專利名稱：CO₂高溫熱泵桑拿系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種桑拿系統(tǒng)，更具體的說，是涉及一種利用C02高溫熱泵 系統(tǒng)為桑拿系統(tǒng)供水的C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
桑拿場所需要大量的能量來制備高溫熱水和蒸汽。目前，已了解的桑拿
系統(tǒng)有干式和濕式兩種，國外市場份額，干式桑拿系統(tǒng)占42.7%,濕式桑 拿系統(tǒng)占57. 3%。干式桑拿系統(tǒng)要求房間溫度維持在45。C以上，人體大量 出汗，達到桑拿的效果。
目前，為干式桑拿系統(tǒng)地板及房間空氣供熱提供熱量的方式有多種。采 用電加熱水供熱以及電暖風供熱，不考慮熱損失，效率最高到100%。但是， 電加熱供熱需要消耗大量的電能，單位熱水所需要的費用高，而且，受電功 率影響為間斷供水。采用鍋爐加熱熱水，以及風機盤管給房間空氣供熱，因 鍋爐效率只有70%，所以系統(tǒng)的效率也4艮低。采用太陽能與蓄熱系統(tǒng)結(jié)合的 供熱方式，其成本高，效率低，且受天氣限制。采用地源熱泵系統(tǒng)，由于缺 少高溫熱泵工質(zhì)，制備高溫熱水的成本高，投資大，故不宜采用。因此，選 擇高效的供熱方式是擺在干式桑拿系統(tǒng)設計者面前的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種利用兩種方式為桑 拿房間提供熱量，熱效率高，單位熱水量消耗的能量少，費用低的跨臨界循 環(huán)的C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)
一種C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)，其特征在于，C02壓縮機、高溫套管換熱器、 室內(nèi)管翅式換熱器、中低溫套管換熱器、電子膨脹閥、室外換熱器依次連接 后回到C02壓縮機組成C02高溫熱泵循環(huán)系統(tǒng)，桑拿室內(nèi)固定有室內(nèi)風機， 所述高溫套管換熱器的熱水出口與桑拿室內(nèi)地板輻射采暖系統(tǒng)的熱水進口
3連接，所述地板輻射采暖系統(tǒng)的熱水出口與高溫水箱的進水口連接，所述高
溫水箱的出水口通過高溫水循環(huán)泵與高溫套管換熱器的回水口連接；中低溫 水箱的循環(huán)水路出口通過中低溫水循環(huán)泵與所述中低溫套管換熱器的進水
口連接，所述中低溫水箱的循環(huán)水路進水口與中低溫套管換熱器的出水口連 接，中低溫水箱補充水口與自來水相連，中低溫水箱熱水出水口與淋浴系統(tǒng) 的進水口連接。所述室外換熱器為管翅式換熱器，以利用空氣中的能量。 - 室內(nèi)房間溫度傳感器、室內(nèi)地面溫度傳感器分別與系統(tǒng)自動控制器連 接，所述系統(tǒng)自動控制器分別與室內(nèi)風機、高溫水循環(huán)泵和中低溫水循環(huán)泵 連接。
所述高溫套管換熱器的熱水出口通過高溫水流量計與地板輻射釆暖系 統(tǒng)的熱水進口連接，所述中低溫水箱的循環(huán)水路出口通過中低溫水流量計與 中低溫水循環(huán)泵的進水口連接。
本發(fā)明具有下述技術(shù)效果' 、 在本發(fā)明的高溫熱泵桑拿系統(tǒng)中，從C02壓縮機出來的超臨界高溫流體， 通過高溫套管換熱器與地板輻射循環(huán)水逆流換熱，將地板輻射循環(huán)水加熱到 9(TC，送到房間地板下，來供給房間熱量。放熱后的超臨界流體繼續(xù)進入室 內(nèi)管翅式換熱器與室內(nèi)空氣換熱，將熱量放給房間。這樣可以滿足桑拿房間 的熱量需求。當房間熱量達到設定要求后，中低溫水循環(huán)系統(tǒng)開始啟動，將 熱量存儲到中低溫水箱中，以備桑拿后洗浴用，放熱后的高壓0)2流體經(jīng)電 子膨脹閥節(jié)流后變成低溫低壓C02流體，經(jīng)過室外換熱器吸熱后重新回到壓 縮機，完成循環(huán)。本發(fā)明的系統(tǒng)在放熱過程有很好的溫度滑移，與熱水升溫 過程可以很好地匹配，能夠產(chǎn)生超過90。C的熱水，并且可以同時通過管翅 式換熱器可以將空氣溫度快速加熱，可以滿足桑拿系統(tǒng)的供熱需求。本發(fā)明 的系統(tǒng)熱效率高，制備單位熱水量所消耗的能量少，費用低。而且，使用安 全，供水量大，可實現(xiàn)連續(xù)供水。


圖1為本發(fā)明C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)的原理圖。
其中l(wèi)-地板輻射采暖系統(tǒng)；2-高溫水箱；3-高溫水循環(huán)泵；4-高溫水 流量計；5-高溫套管換熱器；6-C02壓縮機；7-室外換熱器；8-電子膨脹閥； 9-中低溫水箱；IO-中低溫水流量計；11-中低溫水循環(huán)泵；U-中低溫套管換熱器；13-室內(nèi)換熱器；14-桑拿室。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明詳細說明。
圖1為本發(fā)明C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)的原理圖，C02壓縮機6、高溫套管 換熱器5、室內(nèi)管翅式換熱器13、中低溫套管換熱器12、電子膨脹閥8、室 外換熱器7依次連接后回到C02壓縮機6組成C02高溫熱泵循環(huán)系統(tǒng)，在桑 拿室14內(nèi)固定有室內(nèi)風機。高溫套管換熱器5的熱水出口與桑拿室內(nèi)地板 輻射采暖系統(tǒng)l的熱水進口連接，地板輻射采暖系統(tǒng)l的熱水出口與高溫水 箱2的進水口連接，高溫水箱2的出水口通過高溫水循環(huán)泵3與高溫套管換 熱器5的回水口連接。中低溫套管換熱器12的出水口與中低溫水箱9的循 環(huán)水路進口連接，中低溫水箱9的循環(huán)水路出口通過中低溫水循環(huán)泵11與 中低溫套管換熱器12的回水口連接。中低溫水箱9的補充水xr與自來水相 連，中低溫水箱9熱水出水口與淋浴系統(tǒng)的進水口連接。其中，室外換熱器 7采用管翅式換熱器，以利用空氣中的能量。
為了實現(xiàn)自動運行，室內(nèi)房間溫度傳感器、室內(nèi)地面溫度傳感器分別與 系統(tǒng)自動控制器連接，所述系統(tǒng)自動控制器分別與室內(nèi)風機、高溫水循環(huán)泵 和中低溫水循環(huán)泵連接。通過桑拿室14內(nèi)房間溫度傳感器以及桑拿室14室 內(nèi)地面溫度傳感器來控制室內(nèi)風機以及高溫水循環(huán)泵3的開停，室內(nèi)溫度達 到45。C時，桑拿室內(nèi)的室內(nèi)風機停止，地面溫度超過55。C時，高溫水循環(huán) 泵3停止。當室內(nèi)風機停止時，中低溫水循環(huán)泵ll開啟。當高溫水循環(huán)泵 停止時，提高中低溫循環(huán)水泵ll轉(zhuǎn)速，以提高流量。
為了實現(xiàn)計量功能，高溫套管換熱器5的熱水出口通過高溫水流量計4 與地板輻射采暖系統(tǒng)1的熱水進口連接，中低溫水箱9的循環(huán)水路出口通過 中低溫水流量計10與中低溫水循環(huán)泵11的進水口連接。
因為干式桑拿房間需要的溫度較高，本發(fā)明的系統(tǒng)利用兩種方式對房間 提供熱量， 一種是地埋管式地板輻射采暖系統(tǒng)供暖， 一種是室內(nèi)管翅式換熱 器加熱室內(nèi)空氣。地板輻射采暖的水溫要求較高，故從壓縮機出來的高溫高 壓C02氣體先進入高溫套管換熱器，與地板輻射循環(huán)水逆流換熱，產(chǎn)生高溫熱水，供給地板輻射采暖系統(tǒng)。放熱后的高壓中溫C02流體進入室內(nèi)換熱器，
利用室內(nèi)管翅式換熱器產(chǎn)生高溫空氣來加熱桑拿房間。從室內(nèi)管翅式換熱器
出來的高壓C02流體進入中低溫套管式換熱器，產(chǎn)生中低溫熱水，備桑拿后 的人員洗浴用水，利用C02氣體冷卻過程中的溫度滑移特性對能量梯級利用。
整個系統(tǒng)在初始階段桑拿房間需要的熱量較多，開啟高溫水循環(huán)泵和桑拿室 的室內(nèi)風機，通過地板輻射供暖以及房間內(nèi)部的室內(nèi)管翅式換熱器同時對房 間進行加熱。當溫度達到設定溫度后，桑拿房間內(nèi)部室內(nèi)風機停止，房間溫 度通過地板輻射熱量維持。如果房間溫度足夠高，此時高溫水循環(huán)泵停止，
地板輻射換熱回路停止循環(huán)，整個系統(tǒng)為C02熱泵熱水器系統(tǒng)，可以制備大
量的熱水，以備洗浴用。
盡管參照實施例對所公開的涉及一種co2高溫熱泵桑拿系統(tǒng)進行了特別
描述，以上描述的實施例是說明娃的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明的精 神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種CO2高溫熱泵桑拿系統(tǒng)，其特征在于，CO2壓縮機、高溫套管換熱器、室內(nèi)管翅式換熱器、中低溫套管換熱器、電子膨脹閥、室外換熱器依次連接后回到CO2壓縮機組成CO2高溫熱泵循環(huán)系統(tǒng)，桑拿室內(nèi)固定有室內(nèi)風機，所述高溫套管換熱器的熱水出口與桑拿室內(nèi)地板輻射采暖系統(tǒng)的熱水進口連接，所述地板輻射采暖系統(tǒng)的熱水出口與高溫水箱的進水口連接，所述高溫水箱的出水口通過高溫水循環(huán)泵與高溫套管換熱器的回水口連接；中低溫水箱的循環(huán)水路出口通過中低溫水循環(huán)泵與所述中低溫套管換熱器的進水口連接，所述中低溫水箱的循環(huán)水路進水口與中低溫套管換熱器的出水口連接，中低溫水箱補充水口與自來水相連，中低溫水箱熱水出水口與淋浴系統(tǒng)的進水口連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)，其特征在于，室內(nèi) 房間溫度傳感器、室內(nèi)地面溫度傳感器分別與系統(tǒng)自動控制器連接，所述系 統(tǒng)自動控制器分別與室內(nèi)風機、高溫水循環(huán)泵和中低溫水循環(huán)泵連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)，其特征在于，所述 室外換熱器為管翅式換熱器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02高溫熱泵桑拿系統(tǒng)，其特征在于，所述 高溫套管換熱器的熱水出口通過高溫水流量計與地板輻射采暖系統(tǒng)的熱水 進口連接，所述中低溫水箱的循環(huán)水路出口通過中低溫水流量計與中低溫水 循環(huán)泵的進水口連"l妄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CO₂高溫熱泵桑拿系統(tǒng)，旨在提供一種利用兩種方式為桑拿房間提供熱量，熱效率高，費用低的CO₂高溫熱泵桑拿系統(tǒng)。CO₂壓縮機、高溫套管換熱器、室內(nèi)管翅式換熱器、中低溫套管換熱器、電子膨脹閥、室外換熱器組成CO₂高溫熱泵循環(huán)系統(tǒng)，高溫套管換熱器的熱水出口與地板輻射采暖系統(tǒng)的熱水進口連接，地板輻射采暖系統(tǒng)的熱水出口與高溫水箱的進水口連接，高溫水箱的出水口通過高溫水循環(huán)泵與高溫套管換熱器的回水口連接；中低溫水箱的出口通過中低溫水循環(huán)泵與中低溫套管換熱器的進水口連接，中低溫水箱的進水口與中低溫套管換熱器的出水口連接。本發(fā)明的系統(tǒng)熱效率高，費用低。使用安全，供水量大，可實現(xiàn)連續(xù)供水。
文檔編號A61H33/06GK101313879SQ20081005391
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者斌 劉, 劉萬福, 劉圣春, 葉慶銀 申請人:天津商業(yè)大學