CN206055951U - 一种具有双回热装置的co2空气源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，属于CO2热泵领域，本实用新型通过在现有CO2空气源热泵系统的基础上做出改进，在系统中增设了回热器、经济器，系统工作时进行两次吸取冷却（冷凝）后制冷剂中的潜热；从而提高气态制冷剂的温度，提高了CO2空气源热泵的制热量及能效，并降低了整个CO2空气源热泵系统的冷却（冷凝）侧的温度、压力，从而降低了系统功耗，提高系统稳定性的同时，并能有效提高CO2空气源热泵的回水温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及CO2热泵领域，特别是一种具有双回热装置的CO2空气源热泵系统。
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减压，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，因其空气源热泵产品在低温环境下，制热能力衰减，能效下降。随着热泵热水器能效标准的开始实行，为了能效达标或达到更高的能效，热泵厂家的通常做法如下：一是增大热泵热水器两器（蒸发器、冷凝器）的换热面积；二是选用能效更高的压缩机。然而以上两种做法直接推高了热泵热水器的产品成本，也直接推高了产品售价，给用户带来额外的经济负担。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有热泵热水器产品成本高的缺陷，提供一种具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，令系统中气体CO2经过经济器、回热器两级换热、吸热来有效提高热泵系统的回气温度，进而提高热泵的制热量及能效，并降低热泵系统冷却（冷凝）侧温度、压力，降低系统功耗，提高系统稳定性。
为达到上述目的，本实用新型的具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，包括压缩机、气体冷却器、蒸发器以及节流阀，其特征是：还包括回热器和经济器，所述回热器包括储液器以及独立设置于储液器内的气液分离器，所述储液器上设有经内腔连通的液态制冷剂进口和液态制冷剂出口，所述气液分离器上设有经内腔连通的气态制冷剂进口A和气态制冷剂出口A；所述经济器上设有高温高压液态制冷剂进口、高温高压液态制冷剂出口、气态制冷剂进口B、气态制冷剂出口B，所述的高温高压液态制冷剂进口与高温高压液态制冷剂出口连通，所述的气态制冷剂进口B与气态制冷剂出口B连通；所述压缩机的出口与所述气体冷却器的进口连接，所述气体冷却器的出口与所述高温高压液态制冷剂进口连接，所述高温高压液态制冷剂出口与所述液态制冷剂进口连接，所述液态制冷剂出口经所述的节流阀与所述蒸发器的进口连接，所述蒸发器的出口与所述气态制冷剂进口B连接，所述气态制冷剂出口B与所述气态制冷剂进口A连接，所述气态制冷剂出口A与所述压缩机的进口连接。
作为优选技术手段：所述的气体冷却器为套管换热器，所述的蒸发器为翅片换热器，所述的经济器为套管换热器。
作为优选技术手段：所述的回热器包括大小两个独立的封闭钢罐，大封闭钢罐作为储液器，小封闭钢罐作为气液分离器，大封闭钢罐的上端壁与小封闭钢罐的上端壁之间连接有两个接管将小封闭钢罐悬空在大封闭钢罐内，气态制冷剂进口A和气态制冷剂出口A分别与一个所述的接管密封装配。
作为优选技术手段：所述的液态制冷剂进口和液态制冷剂出口连接至所述储液器内位于所述气液分离器的下侧的位置。
本实用新型的有益效果是：通过在现有CO2空气源热泵系统的基础上做出改进，在系统中增设了回热器、经济器，系统工作时进行两次吸取冷却（冷凝）后制冷剂中的潜热；工作过程中，自蒸发器出来的低温低压的气态制冷剂经过经济器的气态制冷剂进口B，从气态制冷剂出口B出来完成首次吸取系统中冷却（冷凝）后制冷剂的潜热后，再进入回热器的气液分离器中进行气液分离，然后气态制冷剂回到压缩机中进行压缩；而从气体冷却器出来的高温高压的液态制冷剂在气体冷却器中冷却（冷凝）后，进入经济器中将高温高压制冷剂的潜热传递给蒸发器出来的气态制冷剂，高温高压的制冷剂从高温高压液态制冷剂出口出来进入储液器中，高温高压的液态制冷剂储存于储液器中，并将制冷剂中的潜热二次传递给气液分离器中的气态制冷剂，气态制冷剂吸收储液器中高温压液态制冷剂的潜热从而提高气态制冷剂的温度，提高了CO2空气源热泵的制热量及能效，并降低了整个CO2空气源热泵系统的冷却（冷凝）侧的温度、压力，从而降低了系统功耗，提高系统稳定性的同时，并能有效提高CO2空气源热泵的回水温度。
附图说明
图1为本实用新型具有双回热装置的CO2空气源热泵系统的原理图；
图2为本实用新型经济器的结构示意图；
图3为本实用新型回热器的结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图中标号说明：
1-压缩机；
2-气体冷却器；
3-经济器：31-高温高压液态制冷剂进口，32-高温高压液态制冷剂出口，33-气态制冷剂进口B，34-气态制冷剂出口B；
4-节流阀；
5-蒸发器；
6-回热器：61-液态制冷剂进口，62-液态制冷剂出口，63-气态制冷剂进口A，64-气态制冷剂出口A；
7-储液器；
8-气液分离器。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，本实用新型的具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，包括压缩机1、气体冷却器2、经济器3、节流阀4、蒸发器5、回热器6，回热器6（参见图3-4）包括储液器7以及独立设置于储液器7内的气液分离器8，储液器7上设有经内腔连通的液态制冷剂进口61和液态制冷剂出口62，气液分离器8上设有经内腔连通的气态制冷剂进口A63和气态制冷剂出口A64；经济器3（参见图2）上设有高温高压液态制冷剂进口31、高温高压液态制冷剂出口32、气态制冷剂进口B33、气态制冷剂出口B34，高温高压液态制冷剂进口31与高温高压液态制冷剂出口32连通，气态制冷剂进口B33与气态制冷剂出口B34连通；压缩机1的出口与气体冷却器2的进口连接，气体冷却器2的出口与高温高压液态制冷剂进口31连接，高温高压液态制冷剂出口32与液态制冷剂进口61连接，液态制冷剂出口62经节流阀4与蒸发器5的进口连接，蒸发器5的出口与气态制冷剂进口B33连接，气态制冷剂出口B34与气态制冷剂进口A63连接，气态制冷剂出口A64与压缩机1的进口连接。
具体的，气体冷却器2为套管换热器，蒸发器5为翅片换热器，经济器3为套管换热器。回热器6包括大小两个独立的封闭钢罐，大封闭钢罐作为储液器7，小封闭钢罐作为气液分离器8，大封闭钢罐的上端壁与小封闭钢罐的上端壁之间连接有两个接管将令小封闭钢罐悬空在大封闭钢罐内，气态制冷剂进口A63和气态制冷剂出口A64分别与一个接管密封装配。构成回热器6的封闭钢罐的最高工作压力设计为13MPa。液态制冷剂进口61和液态制冷剂出口62连接至储液器7内位于气液分离器8的下侧的位置。
本实用新型的工作原理如下：自蒸发器5出来的低温低压的气态制冷剂进入经济器3中首次吸取系统中制冷剂的潜热，首次吸取热量后的低温低压气态制冷剂进入回热器6的气液分离器8中进行气液分离，然后气态制冷剂回到压缩机1中进行压缩；而从气体冷却器出来的高温高压的液态制冷剂在气体冷却器中冷却（冷凝）后，经高温高压液态制冷剂进口31进入经济器3中将高温高压制冷剂的潜热传递给蒸发器出来的气态制冷剂，从经济器3的高温高压液态制冷剂出口32出来的高温高压的液态制冷剂进入储液器7中，进入储液器7中的高温高压的液态制冷剂储存于储液器7中，并将高温高压的制冷剂中的潜热传递给气液分离器8中的气态制冷剂，气态制冷剂进行二次吸取储液器7中高温压液态制冷剂的潜热从而提高气态制冷剂的温度，进而提高了CO2空气源热泵的制热量及能效，并降低了整个CO2空气源热泵系统的冷却（冷凝）侧的温度、压力，从而降低了系统功耗，提高系统稳定性的同时，并能有效提高CO2空气源热泵的回水温度。
以上所述，仅为本实用新型较佳具体实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型保护范围以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，包括压缩机（1）、气体冷却器（2）、蒸发器（5）以及节流阀（4），其特征是：还包括回热器（6）和经济器（3），所述回热器（6）包括储液器（7）以及独立设置于储液器（7）内的气液分离器（8），所述储液器（7）上设有经内腔连通的液态制冷剂进口（61）和液态制冷剂出口（62），所述气液分离器（8）上设有经内腔连通的气态制冷剂进口A（63）和气态制冷剂出口A（64）；所述经济器（3）上设有高温高压液态制冷剂进口（31）、高温高压液态制冷剂出口（32）、气态制冷剂进口B（33）、气态制冷剂出口B（34），所述的高温高压液态制冷剂进口（31）与高温高压液态制冷剂出口（32）连通，所述的气态制冷剂进口B（33）与气态制冷剂出口B（34）连通；所述压缩机（1）的出口与所述气体冷却器（2）的进口连接，所述气体冷却器（2）的出口与所述高温高压液态制冷剂进口（31）连接，所述高温高压液态制冷剂出口（32）与所述液态制冷剂进口（61）连接，所述液态制冷剂出口（62）经所述的节流阀（4）与所述蒸发器（5）的进口连接，所述蒸发器（5）的出口与所述气态制冷剂进口B（33）连接，所述气态制冷剂出口B（34）与所述气态制冷剂进口A（63）连接，所述气态制冷剂出口A（64）与所述压缩机（1）的进口连接。
2.根据权利要求1所述的具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，其特征是：所述的气体冷却器（2）为套管换热器，所述的蒸发器（5）为翅片换热器，所述的经济器（3）为套管换热器。
3.根据权利要求1所述的具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，其特征是：所述的回热器（6）包括大小两个独立的封闭钢罐，大封闭钢罐作为储液器（7），小封闭钢罐作为气液分离器（8），大封闭钢罐的上端壁与小封闭钢罐的上端壁之间连接有两个接管将小封闭钢罐悬空在大封闭钢罐内，气态制冷剂进口A（63）和气态制冷剂出口A（64）分别与一个所述的接管密封装配。
4.根据权利要求3所述的具有双回热装置的CO2空气源热泵系统，其特征是：所述的液态制冷剂进口（61）和液态制冷剂出口（62）连接至所述储液器（7）内位于所述气液分离器（8）的下侧的位置。
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2016
- 2016-09-21 CN CN201621068487.8U patent/CN206055951U/zh active Active
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