CN215765321U - 二氧化碳热泵供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二氧化碳热泵供暖系统，包括：箱体具有自上而下加工分布并且彼此连通的高温腔、中温腔和低温腔，高温腔上开设有高温进水口，低温腔上开设有低温进水口和低温出水口，低温进水口用于连通外部水源；热交换器组件包括设置在高温腔内的第一交换管和设置在中温腔内的第二交换管，第一交换管和第二交换管相串接；二氧化碳热泵机组包括回水口和给水口，低温出水口连接回水口，高温进水口连接给水口；第二水泵，设置在低温出水口和回水口之间；以及供暖单元包括供暖接入端和供暖输出端，供暖接入端与第一交换管接通，供暖输出端与第二交换管接通。通过该结构能让进入二氧化碳机组的水温始终保持低温使得本系统能够适用多样化的场合。

Description

二氧化碳热泵供暖系统

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳热泵技术领域，特别设置一种二氧化层热泵供热系统。

背景技术

二氧化碳作为自然的环保无毒的优质物理介质，适用于水的加热，在分析了二氧化碳跨临界的循环特性上，二氧化碳还能作为传统的制冷剂，具有较高的制热功率。当前二氧化碳热泵的应用场合大部分局限于常规的热水供应方面，在越来越普及的供暖、采暖等循环制热上使用极少，即使有些供暖场合已经采用了二氧化碳供暖，但大部分没有进行控制二氧化碳机组的进水的温度情况，导致了二氧化碳机组在水温度较高的情况下运行，从而影响了二氧化碳机组的运行寿命以及稳定性。

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运行稳定且使用寿命长的二氧化碳热泵供暖系统。

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：一种二氧化碳热泵供暖系统，包括：箱体，具有自上而下加工分布并且彼此连通的高温腔、中温腔和低温腔，所述的高温腔上开设有高温进水口，所述的低温腔上开设有低温进水口和低温出水口，所述的低温进水口用于连通外部水源；热交换器组件，包括设置在所述高温腔内的第一交换管和设置在所述中温腔内的第二交换管，所述第一交换管和第二交换管相串接；二氧化碳热泵机组，包括回水口和给水口，所述的低温出水口连接所述的回水口，所述的高温进水口连接所述的给水口；第二水泵，设置在所述的低温出水口和所述的回水口之间；和供暖单元，包括供暖接入端和供暖输出端，所述的供暖接入端与所述第一交换管接通，所述的供暖输出端与所述第二交换管接通。

上述技术方案中，优选的，所述的系统还包括：温度检测装置，被配置成至少能够对所述高温腔和所述中温腔中的水温进行检测；以及控制器，所述的控制器能够基于所述的温度检测装置反馈的温度信息控制所述二氧化碳热泵机组和所述第二水泵的运行。

上述技术方案中，优选的，所述的温度检测装置包括设置在所述高温进水口处的第一温度探头、设置在所述供暖输出端处的第五温度探头、设置在所述回水口处的第八温度探头、设置在所述高温腔内的至少一高温腔温度探头、设置在所述中温腔内的至少一个中温腔温度探头、设置在所述低温腔内的至少一个低温腔温度探头以及设置在所述供暖单元上的第三温度探头。

上述技术方案中，优选的，所述的高温腔温度探头包括位于所述的高温腔中上部的高温腔高位温度探头和位于所述高温腔下部的第四温度探头。

上述技术方案中，优选的，所述的中温腔温度探头包括设置在所述中温腔上部的中温腔高位温度探头和设置在所述中温腔下部的第七温度探头。

上述技术方案中，优选的，所述的箱体顶部具有排气阀，所述的箱体底部具有排污口。

上述技术方案中，优选的，所述的箱体内侧设置有聚氨酯保温层。

上述技术方案中，优选的，所述的高温腔上还开设有一高温出水口，所述的高温出水口用于与一用水设备相接；所述的低温进水口处具有一补水阀，所述的补水阀用于控制所述高温出水口流出的水的流量。

上述技术方案中，优选的，所述的温度检测装置还包括设置在所述高温出水口处的第二温度探头。

本实用新型与现有技术相比，通过这样结构设置能够让进入二氧化碳机组的水温度始终保持于低温状态，从而解决了二氧化碳机组需求的回水温度低温工况需求，使得本系统能够适用于多样化的场合，提升本系统的整体运行效率，还能延长二氧化碳热泵机组的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型提供二氧化碳热泵供暖系统的结构图；

其中：1、箱体；102、第二连接管；101、第一连接管；11、高温腔；1101、高温进水口；1102、高温出水口；1103、高温给水口；1104、高温回水口；12、中温腔；1201、中温回水口；1202、中温出水口；13、低温腔；1301、低温进水口；1302、低温出水口；14、供热通路；1401、第一交换管；1402、第二交换管；15、排气阀；16、排污口；17、热水阀；18、补水阀；1801、第一温度探头；1802、第二温度探头；1803、第三温度探头；1804、第四温度探头；1805、第五温度探头；1806、第六温度探头；1807、第七温度探头；1808、第八温度探头；1809、高温腔高位温度探头；18091、中温腔高位温度探头；2、二氧化碳机组；21、回水口；22、给水口；3、第二水泵；31、第一水泵；4、供暖单元；5、温度检测装置；6、用水设备。

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，其中，本说明书中所述的“上”“下”与图1中所示的各个位置关系一一相对应。

如图1显示了一种二氧化碳热泵供暖系统，包括箱体1、设置在箱体1内的热交换器组件14、与箱体1相连接的二氧化热泵机组2、供暖单元4以及第二水泵3。

箱体1具有自上而下加工分布并且彼此连通的高温腔11、中温腔12和低温腔13；高温腔11和中温腔12通过第一连接管101接通，中温腔12和低温腔13通过第二连接管102接通。高温腔11上开设有高温进水口1101、高温出水口1102、高温给水口1103和高温回水口1104；中温腔12上开设有中温回水口1201和中温出水口1202；低温腔13上开设有低温进水口1301和低温出水口1302；高温出水口1102用于与一用水设备6相接，低温进水口1301用于连通外部水源。在低温进水口1301处还具有一补水阀18，补水阀18用于控制高温出水口1102流出的水的流量；在用水设备6处还设置有一热水阀17，热水阀17用于控制用水设备6的打开及关闭。箱体1顶部具有排气阀15，箱体1的底部具有排污口16，箱体1内侧还设置有聚氨酯保温层。

热交换器组件14包括设置在高温腔11内的第一交换管1401和设置在中温腔12内的第二交换管1402，第一交换管1401从高温给水口1103输出并从高温回水口1104输入，第二交换管1402从中温回水口1201输入并从中温出水口1202输出，第一交换管1401和第二交换管1402相串接。

二氧化碳热泵机组2包括回水口21和给水口22，低温出水口1302连接回水口21，高温进水口1101连接给水口22；在低温出水口1302和回水口21之间设置有第二水泵3。供暖单元4包括供暖接入端和供暖输出端，供暖接入端与第一交换管1401接通，供暖输出端与第二交换管1402接通。

二氧化碳热泵供暖系统还包括温度检测装置5和控制器。温度检测装置5被配置成至少能够对高温腔11和中温腔12中的水温进行检测；控制器能够基于温度检测装置5反馈的温度信息控制二氧化碳热泵机组2和第二水泵3的运行。

温度检测装置5包括第一温度探头1801、第二温度探头1802、第三温度探头1803、第四温度探头1804、第五温度探头1805、第六温度探头1806、第七温度探头1807、第八温度探头1808、高温腔高位温度探头1809和中温腔高位温度探头18091。

高温腔高位温度探头1809设置在高温腔11的中上部，第四温度探头1804设置在高温腔11下部，第一温度探头1801设置在高温进水口1101处，第二温度探头1802设置在高温出水口处1102；中温腔高位温度探头18091设置在中温腔12的上部，第七温度探头1807设置在中温腔12的下部，第五温度探头1805设置在供暖输出管处；第六温度探头1806设置在低温腔11的中部，设置在回水口21前用于检测进入二氧化碳机组2的回水水温的第八温度探头1808，第三温度探头1803设置在供暖单元4上。

在用水设备6使用时，二氧化碳机组2开始运行，第一水泵31关闭，第二水泵3运行，补水阀18以及热水阀17均关闭。当第四温度探头1804检测的高温腔11底部的温度大于75度时，控制器（未示出）控制补水阀18打开以及控制第二水泵3的运行频率控制补水量以及高温进水口1101处的温度，当第一温度探头1801检测高温进水口1101处的水温高于80度时，从高温出水口1102出来的水的温度约为80度，热水的消耗量即为从低温进水口1301处进入的外接水的水量；当第七温度探头1807检测到中温腔12底部的水的温度小于75度时，控制器（未示出）控制二氧化碳机组2开始运行，当第七温度探头1807检测到中温腔12底部的温度高于80度时控制器（未示出）控制二氧化碳机组2自动停机；这样运行能保证进入二氧化碳热泵机组2的水的温度始终处于低温水状态，保证二氧化碳机组2始终在高效的运行状态。

在供暖单元4使用时，二氧化碳机组2开始运行，第一水泵31关闭，第二水泵3运行，补水阀18和热水阀17关闭。第四温度探头1804检测到高温腔11底部的温度大于75度时，控制器（未示出）控制第一水泵31开始运行。此时箱体1以及供暖单元4形成供暖循环通路41，当第一温度探头1801检测到进入高温腔11内的水温为80度时，第三温度探头1803检测到供暖单元4的温度为75度，控制器（未示出）通过改变第一水泵31的运行频率来调节进入第二交换管1402中温回水口1201处的温度小于40度，让中温腔12内的水温小于40度，低温腔13内没有换热，第八温度探头1808检测到进入二氧化碳机组2的温度小于40度；当第四温度探头1804检测到高温腔11底部的温度大于80度时，控制器（未示出）二氧化碳机组2停机，当第四温度探头1804检测到高温腔11底部的温度大于75度时，控制器（未示出）二氧化碳机组2运行，这样的运行情况能够保证用于的供暖温度始终处于一个常温。

在用水设备6和供暖单元4同时使用时，二氧化碳机组2开始运行，第一水泵31关闭，第二水泵32运行，补水阀18和热水阀17关闭。当第四温度探头1804检测到高温腔11底部的温度大于75度时，控制器（未示出）第一水泵31运行，打开补水阀18和热水阀17，通过控制器（未示出）控制第二水泵3的运行频率来控制补水量和进入高温进水口1101的温度，当第一温度探头1801检测到进入高温腔11内的水温大于等于80度时，此时从高温出水口1102出去热水的温度约为80度，第三温度探头1803检测到供暖单元4内的温度约为70度，通过控制器（未示出）控制第一水泵31的运行频率从而控制进入中温回水口1201的水的温度低于40度，使得第二交换管1402内的水小于40度，通过控制器（未示出）控制第二交换管1402内的水温从而控制中温腔12内的水温，当第七温度探头1807检测到中温腔12底部的水温小于40度；当第四温度探头1804检测到高温腔11底部的温度大于80度时，控制器（未示出）二氧化碳机组2停机，当第四温度探头1804检测到高温腔11底部的温度小于40度时，控制器（未示出）控制二氧化碳机组2开始运行。

上述所述的用水设备6、供暖单元4以及用水设备6和供暖单元4共同运行的情况，都是温度检测装置5的各温度探头检测到的温度信息反馈给控制器（未示出），控制器（未示出）并基于这些反馈的温度信息控制整个系统上各个部件的运行，如:第一水泵31和第二水泵3运行，补水阀18和热水阀17的开启。当系统运行时间长久后，可以根据需求，通过打开箱体1底部的排污口16进行排污，同样的压力也能在通过打开箱体1顶部的排气阀15进行泄压。

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 (9)

1.一种二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，包括：

箱体（1），具有自上而下加工分布并且彼此连通的高温腔（11）、中温腔（12）和低温腔（13），所述的高温腔（11）上开设有高温进水口（1101），所述的低温腔（13）上开设有低温进水口（1301）和低温出水口（1302），所述的低温进水口（1301）用于连通外部水源；

热交换器组件（14），包括设置在所述高温腔（11）内的第一交换管（1401）和设置在所述中温腔（12）内的第二交换管（1402），所述第一交换管（1401）和第二交换管（1402）相串接；

二氧化碳热泵机组（2），包括回水口（21）和给水口（22），所述的低温出水口（1302）连接所述的回水口（21），所述的高温进水口（1101）连接所述的给水口（22）；

第二水泵（3），设置在所述的低温出水口（1302）和所述的回水口（21）之间；和

供暖单元（4），包括供暖接入端和供暖输出端，所述的供暖接入端与所述第一交换管（1401）接通，所述的供暖输出端与所述第二交换管（1402）接通。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的系统还包括：温度检测装置（5），被配置成至少能够对所述高温腔（11）和所述中温腔（12）中的水温进行检测；以及控制器，所述的控制器能够基于所述的温度检测装置（5）反馈的温度信息控制所述二氧化碳热泵机组（2）和所述第二水泵（3）的运行。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的温度检测装置（5）包括设置在所述高温进水口（1101）处的第一温度探头（1801）、设置在所述供暖输出端处的第五温度探头（1805）、设置在所述回水口（21）处的第八温度探头（1808）、设置在所述高温腔（11）内的至少一高温腔温度探头、设置在所述中温腔（12）内的至少一个中温腔温度探头、设置在所述低温腔（13）内的至少一个低温腔温度探头以及设置在所述供暖单元（4）上的第三温度探头（1803）。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的高温腔温度探头包括位于所述的高温腔（11）中上部的高温腔高位温度探头（1809）和位于所述高温腔（11）下部的第四温度探头（1804）。

5.根据权利要求3所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的中温腔温度探头包括设置在所述中温腔（12）上部的中温腔高位温度探头（18091）和设置在所述中温腔（12）下部的第七温度探头（1807）。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的箱体（1）顶部具有排气阀（15），所述的箱体（1）底部具有排污口（16）。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的箱体（1）内侧设置有聚氨酯保温层。

8.根据权利要求2所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的高温腔（11）上还开设有一高温出水口（1102），所述的高温出水口（1102）用于与一用水设备（6）相接；所述的低温进水口（1301）处具有一补水阀（18），所述的补水阀（18）用于控制所述高温出水口（1102）流出的水的流量。

9.根据权利要求8所述的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的温度检测装置（5）还包括设置在所述高温出水口处的第二温度探头（1802）。

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