CN211146952U

CN211146952U - 蓄热式二氧化碳复叠热泵机组

Info

Publication number: CN211146952U
Application number: CN201922149447.6U
Authority: CN
Inventors: 戴琪
Original assignee: Individual
Current assignee: Jiangsu Jintong Lingguang Nuclear Energy Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2029-12-04

Abstract

本实用新型公开一种蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，包括低温侧制热系统、高温侧制热系统以及水箱换热系统，低温侧制热系统以二氧化碳制冷剂循环构成第一回路，高温侧制热系统以氟利昂制冷剂循环构成第二回路，水箱换热系统以蓄能水箱和循环水泵构成第三回路，并且水箱换热系统与低温侧制热系统之间通过气体冷却器进行换热，水箱换热系统与高温侧制热系统之间通过中间换热器进行换热，从而将低温侧制热系统制取的热量供应给蓄能水箱，再将蓄能水箱内蓄存的热量传递给高温侧制热系统，最终将热量传递给用户侧换热水路，通过蓄能水箱的自动蓄热和放热，更加高效的为用户提供热水所需，供热效果更好。

Description

蓄热式二氧化碳复叠热泵机组

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳热泵技术领域，特别涉及一种蓄热式二氧化碳复叠热泵机组。

背景技术

公开号为CN107024019A的中国发明专利申请公开了一种二氧化碳复叠式热泵供热系统，包括低温级循环回路、高温级循环回路和供热循环回路，低温级循环回路内循环流通的制冷剂为二氧化碳，低温级回路用于向高温级循环回路供热，高温级循环回路内循环流通的制冷剂为氟利昂，高温级循环回路用户向供热循环回路供热。供热循环回路内循环流通的介质为循环水，供热循环回路用于向外界供热。低温级循环回路与高温级循环回路之间通过蒸发冷凝器进行换热，高温级循环回路与供热循环回路之间通过冷凝器进行换热，其采用低温级循环回路与高温级循环回路复叠的结构，实现供热系统在超低温环境中稳定法运行，从而满足高温出水和高温回水工况下的供暖，但是这样的复叠结构在外界环境温度较高时，由于低温侧产生的热量较多，而高温侧需求的热量减少，导致低温侧产生的热量过多而产生损失浪费；而当外界环境温度较低时，低温侧产生的热量较少，而高温侧需求的热量增多，导致高温侧的热能所需得不到满足，供热量和供热效果不是很理想。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种能够自动蓄热和放热、供热效果更好的蓄热式二氧化碳复叠热泵机组。

为了实现上述实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，包括：

低温侧制热系统，包括低温侧压缩机、气体冷却器、低温侧膨胀阀以及蒸发器，所述的气体冷却器内部具有相互换热的第一换热管路和第一换热水路，所述的低温侧压缩机、气体冷却器的第一换热管路、低温侧膨胀阀、蒸发器依次相连通构成供二氧化碳制冷剂循环的第一回路；

高温侧制热系统，包括高温侧压缩机、水侧换热器、高温侧膨胀阀以及中间换热器，所述的水侧换热器内部具有相互换热的第二换热管路和用户侧换热水路，所述的用户侧换热水路具有冷水进口和热水出口，所述的中间换热器内部具有相互换热的第三换热管路和第二换热水路，所述的高温侧压缩机、水侧换热器的第二换热管路、高温侧膨胀阀以及中间换热器的第三换热管路依次相连通构成供氟利昂制冷剂循环的第二回路；

水箱换热系统，包括蓄能水箱和循环水泵，所述的蓄能水箱、循环水泵、中间换热器的第二换热水路、气体冷却器的第一换热水路依次相连通构成供蓄能水箱内的水循环的第三回路。

上述技术方案中，优选的，还包括太阳能制热系统，所述的太阳能制热系统包括太阳能热水器、太阳能循环水泵以及室外光照传感器，所述的太阳能热水器、太阳能循环水泵、蓄能水箱依次相连通构成供蓄能水箱内的水循环的第四回路，所述的太阳能循环水泵被配置成当所述的室外光照传感器检测的室外温度达到设定温度时，开启工作。

上述技术方案中，优选的，所述的低温侧制热系统还包括连接在所述第一回路中且与所述低温侧膨胀阀并联设置的除霜电磁阀，所述的水箱换热系统还包括连接在所述第三回路中且与所述气体冷却器并联设置的水路电磁阀，所述的热泵机组具有除霜工作状态，在该除霜工作状态下，所述低温侧制热系统开启工作且所述的除霜电磁阀打开、所述的低温侧膨胀阀关闭，所述的高温侧制热系统开启工作，所述的水箱换热系统开启工作，所述的水路电磁阀打开，所述的热水出口、水路电磁阀、冷水进口、用户侧换热水路依次相连通构成供用户侧换热水路内的水循环的第五回路。

上述技术方案中，优选的，所述的中间换热器为板式换热器。

上述技术方案中，优选的，所述的蒸发器为翅片换热器。

上述技术方案中，优选的，所述的低温侧膨胀阀、高温侧膨胀阀均为电子膨胀阀。

本实用新型通过设置以二氧化碳制冷剂循环的低温侧制热系统、以氟利昂制冷剂循环的高温侧制热系统以及水箱换热系统，通过水箱换热系统与低温侧制热系统以及高温侧制热系统分别进行换热，从而将低温侧制热系统制取的热量供应给蓄能水箱，再将蓄能水箱内蓄存的热量传递给高温侧制热系统，最终将热量传递给用户侧换热水路，通过蓄能水箱的自动蓄热和放热，更加高效的为用户提供热水所需，供热效果更好。

附图说明

图1是本实用新型在正常工作状态下的结构原理示意图；

图2是本实用新型在除霜工作状态下的结构原理示意图；

其中：1、低温侧制热系统；11、低温侧压缩机；12、气体冷却器；121、第一换热管路；122、第一换热水路；13、低温侧膨胀阀；14、蒸发器；15、除霜电磁阀；

2、高温侧制热系统；21、高温侧压缩机；22、水侧换热器；221、第二换热管路；222、用户侧换热水路；23、高温侧膨胀阀；24、中间换热器；241、第三换热管路；242、第二换热水路；

3、水箱换热系统；31、蓄能水箱；32、循环水泵；33、水路电磁阀；

4、太阳能制热系统；41、太阳能热水器；42、太阳能循环水泵。

具体实施方式

为详细说明实用新型的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

如图1-图2所示，蓄热式二氧化碳复叠热泵机组包括低温侧制热系统1、高温侧制热系统2、水箱换热系统3以及太阳能制热系统4。

低温侧制热系统1包括低温侧压缩机11、气体冷却器12、低温侧膨胀阀13、蒸发器14以及除霜电磁阀15，气体冷却器12内部具有相互换热的第一换热管路121和第一换热水路122，低温侧膨胀阀13为电子膨胀阀，蒸发器14为翅片换热器。低温侧压缩机11、气体冷却器12的第一换热管路121、低温侧膨胀阀13、蒸发器14依次相连通构成供二氧化碳制冷剂循环的第一回路。除霜电磁阀15连接在第一回路中且与低温侧膨胀阀13并联设置。

高温侧制热系统2包括高温侧压缩机21、水侧换热器22、高温侧膨胀阀23以及中间换热器24，水侧换热器22内部具有相互换热的第二换热管路221和用户侧换热水路222，用户侧换热水路222具有冷水进口和热水出口。高温侧膨胀阀23为电子膨胀阀，中间换热器24为板式换热器，其内部具有相互换热的第三换热管路241和第二换热水路242。高温侧压缩机21、水侧换热器22的第二换热管路221、高温侧膨胀阀23以及中间换热器24的第三换热管路241依次相连通构成供氟利昂制冷剂循环的第二回路。

水箱换热系统3包括蓄能水箱31、循环水泵32以及水路电磁阀33，蓄能水箱31、循环水泵32、中间换热器24的第二换热水路242、气体冷却器12的第一换热水路122依次相连通构成供蓄能水箱31内的水循环的第三回路。水路电磁阀33连接在第三回路中且与气体冷却器12并联设置。

太阳能制热系统4包括太阳能热水器41、太阳能循环水泵42以及室外光照传感器，太阳能热水器41、太阳能循环水泵42、蓄能水箱31依次相连通构成供蓄能水箱31内的水循环的第四回路，太阳能循环水泵42被配置成当室外光照传感器检测的室外温度达到设定温度时，开启工作。

如图1所示，机组在正常工作状态下，低温侧压缩机11排出高温高压的二氧化碳制冷剂进入气体冷却器12，热量被水吸收，水被加热成中温水。此时除霜电磁阀15关闭，制冷剂进入低温侧膨胀阀13，被节流成低温低压的液态制冷剂，进入翅片换热器，跟空气进行热交换，最后形成气体制冷剂，进入低温侧压缩机11，完成低温侧的第一回路循环。被加热的中温水通过第三回路循环流入板式换热器，板式换热器将热量传递给常规的氟利昂制冷剂，此时液态常规氟利昂制冷剂蒸发吸热形成低温气态的制冷剂，经高温侧压缩机21压缩，形成高温高压的氟利昂制冷剂，进入水侧换热器22，将热量交换至用户侧换热水路222。氟利昂制冷剂进入高温侧膨胀阀23，被节流成低温低压的液态制冷剂，流入板式换热器，完成高温侧的第二回路循环。

如图2所示，热泵机组具有除霜工作状态，在该除霜工作状态下，低温侧制热系统1开启工作且除霜电磁阀15打开、低温侧膨胀阀13关闭，高温侧制热系统2开启工作，水箱换热系统3开启工作，水路电磁阀33打开，热水出口、水路电磁阀33、冷水进口、用户侧换热水路222依次相连通构成供用户侧换热水路222内的水循环的第五回路。此时气体冷却器12的水路切换为除霜循环，将用户侧高温热水直接引入气体冷却器12，水路电磁阀33打开，板式换热器仍能从蓄热水箱获得热水，除霜电磁阀15打开，压缩机排出制冷剂进入气体冷却器12，气体冷却器12将水中热量交换至低温制冷剂中，制冷剂通过除霜电磁阀15进入翅片换热器，完成除霜过程。

当环境温度较高时，低温侧制热系统产生的热量较多，而高温侧制热系统需求的热量减少，导致蓄能水箱31温度上升，完成蓄热。

当环境温度较低时，低温侧制热系统产生的热量较少，而高温侧制热系统需求的热量增多，导致蓄能水箱31温度下降，完成放热。

当室外光照传感器探测到光照达到一定强度，太阳能循环水泵42开始工作，将蓄能水箱31中水打入太阳能热水器41，依靠太阳能来加热蓄能水箱31中的水。

综上所述，本实用新型通过设置以二氧化碳制冷剂循环的低温侧制热系统、以氟利昂制冷剂循环的高温侧制热系统以及水箱换热系统，通过水箱换热系统与低温侧制热系统以及高温侧制热系统分别进行换热，从而将低温侧制热系统制取的热量供应给蓄能水箱，再将蓄能水箱内蓄存的热量传递给高温侧制热系统，最终将热量传递给用户侧换热水路，通过蓄能水箱的自动蓄热和放热，更加高效的为用户提供热水所需，供热效果更好。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，其特征在于，包括：

低温侧制热系统（1），包括低温侧压缩机（11）、气体冷却器（12）、低温侧膨胀阀（13）以及蒸发器（14），所述的气体冷却器（12）内部具有相互换热的第一换热管路（121）和第一换热水路（122），所述的低温侧压缩机（11）、气体冷却器（12）的第一换热管路（121）、低温侧膨胀阀（13）、蒸发器（14）依次相连通构成供二氧化碳制冷剂循环的第一回路；

高温侧制热系统（2），包括高温侧压缩机（21）、水侧换热器（22）、高温侧膨胀阀（23）以及中间换热器（24），所述的水侧换热器（22）内部具有相互换热的第二换热管路（221）和用户侧换热水路（222），所述的用户侧换热水路（222）具有冷水进口和热水出口，所述的中间换热器（24）内部具有相互换热的第三换热管路（241）和第二换热水路（242），所述的高温侧压缩机（21）、水侧换热器（22）的第二换热管路（221）、高温侧膨胀阀（23）以及中间换热器（24）的第三换热管路（241）依次相连通构成供氟利昂制冷剂循环的第二回路；

水箱换热系统（3），包括蓄能水箱（31）和循环水泵（32），所述的蓄能水箱（31）、循环水泵（32）、中间换热器（24）的第二换热水路（242）、气体冷却器（12）的第一换热水路（122）依次相连通构成供蓄能水箱（31）内的水循环的第三回路。

2.根据权利要求1所述的蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，其特征在于：还包括太阳能制热系统（4），所述的太阳能制热系统（4）包括太阳能热水器（41）、太阳能循环水泵（42）以及室外光照传感器，所述的太阳能热水器（41）、太阳能循环水泵（42）、蓄能水箱（31）依次相连通构成供蓄能水箱（31）内的水循环的第四回路，所述的太阳能循环水泵（42）被配置成当所述的室外光照传感器检测的室外温度达到设定温度时，开启工作。

3.根据权利要求1所述的蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，其特征在于：所述的低温侧制热系统（1）还包括连接在所述第一回路中且与所述低温侧膨胀阀（13）并联设置的除霜电磁阀（15），所述的水箱换热系统（3）还包括连接在所述第三回路中且与所述气体冷却器（12）并联设置的水路电磁阀（33），所述的热泵机组具有除霜工作状态，在该除霜工作状态下，所述低温侧制热系统（1）开启工作且所述的除霜电磁阀（15）打开、所述的低温侧膨胀阀（13）关闭，所述的高温侧制热系统（2）开启工作，所述的水箱换热系统（3）开启工作，所述的水路电磁阀（33）打开，所述的热水出口、水路电磁阀（33）、冷水进口、用户侧换热水路（222）依次相连通构成供用户侧换热水路（222）内的水循环的第五回路。

4.根据权利要求1所述的蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，其特征在于：所述的中间换热器（24）为板式换热器。

5.根据权利要求1所述的蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，其特征在于：所述的蒸发器（14）为翅片换热器。

6.根据权利要求1所述的蓄热式二氧化碳复叠热泵机组，其特征在于：所述的低温侧膨胀阀（13）、高温侧膨胀阀（23）均为电子膨胀阀。