本发明涉及热泵领域，特别是涉及一种二氧化碳热泵加热装置。
背景技术：
热泵供暖装置一般性可包括外机、散热装置、水循环管路和循环泵，其中，外机主要由压缩机、利用外机内的冷媒对水进行加热的换热器、节流装置和蒸发器等几大部件组成，其工作原理是由压缩机工作产生高压高温的制冷剂气体进入换热器后被冷凝降温，然后到节流装置进行节流膨胀，后进入蒸发器吸收空气的热量蒸发成低压蒸汽，低压制冷剂蒸汽被吸入压缩机重新被压缩成高温高压气体。水循环管路可配置成将散热装置内的水引入换热器内，被换热器内的制冷剂加热后引流返回散热装置，以使散热装置向室内释放热量。然而，现有的热泵供暖装置在供暖时，热泵供暖装置的压缩机容易出现停机等现象，显著降低了外机的工作效率。
技术实现要素：
本发明的一个目的旨在克服现有的热泵供暖装置的至少一个缺陷，提供一种二氧化碳热泵加热装置，其能够使压缩机稳定运转，提高工作效率。
本发明的一个进一步的目的是要尽量降低进入第二回热器的二氧化碳的温度，且充分利用从压缩机流出的二氧化碳的热量。
本发明的另一个进一步的目的是要能够对分路流量进行调节，以对流量进行有效分配，从而进一步提高二氧化碳热泵加热装置的工作效率。
本发明的又一个进一步的目的是提高二氧化碳热泵加热装置的蒸发器的换热效率。
为了实现上述至少一个目的，本发明提供了一种二氧化碳热泵加热装置。该二氧化碳热泵加热装置包括：
容装有二氧化碳的热泵系统，其具有压缩机、利用热泵系统内的二氧化碳对水进行加热的换热器、第一回热器、具有分流和节流功能的分流节流装置、蒸发器以及第二回热器，且配置成使二氧化碳从压缩机流出后，依次流经换热 器和第一回热器，后被分流节流装置分流为两路以分别进入蒸发器和第二回热器；从蒸发器流出的二氧化碳再次进入第一回热器，然后循环流回压缩机；从第二回热器流出的二氧化碳循环流回压缩机；以及
容装有水的水路系统，其具有进水管、中间水管和出水管，且配置成使水从进水管流入后，依次流经第二回热器、中间水管和换热器，最后从出水管流出。
可选地，分流节流装置包括：
分流装置，其具有一个进口和两个出口；
第一节流装置，设置在蒸发器和分流装置之间的管路上；
第二节流装置，设置在第二回热器和分流装置之间的管路上。
可选地，第一节流装置为电磁膨胀阀或毛细管；第二节流装置为电磁膨胀阀或毛细管。
可选地，水路系统还包括：散热装置，其出水口连通至进水管的进口，其进水口连通至出水管的出口。
可选地，散热装置为地板辐射采暖装置、墙体辐射采暖装置、暖气片或室内机。
可选地，水路系统还包括：储水水箱，进水管的进口连通至储水水箱的下部，出水管的出口连通至储水水箱的上部。
可选地，进水管的进口连通至自来水网。
可选地，进水管上还设置有水泵。
可选地，第二回热器包括水流管路和冷媒管，配置成使所述冷媒管内的二氧化碳与所述水流管路内的水进行热交换。
可选地，水流管路为直管；且
冷媒管的至少部分管段沿水流管路的轴线方向缠绕于水流管路；或
冷媒管的至少部分管段沿水流管路的轴线方向在水流管路内呈直线状延伸；或
冷媒管的至少部分管段沿水流管路的轴线方向在水流管路内呈螺旋状延伸。
本发明的二氧化碳热泵加热装置中因为具有第二回热器，可降低进入换热器的水的温度，以防止压缩机因排气温度过高而停机，也可防止由于CO2进入蒸发器时温度过高而导致蒸发器的换热效果很差，显著提高了二氧化碳热泵加热装置的工作效率，且可靠性高、节能。
进一步地，由于本发明的二氧化碳热泵加热装置中，第二回热器和蒸发器并联设置且处于第一回热器的下游，第一回热器用于加热流出蒸发器的冷媒，可尽量降低流入第二回热器的二氧化碳的温度。流出第二回热器的二氧化碳直接循环流回压缩机，可使第二回热器中的高温二氧化碳全部用于加热流出蒸发器的二氧化碳，可防止流出蒸发器的二氧化碳先与流出第二回热器的二氧化碳进行热交换，使流出换热器的二氧化碳中的热量得不到充分利用。
进一步地，由于本发明的二氧化碳热泵加热装置中的两个分路分别具有一个可控的节流装置，即第一节流装置和第二节流装置，可任意分配两个分路中的二氧化碳的流量，以使该二氧化碳热泵加热装置根据实际工况对两个分路中的流量进行调整，从而提高能效。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的二氧化碳热泵加热装置的示意性系统图。
具体实施方式
对于现有的热泵供暖装置在供暖时，热泵供暖装置的压缩机容易出现停机等现象，发明人经过研究分析，发现了引起压缩机容易停机的原因是：由于流出热泵供暖装置的散热装置的水的温度较高，该水在进入利用外机内的冷媒对水进行加热的换热器后，使换热器的效率降低，进而引起了压缩机的排气温度较高，引起了压缩机的停机；且不能够对换热器进行有效的冷却，使冷媒进入蒸发器的温度偏高，降低蒸发器的换热效率。因此，发明人提出了一种新的二氧化碳热泵加热装置100。
图1是根据本发明一个实施例的二氧化碳热泵加热装置100的示意性系统图。如图1所示，本发明实施例提供了一种二氧化碳热泵加热装置100。该二氧化碳热泵加热装置100可包括热泵系统20和水路系统30。热泵系统20内容装有二氧化碳，也就是说，该热泵系统20采用二氧化碳作为冷媒介质，以充分利用二氧化碳的加热温度高、无环境污染等优点。
该二氧化碳热泵加热装置100的热泵系统20可包括压缩机21、利用热泵系统20内的二氧化碳对水进行加热的换热器22、第一回热器23、具有分流和节流功能的分流节流装置、蒸发器26以及第二回热器27。进一步地，该热泵系统20可配置成使二氧化碳从压缩机21流出后，依次流经换热器22和第一回热器23，后被分流节流装置分流为两路以分别进入蒸发器26和第二回热器27；从蒸发器26流出的二氧化碳再次进入第一回热器23，然后循环流回压缩机21；从第二回热器27流出的二氧化碳循环流回压缩机21。
具体地，压缩机21配置成对流入其中的二氧化碳进行压缩，以提高二氧化碳的温度和压力。换热器22的冷媒进口与压缩机21的冷媒出口相连通，以接收从压缩机21流出的二氧化碳，从而利用进入其内的二氧化碳加热进入其内的水。
第一回热器23可具有相互连通的第一冷媒进口和第一冷媒出口，以及相互连通的第二冷媒进口和第二冷媒出口；第一冷媒进口配置成接收从换热器22流出的二氧化碳，第二冷媒进口配置成接收从热泵系统20的蒸发器26流出的二氧化碳，以使从换热器22流出的二氧化碳与从热泵系统20的蒸发器26流出的二氧化碳进行热交换，尽可能降低流出第一回热器23的二氧化碳的温度。
分流节流装置可实现分流和节流功能，即该分流节流装置可将从第一冷媒出口流出的二氧化碳进行分流，且可使在二氧化碳进入第二回热器27和蒸发器26之前被节流膨胀。分流节流装置可具有一个进口和两个出口。分流节流装置的进口与第一冷媒出口连通。
第二回热器27可具有相互连通的第三冷媒进口和第三冷媒出口，以及相互连通的进水口和出水口，第三冷媒进口配置成接收从分流节流装置的一个出口流出的二氧化碳，以使进入第二回热器27的二氧化碳与进入第二回热器27中的水进行热交换。
蒸发器26可配置成接收从分流节流装置的另一出口流出的二氧化碳，且使进入其内的二氧化碳与周围环境换热以吸收热量。
第一回热器23的第二冷媒出口和第二回热器27的第三冷媒出口均与压缩机21的冷媒进口管路连通，以使二氧化碳循环流回压缩机21进行下次循环。
该二氧化碳热泵加热装置100的水路系统30可具有进水管31、中间水管32和出水管33。特别地，水路系统30可配置成使水从进水管31流入后，依次流经第二回热器27、中间水管32和换热器22，最后从出水管33流出。具体地，进水管31的出口连通至第二回热器27的进水口，中间水管32的两端 分别连通至第二回热器27的出水口和换热器22的进水口，出水管33的进口连通至换热器22的出水口。
在本发明实施例中，进入进水管31的水首先被第二回热器27中的二氧化碳冷却，然后被换热器22中的二氧化碳加热，经出水管33流出以被使用。本发明实施例的二氧化碳热泵加热装置100可控制或调节换热器22的进水温度，以避免压缩机21无法工作；可使进入第二回热器27的二氧化碳的温度尽可能的低；可控制压缩机21吸气过热状态，防止压缩机21湿压缩及排气温度过高等；也可充分利用进水中的热能，显著提高了二氧化碳热泵加热装置100的工作效率。特别地，流出第二回热器27的二氧化碳不经过第一回热器23直接返回压缩机21，可使第二回热器27中的二氧化碳中的热量尽可能少的释放给流出蒸发器26中的二氧化碳中，可使流出蒸发器26的二氧化碳充分利用流出换热器22的二氧化碳的热量。
在本发明的一些实施例中，分流节流装置包括分流装置、第一节流装置24和第二节流装置25。分流装置可具有一个进口和两个出口，例如三通管。第一节流装置24可设置在蒸发器26和分流装置之间的管路上。第二节流装置25可设置在第二回热器27和分流装置之间的管路上。进一步地，第一节流装置24和第二节流装置25均可为电磁膨胀阀或毛细管。具体地，在一些实施方式中，第一节流装置24和第二节流装置25均可为毛细管。在一些实施方式中，第一节流装置24和第二节流装置25中的一个为毛细管，另一个为电磁膨胀阀，以使二氧化碳的分路流量可控。在一些优选的实施方式中，第一节流装置24和第二节流装置25均可为电磁膨胀阀，以实现任意分配两路流量，提高二氧化碳热泵加热装置100的工作效率。在本发明的一些替代性实施例中，分流节流装置可包括分流装置和设置在该分流装置和第一回热器23之间的总节流装置。
在本发明的一些实施方式中，二氧化碳热泵加热装置100的水路系统30还可包括散热装置，其出水口连通至进水管31的进口，其进水口连通至出水管33的出口。例如，散热装置可为地板辐射采暖装置、墙体辐射采暖装置、暖气片或室内机。在本发明的另一些实施方式中，水路系统30可包括储水水箱，进水管31的进口连通至储水水箱的下部，出水管33的出口连通至储水水箱的上部。在本发明的又一些实施方式中，进水管31的进口连通至自来水网。出水管33的出口可连通至散热装置、储水水箱、浴池、洗浴喷头或水龙头等。进一步地，进水管31上还设置有水泵34。
在本发明的一些实施例中，为了提高换热效率，换热器22可包括外管、在外管内延伸的多根内管。外管的两端分别具有供水流流入流出外管的进水口和出水口。每根内管的两端分别具有供二氧化碳流入流出该内管的冷媒进口和冷媒出口。特别地，多根内管的至少部分管段彼此相互缠绕呈螺旋状，且每根内管的外壁与外管的内壁接触抵靠，可显著提高内管内的二氧化碳与外管内的水之间的进行热交换的换热面积，进而提高了两者之间的热交换系数。
第一回热器23可包括第一冷媒管和第二冷媒管，且第一冷媒管的至少部分管段与第二冷媒管的至少部分管段相互缠绕呈双螺旋状，第一回热器23为双螺旋结构，其结构简单、尺寸小、成本低。
第二回热器27可包括水流管路和冷媒管。水流管路可沿一直线延伸，即水流管路为直管。冷媒管配置成使其内的二氧化碳与水流管路内的水热连接。具体地，在一些第二回热器27的结构中，冷媒管的至少部分管段沿水流管路的轴线方向缠绕于水流管路。在另一些第二回热器27的结构中，冷媒管的至少部分管段沿水流管路的轴线方向在水流管路内呈直线状延伸。在另一些第二回热器27的结构中，冷媒管的至少部分管段沿水流管路的轴线方向在水流管路内呈螺旋状延伸。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。