二氧化碳热泵供热机组的制作方法

本发明涉及供热机组，尤其是一种二氧化碳供热机组。

背景技术：

1、二氧化碳热泵因其具有环保高效、低gwp值、高能量密度的特点，日益广泛地应用于各类冷热系统中。相较于常规热泵系统，二氧化碳热泵具有较高的出水温度，其一次性出水温度可达80℃，能够有效的杀灭水中的细菌和病毒；同时，该热泵在零下20℃的环境中依然可以保证70℃以上的出水温度，可应用于环境温度较低的场所。

2、二氧化碳热泵可为用水负荷端提供给生活热水和采暖负荷端提供采暖用水。然而，生活热水和采暖用水的需求多呈高频而断续的特点。二氧化碳热泵单次输出热量较大，频繁地启动也会额外损耗能源。因而，二氧化碳热泵供热机组时常存在热量供给与热量需求不协调的工况。

技术实现思路

1、针对上述的二氧化碳热泵供热机组时常存在热量供给与热量需求不协调的工况的相关技术问题，本发明的目的是提一种新型的二氧化碳供热机组，该机组可利用相变传热介质协调二氧化碳热泵系统的热量供给与热量需求。

2、为了达到上述的目的，本发明提供以下技术方案：一种二氧化碳热泵供热机组，可为用水负荷端提供生活热水和采暖负荷端提供采暖用水，所述的用水负荷端具有一用水端入水口，所述的采暖负荷端具有采暖端入水口与采暖端出水口，所述的二氧化碳热泵供热机组包括：二氧化碳热泵，开设有热泵入水口与热泵出水口；蓄热水箱，包括箱体、固定设置于所述箱体的换热管与由所述箱体所限定的蓄热水室，所述的箱体开设有热源侧入水口、热源侧出水口、采暖侧入水口与采暖侧出水口，所述的热源侧入水口、热源侧出水口、采暖侧入水口、采暖侧出水口均接通所述的蓄热水室，所述的换热管至少部分位于所述的蓄热水室内并具有从所述箱体对外露出的换热管入水口与换热管出水口，所述的蓄热水室内配置有至少一个温度计；所述的热泵出水口与所述的热泵入水口分别流体连通所述的热源侧入水口与所述的热源侧出水口；所述采暖负荷端的采暖端入水口与采暖端出水口分别流体连通所述蓄热水箱的采暖侧出水口与采暖侧入水口；所述的换热管入水口经由一水流开关接入来水，所述的换热管出水口流体连通所述的用水端入水口；相变蓄热介质，填充于所述的蓄热水箱内并包围至少部分所述的换热管；第一循环水泵，配置于所述二氧化碳热泵与所述蓄热水箱之间的流体路径上；流量比例阀，配置于所述二氧化碳热泵与所述蓄热水箱之间的流体路径上；第二循环水泵，配置于所述蓄热水箱与所述采暖负荷端之间的流体路径上；以及控制器，同时信号连接所述的至少一个温度计、第一循环水泵、第二循环水泵、水流开关以及流量比例阀，所述的控制器被构造成可基于所述至少一个温度计的信号选择性地启停所述的第一循环水泵、第二循环水泵与流量比例阀。

3、在上述的技术方案中，优选地，所述的蓄热水箱配置有横向延伸的分隔板，所述的分隔板开设有中部开口并将所述的蓄热水室分隔成上水室与下水室；所述的相变蓄热介质填充于所述的上水室内，所述的热源侧入水口、采暖侧入水口、采暖侧出水口与所述的换热管出水口均位于所述的上水室处，所述的热源侧出水口与所述的换热管入水口均位于所述的下水室处。

4、在上述的优选方案中，进一步优选地，所述的至少一个温度计包括位于所述上水室内的第一温度计与位于所述下水室内的第二温度计，所述的第一温度计与第二温度计均信号连接所述的控制器。

5、在上述的优选方案中，进一步优选地，所述上水室的容积占所述蓄热水箱总容积的60-80%。

6、在上述的技术方案中，优选地，所述的第二循环水泵配置于所述采暖端出水口于所述负荷侧入水口之间的流体路径上。还可以进一步优选地，所述的二氧化碳热泵供热机组还包括配置于负荷侧出水与所述采暖端入水口之间的流体路径上的三通阀，所述的三通阀具有阀门入水口、可独立控制开度的第一阀门出水口以及可独立控制开度的第二阀门出水口，所述的采暖侧出水口、所述的阀门入水口、所述的第一阀门出水口以及所述的采暖端入水口依次流体连通，所述的第二阀门出水口、所述的第二循环水泵以及所述的采暖侧入水口依次流体连通；所述的控制器同时信号连接所述的水流开关与所述的三通阀。

7、在上述的技术方案中，优选地，所述的第一循环水泵配置于所述热源侧出水口与所述热泵入水口之间的流体路径上。

8、在上述的技术方案中，优选地，所述的第一循环水泵与所述的第二循环水泵均为变频泵。

9、在上述的技术方案中，优选地，所述的换热管以螺旋状姿态在所述的蓄热水箱内延伸。

10、在上述的技术方案中，优选地，所述相变蓄热介质的相变点在72-78℃范围内。

11、本发明所提供的二氧化碳热泵供热机组可通过蓄热水箱内的相变蓄热介质存储二氧化碳热泵所提供的热量，相变蓄热介质具有蓄热密度高与温度恒定的特点，可有效地协调二氧化碳热泵的热量供给与热量需求之间，从而提高该机组的能源利用效率。

技术特征：

1.一种二氧化碳热泵供热机组，可为用水负荷端提供生活热水和采暖负荷端提供采暖用水，所述的用水负荷端具有一用水端入水口，所述的采暖负荷端具有采暖端入水口与采暖出端水口，其特征在于，所述的二氧化碳热泵供热机组包括：

2.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，所述的蓄热水箱配置有横向延伸的分隔板，所述的分隔板开设有中部开口并将所述的蓄热水室分隔成上水室与下水室；所述的相变蓄热介质填充于所述的上水室内，所述的热源侧入水口、采暖侧入水口、采暖侧出水口与所述的换热管出水口均位于所述的上水室处，所述的热源侧出水口与所述的换热管入水口均位于所述的下水室处。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，所述的至少一个温度计包括位于所述上水室内的第一温度计与位于所述下水室内的第二温度计，所述的第一温度计与第二温度计均信号连接所述的控制器。

4.根据权利要求2所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，所述上水室的容积占所述蓄热水箱总容积的60-80%。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，所述的第二循环水泵配置于所述采暖端出水口于所述负荷侧入水口之间的流体路径上。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，还包括配置于负荷侧出水与所述采暖端入水口之间的流体路径上的三通阀，所述的三通阀具有阀门入水口、可独立控制开度的第一阀门出水口以及可独立控制开度的第二阀门出水口，所述的负荷侧出水口、所述的阀门入水口、所述的第一阀门出水口以及所述的采暖端入水口依次流体连通，所述的第二阀门出水口、所述的第二循环水泵以及所述的采暖侧入水口依次流体连通；所述的控制器同时信号连接所述的水流开关与所述的三通阀。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，所述的第一循环水泵配置于所述热源侧出水口与所述热泵入水口之间的流体路径上。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，所述的第一循环水泵与所述的第二循环水泵均为变频泵。

9.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供热机组，其特征在于，所述的换热管以螺旋状姿态在所述的蓄热水箱内延伸。

10.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵供热机组，其特在于，所述相变蓄热介质的相变点在72-78℃范围内。

技术总结
本发明涉及一种二氧化碳热泵供热机组，包括：二氧化碳热泵，开设有热泵入水口与热泵出水口；蓄热水箱，包括换热管并开设有热源侧入水口、热源侧出水口、采暖侧入水口与采暖侧出水口，热源侧入水口、热源侧出水口、采暖侧入水口、采暖侧出水口均接通蓄热水室，换热管至少部分位于蓄热水室内并具有从箱体对外露出的换热管入水口与换热管出水口，蓄热水室内配置有至少一个温度计；热泵出水口与热泵入水口分别流体连通热源侧入水口与热源侧出水口；采暖端入水口与采暖端出水口分别流体连通采暖侧出水口与采暖侧入水口；换热管入水口经由一水流开关接入来水，换热管出水口流体连通用水端入水口；相变蓄热介质，填充于蓄热水箱内并包围至少部分换热管。

技术研发人员：顾子超,王健,陈雪君,李朱德
受保护的技术使用者：江苏金通灵光核能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/16