专利名称：CO<sub>2</sub>高温热泵桑拿系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种桑拿系统，更具体的说，是涉及一种利用C02高温热泵 系统为桑拿系统供水的C02高温热泵桑拿系统。
背景技术：
桑拿场所需要大量的能量来制备高温热水和蒸汽。目前，已了解的桑拿
系统有干式和湿式两种，国外市场份额，干式桑拿系统占42.7%,湿式桑 拿系统占57. 3%。干式桑拿系统要求房间温度维持在45。C以上，人体大量 出汗，达到桑拿的效果。
目前，为干式桑拿系统地板及房间空气供热提供热量的方式有多种。采 用电加热水供热以及电暖风供热，不考虑热损失，效率最高到100%。但是， 电加热供热需要消耗大量的电能，单位热水所需要的费用高，而且，受电功 率影响为间断供水。采用锅炉加热热水，以及风机盘管给房间空气供热，因 锅炉效率只有70%，所以系统的效率也4艮低。采用太阳能与蓄热系统结合的 供热方式，其成本高，效率低，且受天气限制。采用地源热泵系统，由于缺 少高温热泵工质，制备高温热水的成本高，投资大，故不宜采用。因此，选 择高效的供热方式是摆在干式桑拿系统设计者面前的难题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种利用两种方式为桑 拿房间提供热量，热效率高，单位热水量消耗的能量少，费用低的跨临界循 环的C02高温热泵桑拿系统。
本发明通过下述技术方案实现
一种C02高温热泵桑拿系统，其特征在于，C02压缩机、高温套管换热器、 室内管翅式换热器、中低温套管换热器、电子膨胀阀、室外换热器依次连接 后回到C02压缩机组成C02高温热泵循环系统，桑拿室内固定有室内风机， 所述高温套管换热器的热水出口与桑拿室内地板辐射采暖系统的热水进口
3连接，所述地板辐射采暖系统的热水出口与高温水箱的进水口连接，所述高
温水箱的出水口通过高温水循环泵与高温套管换热器的回水口连接；中低温 水箱的循环水路出口通过中低温水循环泵与所述中低温套管换热器的进水
口连接，所述中低温水箱的循环水路进水口与中低温套管换热器的出水口连 接，中低温水箱补充水口与自来水相连，中低温水箱热水出水口与淋浴系统 的进水口连接。所述室外换热器为管翅式换热器，以利用空气中的能量。 - 室内房间温度传感器、室内地面温度传感器分别与系统自动控制器连 接，所述系统自动控制器分别与室内风机、高温水循环泵和中低温水循环泵 连接。
所述高温套管换热器的热水出口通过高温水流量计与地板辐射釆暖系 统的热水进口连接，所述中低温水箱的循环水路出口通过中低温水流量计与 中低温水循环泵的进水口连接。
本发明具有下述技术效果' 、 在本发明的高温热泵桑拿系统中，从C02压缩机出来的超临界高温流体， 通过高温套管换热器与地板辐射循环水逆流换热，将地板辐射循环水加热到 9(TC，送到房间地板下，来供给房间热量。放热后的超临界流体继续进入室 内管翅式换热器与室内空气换热，将热量放给房间。这样可以满足桑拿房间 的热量需求。当房间热量达到设定要求后，中低温水循环系统开始启动，将 热量存储到中低温水箱中，以备桑拿后洗浴用，放热后的高压0)2流体经电 子膨胀阀节流后变成低温低压C02流体，经过室外换热器吸热后重新回到压 缩机，完成循环。本发明的系统在放热过程有很好的温度滑移，与热水升温 过程可以很好地匹配，能够产生超过90。C的热水，并且可以同时通过管翅 式换热器可以将空气温度快速加热，可以满足桑拿系统的供热需求。本发明 的系统热效率高，制备单位热水量所消耗的能量少，费用低。而且，使用安 全，供水量大，可实现连续供水。
图1为本发明C02高温热泵桑拿系统的原理图。
其中l-地板辐射采暖系统；2-高温水箱；3-高温水循环泵；4-高温水 流量计；5-高温套管换热器；6-C02压缩机；7-室外换热器；8-电子膨胀阀； 9-中低温水箱；IO-中低温水流量计；11-中低温水循环泵；U-中低温套管换热器；13-室内换热器；14-桑拿室。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。
图1为本发明C02高温热泵桑拿系统的原理图，C02压缩机6、高温套管 换热器5、室内管翅式换热器13、中低温套管换热器12、电子膨胀阀8、室 外换热器7依次连接后回到C02压缩机6组成C02高温热泵循环系统，在桑 拿室14内固定有室内风机。高温套管换热器5的热水出口与桑拿室内地板 辐射采暖系统l的热水进口连接，地板辐射采暖系统l的热水出口与高温水 箱2的进水口连接，高温水箱2的出水口通过高温水循环泵3与高温套管换 热器5的回水口连接。中低温套管换热器12的出水口与中低温水箱9的循 环水路进口连接，中低温水箱9的循环水路出口通过中低温水循环泵11与 中低温套管换热器12的回水口连接。中低温水箱9的补充水xr与自来水相 连，中低温水箱9热水出水口与淋浴系统的进水口连接。其中，室外换热器 7采用管翅式换热器，以利用空气中的能量。
为了实现自动运行，室内房间温度传感器、室内地面温度传感器分别与 系统自动控制器连接，所述系统自动控制器分别与室内风机、高温水循环泵 和中低温水循环泵连接。通过桑拿室14内房间温度传感器以及桑拿室14室 内地面温度传感器来控制室内风机以及高温水循环泵3的开停，室内温度达 到45。C时，桑拿室内的室内风机停止，地面温度超过55。C时，高温水循环 泵3停止。当室内风机停止时，中低温水循环泵ll开启。当高温水循环泵 停止时，提高中低温循环水泵ll转速，以提高流量。
为了实现计量功能，高温套管换热器5的热水出口通过高温水流量计4 与地板辐射采暖系统1的热水进口连接，中低温水箱9的循环水路出口通过 中低温水流量计10与中低温水循环泵11的进水口连接。
因为干式桑拿房间需要的温度较高，本发明的系统利用两种方式对房间 提供热量， 一种是地埋管式地板辐射采暖系统供暖， 一种是室内管翅式换热 器加热室内空气。地板辐射采暖的水温要求较高，故从压缩机出来的高温高 压C02气体先进入高温套管换热器，与地板辐射循环水逆流换热，产生高温热水，供给地板辐射采暖系统。放热后的高压中温C02流体进入室内换热器，
利用室内管翅式换热器产生高温空气来加热桑拿房间。从室内管翅式换热器
出来的高压C02流体进入中低温套管式换热器，产生中低温热水，备桑拿后 的人员洗浴用水，利用C02气体冷却过程中的温度滑移特性对能量梯级利用。
整个系统在初始阶段桑拿房间需要的热量较多，开启高温水循环泵和桑拿室 的室内风机，通过地板辐射供暖以及房间内部的室内管翅式换热器同时对房 间进行加热。当温度达到设定温度后，桑拿房间内部室内风机停止，房间温 度通过地板辐射热量维持。如果房间温度足够高，此时高温水循环泵停止，
地板辐射换热回路停止循环，整个系统为C02热泵热水器系统，可以制备大
量的热水，以备洗浴用。
尽管参照实施例对所公开的涉及一种co2高温热泵桑拿系统进行了特别
描述，以上描述的实施例是说明娃的而不是限制性的，在不脱离本发明的精 神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。
权利要求
1、一种CO2高温热泵桑拿系统，其特征在于，CO2压缩机、高温套管换热器、室内管翅式换热器、中低温套管换热器、电子膨胀阀、室外换热器依次连接后回到CO2压缩机组成CO2高温热泵循环系统，桑拿室内固定有室内风机，所述高温套管换热器的热水出口与桑拿室内地板辐射采暖系统的热水进口连接，所述地板辐射采暖系统的热水出口与高温水箱的进水口连接，所述高温水箱的出水口通过高温水循环泵与高温套管换热器的回水口连接；中低温水箱的循环水路出口通过中低温水循环泵与所述中低温套管换热器的进水口连接，所述中低温水箱的循环水路进水口与中低温套管换热器的出水口连接，中低温水箱补充水口与自来水相连，中低温水箱热水出水口与淋浴系统的进水口连接。
2、 根据权利要求1所述的C02高温热泵桑拿系统，其特征在于，室内 房间温度传感器、室内地面温度传感器分別与系统自动控制器连接，所述系 统自动控制器分别与室内风机、高温水循环泵和中低温水循环泵连接。
3、 根据权利要求1所述的C02高温热泵桑拿系统，其特征在于，所述 室外换热器为管翅式换热器。
4、 根据权利要求1所述的C02高温热泵桑拿系统，其特征在于，所述 高温套管换热器的热水出口通过高温水流量计与地板辐射采暖系统的热水 进口连接，所述中低温水箱的循环水路出口通过中低温水流量计与中低温水 循环泵的进水口连"l妄。
全文摘要
本发明公开了一种CO<sub>2</sub>高温热泵桑拿系统，旨在提供一种利用两种方式为桑拿房间提供热量，热效率高，费用低的CO<sub>2</sub>高温热泵桑拿系统。CO<sub>2</sub>压缩机、高温套管换热器、室内管翅式换热器、中低温套管换热器、电子膨胀阀、室外换热器组成CO<sub>2</sub>高温热泵循环系统，高温套管换热器的热水出口与地板辐射采暖系统的热水进口连接，地板辐射采暖系统的热水出口与高温水箱的进水口连接，高温水箱的出水口通过高温水循环泵与高温套管换热器的回水口连接；中低温水箱的出口通过中低温水循环泵与中低温套管换热器的进水口连接，中低温水箱的进水口与中低温套管换热器的出水口连接。本发明的系统热效率高，费用低。使用安全，供水量大，可实现连续供水。
文档编号A61H33/06GK101313879SQ20081005391
公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月22日 优先权日2008年7月22日
发明者斌 刘, 刘万福, 刘圣春, 叶庆银 申请人:天津商业大学