[发明专利]一种高能效超低温空气源CO2热泵

说明书

技术领域

本发明属于超低温CO₂热泵循环系统，特别是一种高能效超低温空气源CO₂热泵。

背景技术

传统的热泵热水器系统主要由压缩机、节流阀、蒸发器以及冷凝器构成，基本工作原理为：制冷剂在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体媒体，蒸发器出来的气体媒体经过压缩机的压缩，变为高温高压的气体媒体，高温高压的气体媒体在冷凝器中将热能释放给高温物体、同时自身变为高压液体媒体，高压液体媒体流经膨胀阀节流降压，再变为过热液体媒体，进入蒸发器，如此循环。

随着科技的进步以及人们节能意识的提高，近年来，热泵热水器市场发展迅速，欧美、日本等地区CO₂空气源热泵热水器在市场已有一定市场容量。CO₂空气源热泵热水器在国内越来越多的厂家开始投入研发，因空气源热泵产品在低温环境下，制热能力衰减明显，能效下降迅速，常规热泵普遍采用增焓压缩机来解决低温环境下机组运行问题，但工作环境温度只能-20°以上制取55°的热水，在北方极寒冷-20°以下地区民用和商用领域存在较大的市场空间和应用价值，但常规热泵在此环境下无法正常平稳工作运行，所以解决极寒温度下热泵能力衰减和能效较低的问题显得尤为重要。

普通空气源热泵机组由于受压缩机运行范围、运行特性和要求的限制，在室外温度低于-15°的情况下，机组的制热能力和效率衰减明显，而且在低温环境下，热泵系统还会出现回液、排气温度高、超范围运行等问题，但普通热泵通过革新压缩机结构，通过增焓技术使热泵在低温环境下的能力有了部分提高，能在-20°的环境下工作运行，基本满足相关功能，但在更低的环境温度下还是不能稳定工作运行的，基于以上事实解决超低温环境下的机组制热能力下降、效率低、化霜回油难等技术瓶颈显得尤为急切和重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有常规热泵热水器产品在极寒环境温度下不能制取热水的缺陷，提供一种高能效超低温空气源CO₂热泵。

为达到上述目的，本发明的高能效超低温空气源CO₂热泵，包括双级压缩机、气体冷却器、液体储存器、辅助交换器、第一节流阀、第二节流阀、蒸发器、气液分离器，其特征是：

所述的气体冷却器具有CO₂冷媒通道、热水循环通道；

所述的液体储存器具有A1进液口、B1出液口、C1出液口；

所述的辅助交换器具有互相独立的两个CO2冷媒通道；

所述的蒸发器具有CO₂冷媒通道；

所述的气液分离器具有A2进液口、B2进液口、C2出液口；

所述气体冷却器的CO₂冷媒通道的两端分别连接所述双级压缩机的高压侧、液体储存器的A1进液口，所述液体储存器的C1出液口、辅助交换器的一个CO₂冷媒通道、第一节流阀、蒸发器的CO₂冷媒通道、气液分离器的A2进液口依次连接，所述气液分离器的C2出液口连接所述双级压缩机的低压测，构成主回路，所述的第一节流阀控制主回路冷媒的节流降压；

所述液体储存器的B1出液口、第二节流阀、辅助交换器的另一个CO₂冷媒通道、气液分离器的B2进液口依次连接，构成辅助回路，所述的第二节流阀控制辅助回路的节流降压。

作为优选技术手段：关闭第二节流阀，CO₂热泵由所述的双级压缩机、气体冷却器、液体储液器、辅助交换器、第一节流阀、蒸发器、气液分离器构成常温制热循环系统，用于常规环境温度时制取热水。

作为优选技术手段：关闭第二节流阀，CO₂热泵由所述的双级压缩机、气体冷却器、液体储液器、辅助交换器、第一节流阀、蒸发器、气液分离器构成常温制热循环系统，同时由所述液体储存器、第二节流阀、辅助交换器、气液分离器组成增气回油辅助系统，通过所述常温制热循环系统、增气回油辅助系统同时工作，用于低环境温度时制取热水。

作为优选技术手段：所述气体冷却器的热水循环通道关闭，由双级压缩机、气体冷却器、液体储存器、辅助交换器、第一节流阀、蒸发器、气液分离器构成主回路化霜系统，同时由第二节流阀、辅助交换器、气液分离器组成增气升温辅助化霜系统，通过所述主回路化霜系统、增气升温辅助化霜系统同时工作实现极寒环境的化霜。

作为优选技术手段：所述气液分离器的C2出液口连接有位于所述气液分离器内部的吸气管路，所述的吸气管路上有回油孔洞。