本發明涉及空氣源技術領域，具體為一種帶反沖洗功能的跨臨界二氧化碳空氣源熱泵系統。
背景技術：
熱泵系統中的冷卻器的水側含有鈣、鎂等碳酸鹽類物質受高溫的影響，會在其內部管壁上形成水垢，積垢多時會導致冷卻器內部水流量減小而減弱其傳熱功效，當結垢嚴重時會導致爆管等危險。而普通的清洗方法，通常采用酸堿類清洗劑，會對冷卻器的材料造成腐蝕，且清洗過程浪費大量水，因此需要一種新的清洗方法對冷卻器內的水垢進行清洗。
超臨界CO2的動力學性質與氣態CO2相似，具有氣體的擴散性。其密度與液態相近，具有很強的溶劑化能力。它們可以進入到任何大于超臨界二氧化碳分子的空間，可以對具有深孔、多孔、細縫、微槽和高深寬比等復雜形狀的器件進行清洗。更重要的是超臨界CO2表面張力幾乎為零, 因此在對冷卻器清洗時不會產生任何損傷, 且CO2 具有無毒、不易燃燒、化學穩定性好、無污染、容易回收和循環利用等特點, 其清洗過程不需要水及其他有機溶劑, 無需干燥, 是一種環境友好的綠色清洗溶劑。
CO2具有優良的熱力學性能，單位容積制冷量相當高，且運動粘度低；制冷循環的壓縮比約為 2.5-3.0，比常規制冷工質的壓縮比低，因而壓縮機的容積效率可維持在較高的水平。同時，CO2在超臨界狀態下有較高比熱，較低的粘度和較小的密度。可顯著減小壓縮機與系統的尺寸，使整個系統非常緊湊。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種帶反沖洗功能的跨臨界二氧化碳空氣源熱泵系統，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種帶反沖洗功能的跨臨界二氧化碳空氣源熱泵系統,包括超臨界CO2熱泵系統、循環水系統、超臨界二氧化碳反沖洗系統，所述超臨界CO2熱泵系統、循環水系統、超臨界二氧化碳反沖洗系統通過管道并聯于空氣源熱泵氣體冷卻器的內部，超臨界CO2空氣源熱泵系統包括空氣源熱泵蒸發器、氣液分離器、壓縮機、第四閥門、空氣源熱泵氣體冷卻器、過濾器、儲液器和節流裝置，所述空氣源熱泵蒸發器的一端通過管道連接有氣液分離器，所述氣液分離器的一端通過管道連接有壓縮機，所述壓縮機的一端通過管道連接有第四閥門，所述第四閥門的一端通過管道連接有空氣源熱泵氣體冷卻器，所述空氣源熱泵氣體冷卻器的一端通過管道連接有過濾器，所述過濾器的一端通過管道連接有儲液器，所述儲液器的一端通過管道連接有節流裝置，所述節流裝置的一端通過管道連接有空氣源熱泵蒸發器，冷凝端水循環系統包括空氣源熱泵氣體冷卻器、第五閥門、流量計、相變蓄熱水箱、自動補水式膨脹水箱、第六閥門、第七閥門、循環水泵和第八閥門，所述空氣源熱泵氣體冷卻器的一端通過管道連接有第五閥門，所述第五閥門的一端通過管道連接有流量計，所述流量計一端通過管道連接有相變蓄熱水箱，所述相變蓄熱水箱的外表面通過管道連接有循環水泵，所述循環水泵的一端通過管道連接有第八閥門，所述第八閥門的一端通過管道連接有空氣源熱泵氣體冷卻器，所述循環水泵的另一端通過管道還連接有第六閥門，所述第六閥門的一端通過管道連接有自動補水式膨脹水箱，所述自動補水式膨脹水箱的一端通過管道連接有第七閥門，超臨界CO2反沖洗系統包括第二閥門、過濾器、第三閥門、空氣源熱泵蒸發器、氣液分離器、壓縮機、第九閥門、混合器、第十一閥門、空氣源熱泵氣體冷卻器、第十二閥門、第一安全閥、背壓閥、干燥過濾器、雜質清理裝置、第二安全閥和第十三閥門，所述第二閥門的一端通過管道連接有過濾器，所述過濾器的一端通過管道連接有第三閥門，所述第三閥門的一端通過管道連接有空氣源熱泵蒸發器，所述壓縮機的一端通過管道連接有第九閥門，所述第九閥門的一端通過管道連接有攜帶劑泵，所述攜帶劑泵的一端通過管道連接有第十閥門，所述第十閥門的一端通過管道連接有攜帶劑儲罐，所述空氣源熱泵氣體冷卻器的一端通過管道連接有第十一閥門，所述第十一閥門的一端通過管道連接有混合器，所述混合器的一端通過管道連接在第九閥門與攜帶劑泵的中間位置，所述空氣源熱泵氣體冷卻器的另一端通過管道連接有第十二閥門，所述第十二閥門的一端通過管道連接有第一安全閥，所述第一安全閥的一端通過管道連接有背壓閥，所述背壓閥的一端通過管道連接有干燥過濾器，所述干燥過濾器的一端通過管道連接有雜質清理裝置，所述雜質清理裝置的一端通過管道連接有第二安全閥，所述第二安全閥的一端通過管道連接有第十三閥門，所述第十三閥門的一端通過管道連接在第二閥門與過濾器的中間位置，所述背壓閥的一端通過管道連接有第十四閥門，所述第十四閥門的一端通過管道連接有第一閥門，所述第一閥門的一端通過管道連接有CO2鋼瓶。
優選的，所述第五閥門和第十一閥門采用非門自動控制。
優選的，所述空氣源熱泵蒸發器為板式換熱器。
優選的，所述空氣源熱泵氣體冷卻器為微通道冷凝器。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：該所述裝置實現了熱泵系統和反沖洗系統的一體化，減小了熱泵系統和反沖洗系統的總體體積，節約了空間，在循環水系統和反沖洗系統之間采用電磁閥連接，通過采集循環水側的信息來控制反沖洗系統的開關，實現了自動化控制，節省人力物力，超臨界CO2是良好的換熱工質，在冷凝器中可將熱量傳遞給水，充分利用了超臨界CO2的傳熱特性，利用超臨界CO2和攜帶劑清洗循環水側的污垢，充分利用了超臨界CO2的清洗特性，采用CO2作為工質，實現了溫室氣體的循環利用，體現了節能環保。
附圖說明
圖1為本發明的一種帶反沖洗功能的跨臨界二氧化碳空氣源熱泵系統整體結構示意圖；
圖中：V1第一閥門、 V2第二閥門、V3第三閥門、V4第四閥門、V5五第一閥門、V6第六閥門、V7第七閥門、V8第八閥門、V9第九閥門、V10第十閥門、V11第十一閥門、V12第十二閥門、V13第十三閥門、V14第十四閥門、1 CO2鋼瓶、2過濾器、3空氣源熱泵蒸發器、4氣液分離器、5壓縮機、6空氣源熱泵氣體冷卻器、7過濾器、8儲液器、9節流裝置、10流量計、11相變蓄熱水箱、12自動補水式膨脹水箱、13循環水泵、14第一安全閥、15背壓閥、16干燥過濾器、17雜質清理裝置、18第二安全閥、19攜帶劑儲罐、20攜帶劑泵、21混合器。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
請參閱圖1，本發明提供一種技術方案：一種帶反沖洗功能的跨臨界二氧化碳空氣源熱泵系統,包括超臨界CO2熱泵系統、循環水系統、超臨界二氧化碳反沖洗系統，所述超臨界CO2熱泵系統A、循環水系統B、超臨界二氧化碳反沖洗系統C通過管道并聯于空氣源熱泵氣體冷卻器6的內部，超臨界CO2空氣源熱泵系統A包括空氣源熱泵蒸發器3、氣液分離器4、壓縮機5、第四閥門V4、空氣源熱泵氣體冷卻器6、過濾器7、儲液器8和節流裝置9，空氣源熱泵蒸發器3的一端通過管道連接有氣液分離器4，空氣源熱泵蒸發器3為板式換熱器，氣液分離器4的一端通過管道連接有壓縮機5，壓縮機5的一端通過管道連接有第四閥門V4，第四閥門V4的一端通過管道連接有空氣源熱泵氣體冷卻器6，空氣源熱泵氣體冷卻器6為微通道冷凝器可以提高換熱效率，空氣源熱泵氣體冷卻器6的一端通過管道連接有過濾器7，過濾器7的一端通過管道連接有儲液器8，儲液器8的一端通過管道連接有節流裝置9，節流裝置9一端通過管道連接有空氣源熱泵蒸發器3，冷凝端水循環系統B包括空氣源熱泵氣體冷卻器6、第五閥門V5、流量計10、相變蓄熱水箱11、自動補水式膨脹水箱12、第六閥門V6、第七閥門V7、循環水泵13和第八閥門V8，空氣源熱泵氣體冷卻器6的一端通過管道連接有第五閥門V5，第五閥門V5的一端通過管道連接有流量計10，流量計10一端通過管道連接有相變蓄熱水箱11，相變蓄熱水箱11的外表面通過管道連接有循環水泵13，循環水泵13的一端通過管道連接有第八閥門V8，第八閥門V8的一端通過管道連接有空氣源熱泵氣體冷卻器6，循環水泵13的另一端通過管道還連接有第六閥門V6，第六閥門V6的一端通過管道連接有自動補水式膨脹水箱12，自動補水式膨脹水箱12的一端通過管道連接有第七閥門V7，超臨界CO2反沖洗系統C包括第二閥門V2、過濾器2、第三閥門V3、空氣源熱泵蒸發器3、氣液分離器4、壓縮機5、第九閥門V9、混合器21、第十一閥門V11、空氣源熱泵氣體冷卻器6、第十二閥門V12、第一安全閥14、背壓閥15、干燥過濾器16、雜質清理裝置17、第二安全閥18和第十三閥門V13，第二閥門V2的一端通過管道連接有過濾器2，過濾器2的一端通過管道連接有第三閥門V3，第三閥門V3的一端通過管道連接有空氣源熱泵蒸發器3，壓縮機5的一端通過管道連接有第九閥門V9，第九閥門V9的一端通過管道連接有攜帶劑泵20，攜帶劑泵20的一端通過管道連接有第十閥門V10，第十閥門V10的一端通過管道連接有攜帶劑儲罐19，空氣源熱泵氣體冷卻器6的一端通過管道連接有第十一閥門V11，第五閥門V5和第十一閥門V11采用非門自動控制，當第五閥門V5關閉時，第十一閥門V11自動打開，當第十一閥門V11關閉時，第五閥門V5自動打開，實現對清洗系統的自動控制，第十一閥門V11的一端通過管道連接有混合器21，混合器21的一端通過管道連接在第九閥門V9與攜帶劑泵20的中間位置，空氣源熱泵氣體冷卻器6的另一端通過管道連接有第十二閥門V12，第十二閥門V12的一端通過管道連接有第一安全閥14，第一安全閥14的一端通過管道連接有背壓閥15，背壓閥15的一端通過管道連接有干燥過濾器16，干燥過濾器16中CO2中攜帶的雜質（非溶解）和部分水與CO2分離，干燥過濾器16的一端通過管道連接有雜質清理裝置17，雜質清理裝置17中CO2和溶解在其中的雜質分離，CO2進行回收循環利用，雜質清理裝置17的一端通過管道連接有第二安全閥18，第二安全閥18的一端通過管道連接有第十三閥門V13，第十三閥門V13的一端通過管道連接在第二閥門V2與過濾器2的中間位置，背壓閥15的一端通過管道連接有第十四閥門V14，第十四閥門V14的一端通過管道連接有第一閥門V1，第一閥門V1的一端通過管道連接有CO2鋼瓶1。
工作原理：臨界CO2空氣源熱泵系統A的運行方式，空氣源熱泵蒸發器3從空氣中吸收能量，通過氣液分離器4進行氣液分離，壓縮機5將CO2由常態壓縮成超臨界狀態，經過第四閥門V4，在空氣源熱泵氣體冷卻器6中，超臨界CO2將熱量傳遞給循環水，再經過過濾器7濾除雜質，在儲液器8中進行調壓，通過節流裝置9完成臨界CO2空氣源熱泵系統的循環。冷凝端水循環系統B的運行方式，冷水從空氣源熱泵氣體冷卻器6中吸收超臨界CO2的能量，通過第五閥門V5和流量計10進入相變蓄熱水箱11中，自動補水式膨脹水箱12用于調節循環水量，同時起到調壓的作用，再經過循環水泵13和第八閥門V8進入空氣源熱泵氣體冷卻器6中完成冷凝端水循環系統。超臨界CO2反沖洗系統C的運行方式為，在過濾器2中過濾后CO2，經過第三閥門V3、空氣源熱泵蒸發器3和氣液分離器4后，在壓縮機5中CO2轉換為超臨界狀態，通過第九閥門V9由熱泵系統轉入清洗系統，在混合器21中，超臨界CO2和攜帶劑混合，增強清洗效果，經過第十一閥門V11后，超臨界CO2和攜帶劑的混合劑進入空氣源熱泵氣體冷卻器6中對空氣源熱泵氣體冷卻器6的水側進行清洗，經過第十二閥門V12、第一安全閥14和背壓閥15后進入干燥過濾器16中，對CO2中的不溶雜質和水進行過濾，然后經過雜質清理裝置17，對CO2中溶解的雜質進行清洗，再經過第二安全閥18和第十三閥門V13完成超臨界CO2反沖洗系統。
盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。