件組成，它們之間通過(guò)管道依次串連形成閉合循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中采用的工質(zhì)為常規(guī)制冷劑，優(yōu)選R_134a、R-410A等人工合成具有一定環(huán)保特性且物性穩(wěn)定的制冷劑，第二電子膨脹閥為常規(guī)制冷系統(tǒng)電子膨脹閥。在熱回收器內(nèi)，系統(tǒng)采用的低溫低壓常規(guī)制冷劑吸收流經(jīng)空氣源跨臨界CO2熱栗系統(tǒng)氣體冷卻器后的仍然具有一定溫度的超臨界CO 2氣體所攜帶的熱量，氣化為具有一定過(guò)熱度的制冷氣體；而后在常規(guī)制冷劑壓縮機(jī)內(nèi)壓縮為高溫高壓制冷劑氣體，在冷凝器內(nèi)釋放熱量加熱供暖循環(huán)系統(tǒng)回水，冷凝為具有一定過(guò)冷度的液態(tài)制冷劑后，通過(guò)常規(guī)制冷系統(tǒng)電子膨脹閥節(jié)流，進(jìn)入到熱回收器中，完成熱量回收和加熱供暖循環(huán)系統(tǒng)回水的循環(huán)功能。
[0010]所述的供暖循環(huán)系統(tǒng)主要由冷凝器、氣體冷卻器、循環(huán)水栗和熱用戶末端設(shè)備通過(guò)管道依次串連組成。熱用戶末端設(shè)備、熱回收系統(tǒng)冷凝器、空氣源跨臨界CO2熱栗系統(tǒng)氣體冷卻器、循環(huán)水栗等部件之間通過(guò)管道依次串連形成閉合循環(huán)系統(tǒng)。供暖系統(tǒng)回水依次經(jīng)過(guò)熱回收系統(tǒng)冷凝器和空氣源跨臨界CO2熱栗系統(tǒng)氣體冷卻器兩次加熱至需求的供暖供水溫度，經(jīng)循環(huán)水栗栗送至熱用戶采暖末端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)熱用戶供暖需求。
[0011]本發(fā)明的系統(tǒng)中，空氣源跨臨界0)2熱栗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低溫空氣側(cè)吸收熱量，通過(guò)氣體冷卻器加熱循環(huán)熱水和通過(guò)熱回收器向熱回收系統(tǒng)放熱的功能；空氣源跨臨界0)2熱栗系統(tǒng)和熱回收系統(tǒng)通過(guò)熱回收器進(jìn)行偶合；熱回收系統(tǒng)通過(guò)熱回收器吸收空氣源跨臨界CO2熱栗系統(tǒng)的部分熱量，通過(guò)冷凝器放熱給循環(huán)熱水。供暖系統(tǒng)循環(huán)水通過(guò)熱回收系統(tǒng)冷凝器和空氣源跨臨界CO2熱栗系統(tǒng)氣體冷卻器分兩次加熱，實(shí)現(xiàn)熱用戶供暖要求。該系統(tǒng)克服了單純空氣源跨臨界CO2熱栗系統(tǒng)用于供暖效率低的先天性問(wèn)題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了空氣熱源利用的最大化。
[0012]本發(fā)明的適于接暖氣片的空氣源CO2熱栗系統(tǒng)可用于冬季循環(huán)加熱供暖，供回水溫度達(dá)70°c /50°C，在-20°C的環(huán)境溫度下，COP達(dá)2.0 ;供暖末端可直接用暖氣片。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的一種適于接暖氣片的空氣源CO2熱栗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]主要附圖標(biāo)記:
[0015]A空氣源跨臨界0)2熱栗系統(tǒng)
[0016]B熱回收系統(tǒng)
[0017]C供暖循環(huán)系統(tǒng)
[0018]I CO2高壓壓縮機(jī)2氣體冷卻器
[0019]3熱回收器4第一電子膨脹閥
[0020]5翅片換熱器組 6常規(guī)制冷劑壓縮機(jī)
[0021]7冷凝器8第二電子膨脹閥
[0022]9熱水循環(huán)水栗
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，為本發(fā)明的一種適于接暖氣片的空氣源0)2熱栗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意和系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)包括空氣源跨臨界0)2熱栗系統(tǒng)A、熱回收系統(tǒng)B和供暖循環(huán)系統(tǒng)C三個(gè)部分，包括CO2高壓壓縮機(jī)1、氣體冷卻器2、熱回收器3、翅片換熱器組5、常規(guī)制冷劑壓縮機(jī)6、冷凝器7、熱水循環(huán)水栗9、第一電子膨脹閥4、第二電子