复叠式二氧化碳空气源热泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热栗装置，具体涉及一种复叠式二氧化碳空气源热栗。
【背景技术】
[0002]空气源热栗是一种利用高位能使能量从不能直接利用的低位热源流向可以利用的高位热源的节能装置，主要应用于采暖或制取生活热水，空气源热栗凭其高能效(一度电能产生4度电的热量)近年来受到广大用户的青睐，目前普通空气源热栗冷媒主要有R134a、R410C等，由于普通空气热栗使用的冷媒其沸点温度都比较高(R134a的沸点为-26.1度，R410C的沸点为-52.7度)，在环境温度较低时蒸发量极少，在环境温度低于-15度正常运行较困难。所以普通型空气源热栗在南方地区使用效果更突出，能效更好，相对于冬季较寒冷的北方，就不太适用，但北方恰是全国最大的供暖市场。二氧化碳热栗相比与普通热栗低温工况下制热性能更好(二氧化碳的沸点为-78.48度)，可以在环境温度-30度时正常运行，且能效比不低于1.8。二氧化碳冷媒在高温时由于压缩压力较高蒸发量没有普通冷媒好。针对低温环境下普通空气源热栗适应性差，制热量及制热性能低，二氧化碳高温工况时能效上升平缓等问题，将二氧化碳冷媒热栗与普通冷媒热栗技术相复叠，研发一种适合寒冷地区特点的混合复叠二氧化碳空气源热栗，全年能效比较高的热栗系统，对空气源热栗领域将是一个技术变革。目前普通空气源热栗低温工况下能效衰减严重，极寒地区无法正常启动，二氧化碳热栗高温工况能效上升不明显，且二氧化碳热栗制造成本较高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种复叠式二氧化碳空气源热栗。
[0004]本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]一种复叠式二氧化碳空气源热栗，该热栗由二氧化碳热栗侧和普通热栗侧通过二氧化碳冷凝器复叠连接组成；二氧化碳热栗侧由二氧化碳蒸发器、二氧化碳回热器的吸热侦叭二氧化碳压缩机、二氧化碳冷凝器、二氧化碳回热器的放热侧、二氧化碳膨胀阀依次通过管道串连组成一个封闭循环系统；普通热栗侧由二氧化碳冷凝器、R134a压缩机、R134a冷凝器、R134a膨胀阀依次通过管道串连组成一个封闭循环系统。
[0006]优选的，二氧化碳压缩机采用二氧化碳亚临界压缩机。
[0007]优选的，R134a压缩机为R134a涡旋压缩机。
[0008]优选的，普通热栗冷媒采用R134a。
[0009]优选的，二氧化碳热栗的冷媒为二氧化碳
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]1.本实用新型将普通热栗与二氧化碳热栗复叠，实现冬季二氧化碳热栗补充普通热栗运行，避免停机或供暖不足的问题，本实用新型内部能够进行三次提温，二氧化碳蒸发器吸收空气中的热量完成第一次提温，经过二氧化碳回热器吸收高温侧的温度进行第二次提温，普通热栗吸收二氧化碳热栗的冷凝温度完成第三次提温，三次提温大大提高了整机的能效比，比普通热栗能效高20%，比二氧化碳热栗能效高10%。
[0012]2.本实用新型采用二氧化碳亚临界压缩机，系统内部二氧化碳是亚临界循环，较跨临界循环运行成本可节约30%。系统内部普通热栗通过吸收二氧化碳热栗冷凝温度进行二次升温，符合普通热栗高温工况下能效直线上升的特点，提高整机能效比。利用二氧化碳热栗的特点可在环境温度低于-30时安全可靠运行，能效比不低于1.8，适合严寒地区冬季制热，在高温环境下能效比高于普通空气源热栗，制造成本低于同制热量的二氧化碳热栗Ο
[0013]3.本实用新型的普通热栗冷媒采用R134a，R134a冷媒沸点为_26.1度，破坏臭氧潜能值(0DP):0，安全级别为A1 (无毒不可燃)，是一种使用最广泛的中低温环保制冷剂，该冷媒在高温工况下蒸发量较大，吸收能力强，对提高热栗能效效果明显。根据其良好的综合性能使其成为一种非常有效和安全的R12冷媒替代品，134a冷媒在低温工况(环境温度〈-5度)时，能效接近于1，压缩机会出现液击现象，强制运行极有可能损坏压缩机。
[0014]4.本实用新型的二氧化碳冷媒沸点为-78.48度，臭氧层破坏潜能值0DP=0，全球变暖潜能值GWP为1。是目前最节能环保的冷媒，二氧化碳冷媒由于沸点较低，其他低温工况下运行效果较好，可在环境温度-30度时安全运行，在高温工况(环境温度>20度)下，能效上升变缓过，且随着环境温度的升高有下滑趋势。两种系统的有效复叠结合，避免了普通热栗低温工况下能效偏低和二氧化碳热栗高温工况下能效下滑的问题，提高整机的能效比。
【附图说明】
[0015]图1.是本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]一种复叠式二氧化碳空气源热栗由二氧化碳热栗侧和普通热栗侧通过二氧化碳冷凝器复叠连接组成；二氧化碳热栗侧由二氧化碳蒸发器1、二氧化碳回热器3、二氧化碳亚临界压缩机4、二氧化碳冷凝器5、二氧化碳膨胀阀2组成，其中，二氧化碳蒸发器1与二氧化碳回热器3的吸热侧通过管道相连、二氧化碳回热器3的吸热侧与二氧化碳亚临界压缩机4通过管道相连、二氧化碳亚临界压缩机4与二氧化碳冷凝器5通过管道相连、二氧化碳冷凝器5与二氧化碳回热器3的放热侧通过管道相连、二氧化碳回热器3的放热侧通过管道与二氧化碳膨胀阀2相连、二氧化碳膨胀阀2与二氧化碳蒸发器1通过管道相连，形成一个封闭的循环系统。普通热栗侧包括R134a涡旋压缩机7、R134a冷凝器8、R134a膨胀阀6，其中，所述的二氧化碳冷凝器5与R134a涡旋压缩机7通过管道相连、R134a涡旋压缩机7与R134a冷凝器8通过管道相连、R134a冷凝器8与R134a膨胀阀6通过管道相连，R134a膨胀阀6通过管道与所述的二氧化碳冷凝器5相连，形成一个封闭的循环系统。
[0017]本实用新型将普通热栗与二氧化碳热栗有效的复叠达到能效比提高的装置，系统内部主要分为两部分，普通热栗与二氧化碳热栗，为了使普通热栗侧在低温工况下的蒸发量增大，将二氧化碳热栗的冷凝器与普通热栗的蒸发器合二为一，即普通热栗是通过吸收二氧化碳热栗冷凝温度提高其蒸发量来增大普通热栗的制热量，具体如下:二氧化碳热栗侧在低况工况时，二氧化碳热栗通过二氧化碳蒸发器吸收空气中的热量，经过二氧化碳回热器的吸热侧进行二次升温，通过二氧化碳亚临界压缩机4将低温低压的二氧化碳热栗压缩成高温高压的气体，经过二氧化碳冷凝器5将热量释放到普通热栗系统，放热不完全的热量进行二氧化碳回热器3 二次放热，再次降低二氧化碳温度，经过二氧化碳膨胀阀2节流降压后，再次进入二氧化碳蒸发器1吸收空气中的热量，至此二氧化碳热栗侧完成一个循环周而复始。普通热栗侧通过二氧化碳冷凝器5吸收二氧化碳热栗的热量，提高了吸收端的温度，经过R134a涡旋压缩机7压缩后进入R134a冷凝器8，将热量释放到水中，提高水的温度供终端热水使用，经过R134a膨胀阀6将降温了的R134a冷媒节流降压后，进行二氧化碳冷凝器5再次吸收二氧化碳热栗热量，进入下一个循环。
【主权项】
1.一种复叠式二氧化碳空气源热栗，该热栗由二氧化碳热栗侧和普通热栗侧通过二氧化碳冷凝器复叠连接组成；其特征在于:二氧化碳热栗侧由二氧化碳蒸发器、二氧化碳回热器的吸热侧、二氧化碳压缩机、二氧化碳冷凝器、二氧化碳回热器的放热侧、二氧化碳膨胀阀依次通过管道串连组成一个封闭循环系统；普通热栗侧由二氧化碳冷凝器、R134a压缩机、R134a冷凝器、R134a膨胀阀依次通过管道串连组成一个封闭循环系统。2.根据权利要求1所述的复叠式二氧化碳空气源热栗，其特征在于:二氧化碳压缩机采用二氧化碳亚临界压缩机。3.根据权利要求1所述的复叠式二氧化碳空气源热栗，其特征在于:R134a压缩机为R134a祸旋压缩机。4.根据权利要求1所述的复叠式二氧化碳空气源热栗，其特征在于:普通热栗冷媒采用 R134a。5.根据权利要求1所述的复叠式二氧化碳空气源热栗，其特征在于:二氧化碳热栗的冷媒为二氧化碳。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复叠式二氧化碳空气源热泵，该热泵由二氧化碳热泵侧和普通热泵侧通过二氧化碳冷凝器复叠连接组成；二氧化碳热泵侧由二氧化碳蒸发器、二氧化碳回热器的吸热侧、二氧化碳压缩机、二氧化碳冷凝器、二氧化碳回热器的放热侧、二氧化碳膨胀阀依次通过管道串连组成一个封闭循环系统；普通热泵侧由二氧化碳冷凝器、R134a压缩机、R134a冷凝器、R134a膨胀阀依次通过管道串连组成一个封闭循环系统。本实用新型能够进行三次提温，大大提高了整机的能效比，比普通热泵能效高20%，比二氧化碳热泵能效高10%。
【IPC分类】F25B41/06, F25B30/02, F25B27/00
【公开号】CN204963296
【申请号】CN201520538168
【发明人】何铭, 苟顺国
【申请人】甘肃一德新能源设备有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月23日