CN109780723A

CN109780723A - Co2热应用装置

Info

Publication number: CN109780723A
Application number: CN201711115804.6A
Authority: CN
Inventors: 游素月
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明提供一CO₂热应用装置，包括：一CO₂热应用系统与一储热系统。该CO₂热应用系统有一CO₂致冷循环，该循环由一第一热交换器、一压缩机、一第二热交换器与一膨胀阀组成，连同一热循环配置在一CO₂热泵设备中。其中，该CO₂致冷循环采用蒸发压缩方式将二氧化碳冷凝至超临界的气体，相对减少空气中CO₂含量，既不影响地球生态环境，又能降低地球平均的气温，减缓温室效应的威胁。该储热系统有一通过第二热交换器的管路，引导常温水与CO₂致冷循环热交换为高温水，达到加热效果，而且用电量少。该热循环将CO₂致冷循环外部的热气输出，烘干厨余等废弃物，兼具再利用的效能。

Description

CO2热应用装置

技术领域

本发明涉及加温的热应用领域，特别是指一种采用蒸发压缩方式将CO₂冷凝至超临界气体的装置。

背景技术

在热应用领域中，早期的加热方法是燃烧。燃烧木炭致生黑烟，或是产生一氧化碳、二氧化碳等有害气体。燃烧天然气直接加热水温，耗费能源的使用效率大约是80％。

近期加热方法采用电热水器，将常温水直接加热至高温水。电热水器的常规做法，用一度电产生860大卡的热量，耗费能源的使用效率约为95％。

因此，采取新技术取代既有的热应用方式，就成为业内亟待解决的课题。

发明内容

本发明提供一种CO₂热应用装置，目的在于：采用蒸发压缩方式，将CO₂冷凝至超临界的气体，同时与常温水进行热交换，既不影响地球生态环境，又能达到加热效果，兼具再利用的效能。

为了达到上述目的，本发明的CO₂热应用装置包括：

一CO₂热应用系统，包括：一CO₂致冷循环，由一第一热交换器、一压缩机、一第二热交换器与一膨胀阀组成，该CO₂致冷循环采用蒸发压缩方式将二氧化碳冷凝至超临界的气体；一热循环，将CO₂致冷循环外部的热气输出；以及

一储热系统，其有一通过第二热交换器的管路，该管路一端是常温的进水端，另端是高温的出水端。

其中，该第一热交换器、压缩机、膨胀阀和第二热交换器配置在一CO₂热泵设备中；该热循环配置在CO₂热泵设备中，引导热气输出CO₂热泵设备外。

另外，该储热系统还有一水箱组，所述的水箱组有至少一水箱，该水箱连接于管路两端之间。其次，该管路可连接第三热交换器、减压阀、循环泵、用水端、锅炉、接头、单向阀、球阀、回水泵与备用泵其中之一。

所述的CO₂存在于地球大气中，允许可见光通过，吸收红外线与紫外线，保持太阳的热能不流失，会造成温室效应。本发明的CO₂热应用装置，采用蒸发压缩方式将CO₂冷凝至超临界的气体，相对减少空气中CO₂含量，既不影响地球生态环境，又能降低地球平均的气温，减缓温室效应的威胁。

同时，常温水流入储热系统，与CO₂致冷循环热交换为高温水，达到加热效果。特别是，本发明的CO₂热应用装置用一度电，能产生三倍于860大卡的热量。换句话说，同样的热量，本发明的用电量，只有电热水器的1/3。

再者，该CO₂致冷循环运转所产生的热气，被热循环收集且输出外界，能烘干厨余等废弃物，兼具再利用的效能。

附图说明

图1是本发明CO₂热应用装置的原理图。

图2是本发明CO₂热应用装置的配置图。

图号部份：

CO₂热应用系统 10 吸气设备 11

热交换器 12 压缩机 13

第二热交换器 14 膨胀阀 15

CO₂致冷循环 16 热循环 17

热气输出 18

储热系统 20 管路 21

进水端 22 出水端 23

水箱组 24 水箱 241、242、243

减压阀 25 循环泵 26

用水端 27 锅炉 28

CO₂热泵设备 30 排水 31

接头 32 单向阀 33

球阀 34 回水泵 35

备用泵 36

稳压水箱 40 常温水 41

中温水 42 废水流入 43

废水排放 44 过滤器 45

水表 46 第三热交换器 47

具体实施方式

在图1中，示出CO₂热应用装置的原理，具体是由一CO₂热应用系统10搭配一储热系统20组成。

其中，该CO₂热应用系统10包括二部分：一为CO₂致冷循环16，一为热循环17。该CO₂致冷循环16由一第一热交换器12、一压缩机13、一第二热交换器14与一膨胀阀15组成。该CO₂致冷循环16是内循环，采用蒸发压缩方式，将二氧化碳(CO₂)冷凝至超临界的气体。该热循环20是外循环，收集CO₂致冷循环16外部的热气，并通过热气输出18输出至外界，烘干厨余等废弃物，兼具再利用的效能。

该储热系统20有一通过第二热交换器14的管路21。该管路21一端是常温的进水端22，常温水与第二热交换器14进行热交换，故管路21另端输出高温的出水端23。

通电后，该CO₂热应用系统10供应电能至一吸气设备11抽取外界空气。该第一热交换器12执行热交换作业，将空气的热能传给致冷剂。该致冷剂是二氧化碳(CO₂)，其被压缩机13压制到超临界的气体，产生冷凝的相变效应，同时释放高温。该第二热交换器14将相变的高温与常温的管路21进行热交换，形成高达约80°～90°的水温流到出水端23或用水端，例如温泉池、浴室或盥洗室等处。在膨胀阀15的流量调节下，失热的二氧化碳(CO₂)流向第一热交换器12再度与外界空气进行热交换。

另外，该储热系统20还有一水箱组24，所述的水箱组24有三个水箱241、242、243，这些水箱241、242、243串连在一起，从而连接于管路21两端(即进水端22和出水端23)之间，有利于常温水与高温水的对流。

当然，该管路21还衔接一减压阀25与一循环泵26，有助于水流方向的控制，或是水压的调节。

如图2所示，该CO₂热应用装置的配置图。其中，该第一热交换器、压缩机、膨胀阀、第二热交换器和热循环配置在一CO₂热泵设备30中。该热循环引导热气自热气输出18至CO₂热泵设备30外。当然，热交换难免会生成一些水，故CO₂热泵设备30需要一排水31或相关的排水设施，避免积水现象发生。

除此之外，该储热系统20还有多个用水端27、一锅炉28、多个二通或三通的接头32、多个单向阀33、多个球阀34、一回水泵35、一备用泵36、一稳压水箱40、一过滤器45、一水表46与一第三热交换器47，分别连接于管路21在CO₂热泵设备30外面的部分。

在管路21引导下，常温水41经由稳压水箱40流入第三热交换器47。在第三热交换器47中，常温水41与废水流入43的余热进行热交换，成为中温水42流出第三热交换器47。所述的废水通常是指泡汤或沐浴后的流水，在失热后，废水经废水排放44排出第三热交换器19外。

该中温水42在过滤器45滤除杂质，经过水表46显示流量，始进入CO₂热泵设备30热交换为高温水，通过接头32、单向阀33与球阀34的流量操作，进入三个水箱241、242、243之一，分别转向多个用水端27之一流到浴室、盥洗室、游泳池或温泉池。

倘若，任一水箱241、242、243的水温低于默认值，还能经由锅炉28再加热，然后回流水箱241、242、243。至于该回水泵35或备用泵36则决定水在管路21的流向。

Claims

1.一种CO₂热应用装置，包括：

一CO₂热应用系统，具有：一CO₂致冷循环，由一第一热交换器、一压缩机、一第二热交换器与一膨胀阀组成，该CO₂致冷循环采用蒸发压缩方式将二氧化碳冷凝至超临界的气体；一热循环，将CO₂致冷循环外部的热气输出；以及

一储热系统，其有一通过第二热交换器的管路，该管路一端是常温的进水端，另一端是高温的出水端。

2.如权利要求1所述的CO₂热应用装置，其中，该第一热交换器、压缩机、膨胀阀和第二热交换器配置在一CO₂热泵设备中。

3.如权利要求2所述的CO₂热应用装置，其中，该热循环配置在CO₂热泵设备中，引导热气输出CO₂热泵设备外。

4.如权利要求1、2或3所述的CO₂热应用装置，其中，该储热系统还有一水箱组，所述的水箱组有至少一水箱，该水箱连接于管路两端之间。

5.如权利要求4所述的CO₂热应用装置，其中，该管路连接第三热交换器、减压阀、循环泵、用水端、锅炉、接头、单向阀、球阀、回水泵与备用泵其中之一。