復疊式二氧化碳空氣源熱泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱栗裝置，具體涉及一種復疊式二氧化碳空氣源熱栗。
【背景技術】
[0002]空氣源熱栗是一種利用高位能使能量從不能直接利用的低位熱源流向可以利用的高位熱源的節能裝置，主要應用于采暖或制取生活熱水，空氣源熱栗憑其高能效(一度電能產生4度電的熱量)近年來受到廣大用戶的青睞，目前普通空氣源熱栗冷媒主要有R134a、R410C等，由于普通空氣熱栗使用的冷媒其沸點溫度都比較高(R134a的沸點為-26.1度，R410C的沸點為-52.7度)，在環境溫度較低時蒸發量極少，在環境溫度低于-15度正常運行較困難。所以普通型空氣源熱栗在南方地區使用效果更突出，能效更好，相對于冬季較寒冷的北方，就不太適用，但北方恰是全國最大的供暖市場。二氧化碳熱栗相比與普通熱栗低溫工況下制熱性能更好(二氧化碳的沸點為-78.48度)，可以在環境溫度-30度時正常運行，且能效比不低于1.8。二氧化碳冷媒在高溫時由于壓縮壓力較高蒸發量沒有普通冷媒好。針對低溫環境下普通空氣源熱栗適應性差，制熱量及制熱性能低，二氧化碳高溫工況時能效上升平緩等問題，將二氧化碳冷媒熱栗與普通冷媒熱栗技術相復疊，研發一種適合寒冷地區特點的混合復疊二氧化碳空氣源熱栗，全年能效比較高的熱栗系統，對空氣源熱栗領域將是一個技術變革。目前普通空氣源熱栗低溫工況下能效衰減嚴重，極寒地區無法正常啟動，二氧化碳熱栗高溫工況能效上升不明顯，且二氧化碳熱栗制造成本較高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型為了解決現有技術中存在的上述問題，提供了一種復疊式二氧化碳空氣源熱栗。
[0004]本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]一種復疊式二氧化碳空氣源熱栗，該熱栗由二氧化碳熱栗側和普通熱栗側通過二氧化碳冷凝器復疊連接組成；二氧化碳熱栗側由二氧化碳蒸發器、二氧化碳回熱器的吸熱偵叭二氧化碳壓縮機、二氧化碳冷凝器、二氧化碳回熱器的放熱側、二氧化碳膨脹閥依次通過管道串連組成一個封閉循環系統；普通熱栗側由二氧化碳冷凝器、R134a壓縮機、R134a冷凝器、R134a膨脹閥依次通過管道串連組成一個封閉循環系統。
[0006]優選的，二氧化碳壓縮機采用二氧化碳亞臨界壓縮機。
[0007]優選的，R134a壓縮機為R134a渦旋壓縮機。
[0008]優選的，普通熱栗冷媒采用R134a。
[0009]優選的，二氧化碳熱栗的冷媒為二氧化碳
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]1.本實用新型將普通熱栗與二氧化碳熱栗復疊，實現冬季二氧化碳熱栗補充普通熱栗運行，避免停機或供暖不足的問題，本實用新型內部能夠進行三次提溫，二氧化碳蒸發器吸收空氣中的熱量完成第一次提溫，經過二氧化碳回熱器吸收高溫側的溫度進行第二次提溫，普通熱栗吸收二氧化碳熱栗的冷凝溫度完成第三次提溫，三次提溫大大提高了整機的能效比，比普通熱栗能效高20%，比二氧化碳熱栗能效高10%。
[0012]2.本實用新型采用二氧化碳亞臨界壓縮機，系統內部二氧化碳是亞臨界循環，較跨臨界循環運行成本可節約30%。系統內部普通熱栗通過吸收二氧化碳熱栗冷凝溫度進行二次升溫，符合普通熱栗高溫工況下能效直線上升的特點，提高整機能效比。利用二氧化碳熱栗的特點可在環境溫度低于-30時安全可靠運行，能效比不低于1.8，適合嚴寒地區冬季制熱，在高溫環境下能效比高于普通空氣源熱栗，制造成本低于同制熱量的二氧化碳熱栗Ο
[0013]3.本實用新型的普通熱栗冷媒采用R134a，R134a冷媒沸點為_26.1度，破壞臭氧潛能值(0DP):0，安全級別為A1 (無毒不可燃)，是一種使用最廣泛的中低溫環保制冷劑，該冷媒在高溫工況下蒸發量較大，吸收能力強，對提高熱栗能效效果明顯。根據其良好的綜合性能使其成為一種非常有效和安全的R12冷媒替代品，134a冷媒在低溫工況(環境溫度〈-5度)時，能效接近于1，壓縮機會出現液擊現象，強制運行極有可能損壞壓縮機。
[0014]4.本實用新型的二氧化碳冷媒沸點為-78.48度，臭氧層破壞潛能值0DP=0，全球變暖潛能值GWP為1。是目前最節能環保的冷媒，二氧化碳冷媒由于沸點較低，其他低溫工況下運行效果較好，可在環境溫度-30度時安全運行，在高溫工況(環境溫度>20度)下，能效上升變緩過，且隨著環境溫度的升高有下滑趨勢。兩種系統的有效復疊結合，避免了普通熱栗低溫工況下能效偏低和二氧化碳熱栗高溫工況下能效下滑的問題，提高整機的能效比。
【附圖說明】
[0015]圖1.是本實用新型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]一種復疊式二氧化碳空氣源熱栗由二氧化碳熱栗側和普通熱栗側通過二氧化碳冷凝器復疊連接組成；二氧化碳熱栗側由二氧化碳蒸發器1、二氧化碳回熱器3、二氧化碳亞臨界壓縮機4、二氧化碳冷凝器5、二氧化碳膨脹閥2組成，其中，二氧化碳蒸發器1與二氧化碳回熱器3的吸熱側通過管道相連、二氧化碳回熱器3的吸熱側與二氧化碳亞臨界壓縮機4通過管道相連、二氧化碳亞臨界壓縮機4與二氧化碳冷凝器5通過管道相連、二氧化碳冷凝器5與二氧化碳回熱器3的放熱側通過管道相連、二氧化碳回熱器3的放熱側通過管道與二氧化碳膨脹閥2相連、二氧化碳膨脹閥2與二氧化碳蒸發器1通過管道相連，形成一個封閉的循環系統。普通熱栗側包括R134a渦旋壓縮機7、R134a冷凝器8、R134a膨脹閥6，其中，所述的二氧化碳冷凝器5與R134a渦旋壓縮機7通過管道相連、R134a渦旋壓縮機7與R134a冷凝器8通過管道相連、R134a冷凝器8與R134a膨脹閥6通過管道相連，R134a膨脹閥6通過管道與所述的二氧化碳冷凝器5相連，形成一個封閉的循環系統。
[0017]本實用新型將普通熱栗與二氧化碳熱栗有效的復疊達到能效比提高的裝置，系統內部主要分為兩部分，普通熱栗與二氧化碳熱栗，為了使普通熱栗側在低溫工況下的蒸發量增大，將二氧化碳熱栗的冷凝器與普通熱栗的蒸發器合二為一，即普通熱栗是通過吸收二氧化碳熱栗冷凝溫度提高其蒸發量來增大普通熱栗的制熱量，具體如下:二氧化碳熱栗側在低況工況時，二氧化碳熱栗通過二氧化碳蒸發器吸收空氣中的熱量，經過二氧化碳回熱器的吸熱側進行二次升溫，通過二氧化碳亞臨界壓縮機4將低溫低壓的二氧化碳熱栗壓縮成高溫高壓的氣體，經過二氧化碳冷凝器5將熱量釋放到普通熱栗系統，放熱不完全的熱量進行二氧化碳回熱器3 二次放熱，再次降低二氧化碳溫度，經過二氧化碳膨脹閥2節流降壓后，再次進入二氧化碳蒸發器1吸收空氣中的熱量，至此二氧化碳熱栗側完成一個循環周而復始。普通熱栗側通過二氧化碳冷凝器5吸收二氧化碳熱栗的熱量，提高了吸收端的溫度，經過R134a渦旋壓縮機7壓縮后進入R134a冷凝器8，將熱量釋放到水中，提高水的溫度供終端熱水使用，經過R134a膨脹閥6將降溫了的R134a冷媒節流降壓后，進行二氧化碳冷凝器5再次吸收二氧化碳熱栗熱量，進入下一個循環。
【主權項】
1.一種復疊式二氧化碳空氣源熱栗，該熱栗由二氧化碳熱栗側和普通熱栗側通過二氧化碳冷凝器復疊連接組成；其特征在于:二氧化碳熱栗側由二氧化碳蒸發器、二氧化碳回熱器的吸熱側、二氧化碳壓縮機、二氧化碳冷凝器、二氧化碳回熱器的放熱側、二氧化碳膨脹閥依次通過管道串連組成一個封閉循環系統；普通熱栗側由二氧化碳冷凝器、R134a壓縮機、R134a冷凝器、R134a膨脹閥依次通過管道串連組成一個封閉循環系統。2.根據權利要求1所述的復疊式二氧化碳空氣源熱栗，其特征在于:二氧化碳壓縮機采用二氧化碳亞臨界壓縮機。3.根據權利要求1所述的復疊式二氧化碳空氣源熱栗，其特征在于:R134a壓縮機為R134a禍旋壓縮機。4.根據權利要求1所述的復疊式二氧化碳空氣源熱栗，其特征在于:普通熱栗冷媒采用 R134a。5.根據權利要求1所述的復疊式二氧化碳空氣源熱栗，其特征在于:二氧化碳熱栗的冷媒為二氧化碳。
【專利摘要】本實用新型公開了一種復疊式二氧化碳空氣源熱泵，該熱泵由二氧化碳熱泵側和普通熱泵側通過二氧化碳冷凝器復疊連接組成；二氧化碳熱泵側由二氧化碳蒸發器、二氧化碳回熱器的吸熱側、二氧化碳壓縮機、二氧化碳冷凝器、二氧化碳回熱器的放熱側、二氧化碳膨脹閥依次通過管道串連組成一個封閉循環系統；普通熱泵側由二氧化碳冷凝器、R134a壓縮機、R134a冷凝器、R134a膨脹閥依次通過管道串連組成一個封閉循環系統。本實用新型能夠進行三次提溫，大大提高了整機的能效比，比普通熱泵能效高20%，比二氧化碳熱泵能效高10%。
【IPC分類】F25B41/06, F25B30/02, F25B27/00
【公開號】CN204963296
【申請號】CN201520538168
【發明人】何銘, 茍順國
【申請人】甘肅一德新能源設備有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年7月23日