[实用新型]引入分离型热管以实现制冷、供暖和制备生活热水于一体的跨临界CO2热泵系统

说明书

本实用新型公开了一种引入分离型热管以实现制冷、供暖和制备生活热水于一体的跨临界CO₂热泵系统，包括CO₂热泵循环、水循环、供暖循环和压缩机回油循环。本实用新型的跨临界CO₂热泵系统引入分离型热管（冷凝段），将制冷、供暖和制备生活热水合为一体，实用性强，可获取高达95℃的供暖和生活热水，在冬季将气冷器中的热量以对流和辐射形式传递到房间中，提高房间温度与供热舒适度。此外，在外界低温情况下，可自动切换为热管循环，解决传统的蒸发器结霜问题，节约能耗，降低经济成本。

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵技术领域，特别是涉及一种引入分离型热管的空气源热泵循环。

背景技术

热泵技术是近年来在全球倍受关注的新能源技术，采用热泵技术可以节约大量高品位能源，满足人们对能源的需求。人们可以利用传统的制冷工质在热泵循环冷凝器中释放的热量，获取55-60℃的生活热水，而此温度的热水并不能满足人们对热水的高度需求。传统的热泵系统按照逆卡诺循环工作，不足之处在于，在外界温度较低时，蒸发器表面易发生结霜，结霜使得蒸发器的吸收冷库内热负荷能力下降，降低系统的制冷能力。此外，由于传统制冷工质在热泵领域中的使用会导致温室效应和臭氧层破坏，正在逐渐被淘汰。CO₂热泵作为新兴的技术，使用CO₂作为制冷工质，具有环境性能优良、经济性好、化学稳定性好、安全无毒不可燃、热力性能良好等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是改进以传统制冷工质为制冷剂的热泵系统，防止CO₂热泵循环中蒸发器工作时表面发生结霜，充分利用气体冷却器中CO₂的热量，制备高达95℃的供暖热水和生活热水。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种引入分离型热管以实现制冷、供暖和制备生活热水于一体的跨临界CO₂热泵系统，其特征在于：包括CO₂热泵循环、水循环、供暖循环和压缩机回油循环；CO₂热泵循环包含压缩机、油分离器、气体冷却器、回热器、节流阀、低压储液器、蒸发器、分离型热管1和气液分离器；在所述的CO₂热泵循环中，所述的压缩机将CO₂压缩至高温高压的超临界状态，其排气口处设置所述的油分离器，油储存在所述的油分离器（2）的下部；随后高温高压的CO₂进入所述的气体冷却器，经所述的水循环中的冷却水冷却，在所述的回热器中进一步降温，经所述的节流阀（5）降温降压节流至低温低压的气液两相态，与来自所述的气液分离器的液态CO₂一同进入所述的低压储液器，所述的低压储液器产生的液态CO₂，进入所述的的蒸发器或所述的分离型热管1中吸热进行制冷后，变成饱和气态CO₂，进入所述的回热器，饱和气态CO₂与所述的气体冷却器出来的CO₂进行换热变成过热的CO₂，过热的CO₂经所述的气液分离器分离出的CO₂气体与所述的低压储液器中产生的CO₂气体以及储油罐中产生的闪发CO₂气体汇合，进入所述的压缩机吸气口重新被压缩；所述的水循环包括水箱、水泵1、水泵2、空气冷却器、冷水机组、电加热器与所述的CO₂热泵循环中的所述的的气体冷却器；从所述的气体冷却器出来的高温水将被所述的空气冷却器与所述的冷水机组冷却后，汇合进入所述的水箱中；所述的水泵1将所述的水箱中的水加压抽回到所述的气体冷却器入口处完成所述的水循环，以获取生活热水；所述的供暖循环由所述的CO₂热泵循环中的所述的气体冷却器与分离型热管2串联，为房间供暖；所述的压缩机回油循环包括所述的压缩机、所述的油分离器和所述的储油罐；所述的压缩机排出高温高压的超临界CO₂，经过所述的压缩机排气口处设置的所述的油分离器，将油储存在所述的油分离器的下部，当所述的压缩机缺油时，经所述的储油罐补充到所述的压缩机中，完成所述的压缩机回油循环。