[实用新型]一种暖气片供暖用跨临界CO2热泵系统

说明书

【技术领域】

本实用新型属于热泵技术领域，特别涉及一种暖气片供暖用跨临界CO₂热泵系统。

【背景技术】

机械压缩式热泵技术利用少量高品位的机械能，利用压缩机完成制冷剂在系统中的循环，将热量从较低温度的热源中提取后加热其它介质，即通过消耗少量的高品位能量，将低品位能量提升为高品位能量。空气源热泵以室外空气为热源进行供暖或供应热水，其安装使用方便，对环境污染较小，其节能效果要明显高于电加热等采暖方式。但是由于空气源热泵在低温环境下运行存在着一些不足，如随着环境温度的降低，室内热负荷需求增大，而空气源热泵的制热量会减小，不能满足室内需求；同时由于环境温度降低，蒸发压力也随之降低，压缩机压比增大，排气温度升高，容易引起压缩机过热保护而停机，空气源热泵在我国北方大部分地区尚未得到普遍应用。

CO₂属于惰性气体，无毒无刺激；良好的安全性和化学稳定性，安全无毒，不可燃，即便在高温下也不分解产生有害气体；其对全球变暖潜力指数GWP为1，CO₂不需要工业合成，只需要在大气中提取就可以，使用方便；同时，它对大气臭氧层无任何破环作用，ODP为0。并且，CO₂本身优越的热物理特性以及良好的迁移特性也适合其作为制冷工质，导热系数以及定压比热高，蒸汽密度小，动力粘度小，表面张力小，这些特点为机组的小型化以及成本节省提供了前提。CO₂临界温度为30.98℃，临界压力为7.38MPa，在跨临界区与外部介质换热时不发生相变，因此跨临界CO₂循环不存在潜热交换和冷凝过程。考虑到CO₂较高的临界压力，在相同的条件下，跨临界CO₂热泵能够将水加热到更高的温度。

跨临界CO₂热泵可以把水温升到更高的温度，适应于将冷水(10℃-15℃)直接加热到80℃以上的直热式热泵。由于跨临界CO₂系统受气体冷却器进水温度影响大，随着进水温度的升高，机组性能变差，特别是在低环境温度，进出水温度为40℃/45℃采暖工况下，跨临界CO₂热泵制热能效比较低，将其直接应用于采暖加热存在一定的技术难题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种暖气片供暖用跨临界CO₂热泵系统，以解决现有供暖热泵系统采用CO₂工质时存在的问题，使跨临界CO₂热泵系统能够高效稳定的应用于暖气片形式供暖。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种暖气片供暖用跨临界CO₂热泵系统，包括第一冷凝器、第一蒸发器、第一压缩机、气体冷却器、第二压缩机、气液分离器和第二蒸发器；暖气片的回水管路分成两路，一路连接第一冷凝器的回水入口，另一路连接第一蒸发器的回水入口；第一冷凝器的回水出口连接混合器的第一入口，第一蒸发器的回水出口连接气体冷却器的回水入口，气体冷却器的回水出口连接混合器的第二入口，混合器的出口连接暖气片供暖系统；第一压缩机的出口连接第一冷凝器的工质入口，第一冷凝器的工质出口通过第一膨胀阀连接第一蒸发器的工质入口，第一蒸发器的工质出口连接第一压缩机的入口；第二压缩机的出口连接气体冷却器的工质入口，气体冷却器的工质出口通过第二蒸发器连接气液分离器的气体入口，气液分离器的气体出口连接第二压缩机的入口。

本实用新型进一步的改进在于：第一冷凝器的工质出口设有第一膨胀阀；气体冷却器的工质出口设有第二膨胀阀。

本实用新型进一步的改进在于：气液分离器中设有加热盘管；加热盘管的入口连接暖气片的回水管路，加热盘管的出口连接暖气片供暖系统。

本实用新型进一步的改进在于：加热盘管的入口设有电磁阀。

本实用新型进一步的改进在于：所说暖气片供暖用跨临界CO₂热泵系统中的工质为CO₂。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过合理设置系统流程，将跨临界CO₂热泵系统应用于暖气片形式供暖，极大的提升了热泵系统循环效率，使得新型环保工质能应用于房间供暖，对于原有基础设施节能减排改造具有极大的实际意义。