CN215675393U - 一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统和设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统。该基于二氧化碳热泵的热水供暖系统包括氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路；氟路循环子系统通过气冷器与水路循环子系统进行换热，将热量传递至水路循环子系统；水路循环子系统包括回热器和水箱，气冷器的出水口连接水箱的进水口，水箱的出水口连接回热器的进水口，回热器的出水口连接气冷器的进水口；热水回路穿过水箱并输出至热水末端，采暖回路依次穿过回热器和水箱并输出至采暖末端。采用上述技术手段，通过在机组中增加回热器，以降低二氧化碳热泵的进水温度，进而使系统能效升高，提升系统的性能。

Description

一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统和设备

技术领域

本申请实施例涉及热泵技术领域，尤其涉及一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统。

背景技术

目前，二氧化碳热泵在制取生活热水时，会在保温水箱的热水散热降温后，开启二氧化碳热泵进行循环式加热模式。由于二氧化碳热泵受气体冷却器进水温度的影响很大，循环式加热模式下的进水温度越高，机组的能力能效越差，导致机组寿命也大幅下降。而在冬季采暖时，机组供暖末端的回水温度会比较低，但采暖末端的供水温度要求不高，只需要35-50℃，其供回水温差相对较小，此时单独使用二氧化碳热泵来供暖不能充分发挥二氧化碳的性能优势。

实用新型内容

本申请实施例提供一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，能够充分利用热泵机组能效，提升热泵机组的性能。

在第一方面，本申请实施例提供了一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，包括氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路；

所述氟路循环子系统通过气冷器与所述水路循环子系统进行换热，将热量传递至所述水路循环子系统；

所述水路循环子系统包括回热器和水箱，所述气冷器的出水口连接所述水箱的进水口，所述水箱的出水口连接所述回热器的进水口，所述回热器的出水口连接所述气冷器的进水口；

所述热水回路穿过所述水箱并输出至热水末端，所述采暖回路依次穿过所述回热器和所述水箱并输出至采暖末端。

优选的，所述氟路循环子系统还包括蒸发器、压缩机和节流阀，所述压缩机的冷媒出口连接所述气冷器的冷媒入口，所述气冷器的冷媒出口连接所述节流阀的冷媒入口，所述节流阀的冷媒出口连接所述蒸发器的冷媒入口，所述蒸发器的冷媒出口连接所述压缩机的冷媒入口。

优选的，所述蒸发器为翅片式换热器。

优选的，所述水路循环子系统还包括水泵，所述水箱的出口通过所述水泵连接所述回热器的进水口。

优选的，所述热水回路的进水端连接所述水箱的冷水进口，所述水箱的热水出口连接所述热水末端。

优选的，所述采暖回路的采暖回水进口连接所述回热器，所述水箱通过所述采暖回路的采暖供水出口连接采暖末端。

优选的，所述采暖回路还包括换热盘管，所述换热盘管设于所述水箱中。

优选的，所述水箱还设置有温度传感器，所述温度传感器连接系统处理器，用于实时上传水箱温度至所述系统处理器。

优选的，所述系统处理器还与所述氟路循环子系统、所述水路循环子系统、所述采暖回路和所述热水回路信号连接，用于控制所述氟路循环子系统、所述水路循环子系统、所述采暖回路和所述热水回路。

在第二方面，本申请实施例提供了一种热水供暖设备，包括热水供暖系统，所述热水供暖系统为如本申请实施例第一方面所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统。

本申请实施例提供的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，包括：氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路；氟路循环子系统通过气冷器与水路循环子系统进行换热，将热量传递至水路循环子系统；水路循环子系统包括回热器和水箱，气冷器的出水口连接水箱的进水口，水箱的出水口连接回热器的进水口，回热器的出水口连接气冷器的进水口；热水回路穿过水箱并输出至热水末端，采暖回路依次穿过回热器和水箱并输出至采暖末端。采用上述技术手段，通过在机组中增加回热器，以降低二氧化碳热泵的进水温度，进而使系统能效升高，提升系统的性能。

附图说明

图1是本申请实施例一提供的一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统结构示意图；

图2是本申请实施例一中的系统处理器的控制连接示意图；

图3是本申请实施例一中热水供暖系统的热水模式示意图；

图4是本申请实施例一中热水供暖系统的采暖模式示意图。

图中：11、压缩机；12、气冷器；13、节流阀；14、蒸发器；15、水箱；151、冷水进口；152、热水出口；16、水泵；17、回热器；18、换热盘管；191、采暖回水进口，192、采暖供水出口。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。下面将结合本申请实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本申请实施例中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，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。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本申请提供的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，旨在二氧化碳热泵机组中，通过增加回热器和水箱内的换热盘管，以降低二氧化碳热泵的进水温度，使系统能效升高，提升系统的性能，并使系统同时满足制热水和采暖的需求。相对于传统的二氧化碳热泵，其功能单一，往往只能单独制取热水或用来供暖。并且，其无法充分利用热泵机组能效，影响机组的性能。基于此，提供本申请实施例的一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，以解决现有二氧化碳热泵能效利用不充分的技术问题。

实施例：

图1给出了本申请实施例一提供的一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统的结构示意图，参照图1，该基于二氧化碳热泵的热水供暖系统具体包括：包括氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路；所述氟路循环子系统通过气冷器12与所述水路循环子系统进行换热，将热量传递至所述水路循环子系统；所述水路循环子系统包括回热器17和水箱15，所述气冷器12的出水口连接所述水箱15的进水口，所述水箱15的出水口连接所述回热器17的进水口，所述回热器17的出水口连接所述气冷器12的进水口；所述热水回路穿过所述水箱15并输出至热水末端，所述采暖回路依次穿过所述回热器17和所述水箱15并输出至采暖末端。

具体的，本申请实施例通过在水路循环子系统中增加回热器17，回热器17对水箱15中返回气冷器12的热水进行换热，并将获取的热量对采暖回路冷水进行一次加热，以此来实现机组能效的充分利用，提升热泵机组的性能。

进一步的，所述氟路循环子系统还包括蒸发器14、压缩机11和节流阀13，所述压缩机11的冷媒出口连接所述气冷器12的冷媒入口，所述气冷器12的冷媒出口连接所述节流阀13的冷媒入口，所述节流阀13的冷媒出口连接所述蒸发器14的冷媒入口，所述蒸发器14的冷媒出口连接所述压缩机11的冷媒入口。通过蒸发器14、压缩机11、气冷器12和节流阀13依次构成冷媒回路，以此来实现冷媒的换热循环流程。可选的，所述蒸发器14为翅片式换热器，翅片式换热器可以提供强化机组的换热性能，提供较好的换热效果。所述水路循环子系统还包括水泵16，所述水箱15的出口通过所述水泵16连接所述回热器17的进水口，水泵16用于将水箱15的水抽取至回热器17进行换热。

具体的，所述热水回路的进水端连接所述水箱15的冷水进口151，所述水箱15的热水出口连接所述热水末端。所述采暖回路的采暖回水进口191连接所述回热器17，所述水箱15通过所述采暖回路的采暖供水出口192连接采暖末端。热水回路循环将冷水输入水箱15，并通过换热加热冷水，输出热水至热水末端。采暖回路通过回热器17和水箱15二次换热加热采暖供水，进而将采暖供水输出至采暖末端。可选的，所述采暖回路还包括换热盘管18，所述换热盘管18设于所述水箱15中。换热盘管18增大了采暖回路的换热面积，可以充分利用水箱15的热量进行换热，实现更好的采暖效果。

可选的，参照图2，所述水箱15还设置有温度传感器，所述温度传感器连接系统处理器，用于实时上传水箱15温度至所述系统处理器。所述系统处理器还与所述氟路循环子系统、所述水路循环子系统、所述采暖回路和所述热水回路信号连接，用于控制所述氟路循环子系统、所述水路循环子系统、所述采暖回路和所述热水回路。

可以理解的是，本申请实施例通过系统处理器信号连接温度传感器氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路，可以实时根据温度传感器检测的温度控制氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路执行热泵机组的循环制热水和供暖流程，以使系统工作与相应的模式下。

具体的，参照图3，二氧化碳热泵在制热水模式下工作时，其水路循环子系统的工作原理为：

系统刚启动时，冷水从冷水进口151进入水箱15后经水泵16、回热器17进入气冷器12中，冷水在气冷器12中吸收了同时进入气冷器12的高温冷媒的热量后，温度升高，冷水变成了热水经水箱15输出至热水出口152供给用户使用。当水箱15中的热水温度降低时，水泵16抽取水箱15底部的热水进入回热器17，与从采暖末端回来的低温采暖回水进行热交换，换热后生活热水温度变得更低，再进入气冷器12加热到设定的出水温度后进入水箱15储存。

氟路循环子系统的工作原理为：

压缩机11产生高温高压的冷媒气体，进入气冷器12中进行冷凝散热，冷凝后高温高压的冷媒气体变成低温高压的冷媒液体，经节流阀13节流后，变成低温低压的冷媒液体，然后进入蒸发器14中蒸发，蒸发后低温低压的冷媒液体变成低温低压的冷媒气体回到压缩机11，完成系统氟路的工作循环。

另一方面，参照图4，二氧化碳热泵在采暖模式下工作时的工作原理为：

当水箱15内的热水温度能够满足采暖需求时，此时氟路循环子系统不开启，采暖回水从采暖回水进口191经回热器17后温度升高，进入水箱15内的换热盘管18继续与水箱15内的生活热水换热，达到采暖需要的供水温度后输出至采暖供水出口192，以输送到采暖末端。采暖热水在采暖末端散热变冷后成为采暖回水再次循环到回热器17进行换热。

当水箱15内的热水温度无法满足采暖需求时，此时氟路循环子系统开启，采用以上制热水模式给水箱15内的水升温，当水箱15内的水温度满足采暖需求，关闭氟路系统，采暖回水经回热器17后温度升高，进入水箱15内的换热盘管18继续与水箱15内的生活热水换热，达到采暖需要的供水温度后送到采暖末端。

上述提供的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，包括：氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路；氟路循环子系统通过气冷器12与水路循环子系统进行换热，将热量传递至水路循环子系统；水路循环子系统包括回热器17和水箱15，气冷器12的出水口连接水箱15的进水口，水箱15的出水口连接回热器17的进水口，回热器17的出水口连接气冷器12的进水口；热水回路穿过水箱15并输出至热水末端，采暖回路依次穿过回热器17和水箱15并输出至采暖末端。采用上述技术手段，通过在机组中增加回热器17，以降低二氧化碳热泵的进水温度，进而使系统能效升高，提升系统的性能。

在上述实施例的基础上，还提供了一种热水供暖设备，该热水供暖设备包括上述热水供暖系统，基于该热水供暖系统，实现热水供暖设备的热水供暖功能。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (10)

1.一种基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，包括：氟路循环子系统、水路循环子系统、采暖回路和热水回路；

所述氟路循环子系统通过气冷器与所述水路循环子系统进行换热，将热量传递至所述水路循环子系统；

所述水路循环子系统包括回热器和水箱，所述气冷器的出水口连接所述水箱的进水口，所述水箱的出水口连接所述回热器的进水口，所述回热器的出水口连接所述气冷器的进水口；

所述热水回路穿过所述水箱并输出至热水末端，所述采暖回路依次穿过所述回热器和所述水箱并输出至采暖末端。

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述氟路循环子系统还包括蒸发器、压缩机和节流阀，所述压缩机的冷媒出口连接所述气冷器的冷媒入口，所述气冷器的冷媒出口连接所述节流阀的冷媒入口，所述节流阀的冷媒出口连接所述蒸发器的冷媒入口，所述蒸发器的冷媒出口连接所述压缩机的冷媒入口。

3.根据权利要求2所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述蒸发器为翅片式换热器。

4.根据权利要求1所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述水路循环子系统还包括水泵，所述水箱的出口通过所述水泵连接所述回热器的进水口。

5.根据权利要求1所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述热水回路的进水端连接所述水箱的冷水进口，所述水箱的热水出口连接所述热水末端。

6.根据权利要求1所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述采暖回路的采暖回水进口连接所述回热器，所述水箱通过所述采暖回路的采暖供水出口连接采暖末端。

7.根据权利要求1所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述采暖回路还包括换热盘管，所述换热盘管设于所述水箱中。

8.根据权利要求1所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述水箱还设置有温度传感器，所述温度传感器连接系统处理器，用于实时上传水箱温度至所述系统处理器。

9.根据权利要求8所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统，其特征在于，所述系统处理器还与所述氟路循环子系统、所述水路循环子系统、所述采暖回路和所述热水回路信号连接，用于控制所述氟路循环子系统、所述水路循环子系统、所述采暖回路和所述热水回路。

10.一种热水供暖设备，包括热水供暖系统，其特征在于，所述热水供暖系统为如权利要求1-9任一所述的基于二氧化碳热泵的热水供暖系统。

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