CN215260559U

CN215260559U - 一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统

Info

Publication number: CN215260559U
Application number: CN202120709959.8U
Authority: CN
Inventors: 廖俊静
Original assignee: Foshan Lingyingda Energy Saving Technology Co ltd
Current assignee: Foshan Lingyingda Energy Saving Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-08
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2031-04-08

Abstract

本实用新型涉及一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，其技术方案要点是：所述二氧化碳热泵系统的高温气出口连通二氧化碳气冷器的热气进口；所述二氧化碳气冷器的冷气出口连通板式蒸发器的热气进口；所述板式蒸发器的冷气出口连通二氧化碳热泵系统的冷气进口；所述二氧化碳气冷器的冷水进口连通进水管；所述二氧化碳气冷器的热水出口连通回水管；所述冷媒系统的冷媒出口与冷媒冷凝器的冷媒进口连通；所述冷媒冷凝器的冷媒出口与连通板式蒸发器的冷媒进口；所述板式蒸发器的冷媒出口连通冷媒系统的冷媒进口；所述冷媒冷凝器的冷水进口连通进水管；所述冷媒冷凝器的热水出口连通回水管；本申请具有回水温度高、温差小、效率高的优点。

Description

一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统

技术领域

本实用新型涉及供热设备技术领域，更具体地说，它涉及一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统。

背景技术

二氧化碳热泵就是采用CO2\R744作为制冷剂的热泵或空调，普通热泵一般采用氟利昂作为制冷剂，两者的工作原理基本是一样的，都属于压缩式制冷，但也稍有不同，二氧化碳热泵属于跨临界循环，即在冷凝器端，二氧化碳是不会被冷凝成液体的，而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液体再节流的，二氧化碳气冷器在冷却过程中适用低回水温度大温差换热。

目前，市面上的二氧化碳热泵回水温度大于55℃时效率极低，无法做到高回水时高效稳定运行，因此还有待改进的空间。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，具有回水温度高、温差小、效率高的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，包括：进水管、回水管、二氧化碳热泵系统、冷媒系统、二氧化碳气冷器、冷媒冷凝器和板式蒸发器；所述二氧化碳热泵系统的高温气出口连通所述二氧化碳气冷器的热气进口；所述二氧化碳气冷器的冷气出口连通所述板式蒸发器的热气进口；所述板式蒸发器的冷气出口连通所述二氧化碳热泵系统的冷气进口；所述二氧化碳气冷器的冷水进口连通所述进水管；所述二氧化碳气冷器的热水出口连通所述回水管；所述冷媒系统的冷媒出口与所述冷媒冷凝器的冷媒进口连通；所述冷媒冷凝器的冷媒出口与连通所述板式蒸发器的冷媒进口；所述板式蒸发器的冷媒出口连通所述冷媒系统的冷媒进口；所述冷媒冷凝器的冷水进口连通所述进水管；所述冷媒冷凝器的热水出口连通所述回水管。

可选的，所述二氧化碳热泵系统包括：二氧化碳压缩机、二氧化碳气液分离器、二氧化碳蒸发器和电子膨胀阀；所述二氧化碳压缩机的进气口连通所述二氧化碳气液分离器的出气口；所述二氧化碳压缩机的出气口连通所述二氧化碳气冷器的热气进口；所述二氧化碳气液分离器的进气口连通所述二氧化碳蒸发器的出气口；所述二氧化碳蒸发器的进气口连通所述电子膨胀阀的出气口；所述电子膨胀阀的进气口连通所述板式蒸发器的冷气出口。

可选的，在所述二氧化碳蒸发器上设置有风机。

可选的，所述冷媒系统包括：冷媒压缩机、热力膨胀阀和冷媒气液分离器；所述冷媒压缩机的冷媒进口连通所述冷媒气液分离器的冷媒出口；所述冷媒压缩机的冷媒出口连通所述冷媒冷凝器的冷媒进口；所述热力膨胀阀的冷媒进口连通所述冷媒冷凝器的冷媒出口；所述热力膨胀阀的冷媒出口连通所述板式蒸发器的冷媒进口；所述冷媒气液分离器的冷媒进口连通所述板式蒸发器的冷媒出口。

可选的，所述冷媒冷凝器的热水出口设置有第一电磁比例阀。

可选的，所述二氧化碳气冷器的热水出口设置有第二电磁比例阀。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：二氧化碳热泵系统将高温气体输送到二氧化碳气冷器处，在二氧化碳气冷器内，高温气体与进水管进入的水进行换热，热水进入回水管，换热后的气体进入板式蒸发器内，与冷媒系统的冷媒进行热交换，冷媒吸收气体的余热再通过冷媒系统加热后经过冷媒冷凝器与进水管进入的水进行热交换，并将热水输入回水管内，即可完成加热；二氧化碳热泵系统产生的热量经过二氧化碳气冷器与水换热后，再经过板式蒸发器与冷媒系统换热，从而充分利用二氧化碳热泵的热效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中：1、进水管；2、回水管；31、二氧化碳压缩机；32、二氧化碳气液分离器；33、二氧化碳蒸发器；34、电子膨胀阀；41、冷媒压缩机；42、热力膨胀阀；43、冷媒气液分离器；5、二氧化碳气冷器；6、冷媒冷凝器；7、板式蒸发器；8、风机；9、第一电磁比例阀；10、第二电磁比例阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统,如图1所示，包括：进水管1、回水管2、二氧化碳热泵系统、冷媒系统、二氧化碳气冷器5、冷媒冷凝器6和板式蒸发器7；所述二氧化碳热泵系统的高温气出口连通所述二氧化碳气冷器5的热气进口；所述二氧化碳气冷器5的冷气出口连通所述板式蒸发器7的热气进口；所述板式蒸发器7的冷气出口连通所述二氧化碳热泵系统的冷气进口；所述二氧化碳气冷器5的冷水进口连通所述进水管1；所述二氧化碳气冷器5的热水出口连通所述回水管2；所述冷媒系统的冷媒出口与所述冷媒冷凝器6的冷媒进口连通；所述冷媒冷凝器6的冷媒出口与连通所述板式蒸发器7的冷媒进口；所述板式蒸发器7的冷媒出口连通所述冷媒系统的冷媒进口；所述冷媒冷凝器6的冷水进口连通所述进水管1；所述冷媒冷凝器6的热水出口连通所述回水管2。

在使用时，二氧化碳热泵系统将高温气体输送到二氧化碳气冷器5处，在二氧化碳气冷器5内，高温气体与进水管1进入的水进行换热，热水进入回水管2，换热后的气体进入板式蒸发器7内，与冷媒系统的冷媒进行热交换，冷媒吸收气体的余热再通过冷媒系统加热后经过冷媒冷凝器6与进水管1进入的水进行热交换，并将热水输入回水管2内，即可完成加热；二氧化碳热泵系统产生的热量经过二氧化碳气冷器5与水换热后，再经过板式蒸发器7与冷媒系统换热，从而充分利用二氧化碳热泵的热效率；其中二氧化碳热泵系统出水温度上限95℃，回水温度上限80℃，冷媒系统出水温度上限85℃，回水温度上限80℃，换热温差下限10℃。通过二氧化碳热泵系统出水温度95℃与冷媒系统出水温度85℃混合后最终实现总出水温度90℃，回水温度80℃，换热温差10℃。

进一步地，所述二氧化碳热泵系统包括：二氧化碳压缩机31、二氧化碳气液分离器32、二氧化碳蒸发器33和电子膨胀阀34；所述二氧化碳压缩机31的进气口连通所述二氧化碳气液分离器32的出气口；所述二氧化碳压缩机31的出气口连通所述二氧化碳气冷器5的热气进口；所述二氧化碳气液分离器32的进气口连通所述二氧化碳蒸发器33的出气口；所述二氧化碳蒸发器33的进气口连通所述电子膨胀阀34的出气口；所述电子膨胀阀34的进气口连通所述板式蒸发器7的冷气出口。二氧化碳压缩机31将二氧化碳压缩成高温高压的气体，高温高压的气体经过二氧化碳气冷器5与水进行换热，换热后的气体流经板式蒸发器7进行二次换热，二次换热后的气体通过二氧化碳蒸发器33进行冷却，冷却后的气体经过二氧化碳气液分离器32进行气液分离后，回到二氧化碳压缩机31进行压缩；电子膨胀阀34能够对二次换热后的其他进行节流降压，从而保证气体进行充分冷却。

可选的，在所述二氧化碳蒸发器33上设置有风机8。风机8能够进一步加快对二氧化碳气体的冷却。

可选地，所述冷媒系统包括：冷媒压缩机41、热力膨胀阀42和冷媒气液分离器43；所述冷媒压缩机41的冷媒进口连通所述冷媒气液分离器43的冷媒出口；所述冷媒压缩机41的冷媒出口连通所述冷媒冷凝器6的冷媒进口；所述热力膨胀阀42的冷媒进口连通所述冷媒冷凝器6的冷媒出口；所述热力膨胀阀42的冷媒出口连通所述板式蒸发器7的冷媒进口；所述冷媒气液分离器43的冷媒进口连通所述板式蒸发器7的冷媒出口。冷媒压缩机41将制冷剂压缩成高温高压的气体流经冷媒冷凝器6换热后，再经过热力膨胀阀42节流降压，然后通过板式蒸发器7与二氧化碳气体换热，最后到冷媒气液分离器43内进行气液分离后的气体回到冷媒压缩机41进行压缩。

进一步地，所述冷媒冷凝器6的热水出口设置有第一电磁比例阀9，所述二氧化碳气冷器5的热水出口设置有第二电磁比例阀10。第一电磁比例阀9和第二电磁比例阀10可控制二氧化碳气冷器5和冷媒冷凝器6的出水量，从而对出水温度进行调节。

本实用新型的一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，回水温度高、温差小、效率高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，其特征在于，包括：进水管、回水管、二氧化碳热泵系统、冷媒系统、二氧化碳气冷器、冷媒冷凝器和板式蒸发器；所述二氧化碳热泵系统的高温气出口连通所述二氧化碳气冷器的热气进口；所述二氧化碳气冷器的冷气出口连通所述板式蒸发器的热气进口；所述板式蒸发器的冷气出口连通所述二氧化碳热泵系统的冷气进口；所述二氧化碳气冷器的冷水进口连通所述进水管；所述二氧化碳气冷器的热水出口连通所述回水管；所述冷媒系统的冷媒出口与所述冷媒冷凝器的冷媒进口连通；所述冷媒冷凝器的冷媒出口与连通所述板式蒸发器的冷媒进口；所述板式蒸发器的冷媒出口连通所述冷媒系统的冷媒进口；所述冷媒冷凝器的冷水进口连通所述进水管；所述冷媒冷凝器的热水出口连通所述回水管。

2.根据权利要求1所述的一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，其特征在于，所述二氧化碳热泵系统包括：二氧化碳压缩机、二氧化碳气液分离器、二氧化碳蒸发器和电子膨胀阀；所述二氧化碳压缩机的进气口连通所述二氧化碳气液分离器的出气口；所述二氧化碳压缩机的出气口连通所述二氧化碳气冷器的热气进口；所述二氧化碳气液分离器的进气口连通所述二氧化碳蒸发器的出气口；所述二氧化碳蒸发器的进气口连通所述电子膨胀阀的出气口；所述电子膨胀阀的进气口连通所述板式蒸发器的冷气出口。

3.根据权利要求2所述的一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，其特征在于，在所述二氧化碳蒸发器上设置有风机。

4.根据权利要求1所述的一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，其特征在于，所述冷媒系统包括：冷媒压缩机、热力膨胀阀和冷媒气液分离器；所述冷媒压缩机的冷媒进口连通所述冷媒气液分离器的冷媒出口；所述冷媒压缩机的冷媒出口连通所述冷媒冷凝器的冷媒进口；所述热力膨胀阀的冷媒进口连通所述冷媒冷凝器的冷媒出口；所述热力膨胀阀的冷媒出口连通所述板式蒸发器的冷媒进口；所述冷媒气液分离器的冷媒进口连通所述板式蒸发器的冷媒出口。

5.根据权利要求1所述的一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，其特征在于，所述冷媒冷凝器的热水出口设置有第一电磁比例阀。

6.根据权利要求1所述的一种高回水小温差的二氧化碳热泵加热系统，其特征在于，所述二氧化碳气冷器的热水出口设置有第二电磁比例阀。