本發(fā)明涉及熱泵技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)及熱泵設(shè)備機(jī)組。
背景技術(shù):
熱泵是一種能將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置,通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能,經(jīng)過電力做功,然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。
具體地,CO2復(fù)疊熱泵系統(tǒng)可以主要應(yīng)用于食品的冷凍冷藏、農(nóng)作物種子的保存以及超市制冷系統(tǒng)等領(lǐng)域,其具有兩套循環(huán)系統(tǒng),一套是通過二氧化碳用作低溫段的氣體循環(huán),另一套是通過氟利昂等用作高溫段的液體循環(huán),且兩套循環(huán)系統(tǒng)可以通過蒸發(fā)冷凝器聯(lián)在一起,并在蒸發(fā)冷凝器處于制冷工況下以實(shí)現(xiàn)換熱、制冷的效果。
然而,本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn),由于現(xiàn)有的CO2復(fù)疊熱泵系統(tǒng)中所消耗的能源只能用來制冷或制熱,限制了CO2復(fù)疊系統(tǒng)的使用范圍,因此缺少對(duì)能源的二級(jí)利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)及熱泵設(shè)備機(jī)組,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)疊熱泵系統(tǒng)中所消耗的能源只能用來制冷或制熱技術(shù)問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案;
本發(fā)明提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng),包括二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng);
所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器的第一接口和第二接口;
所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接所述蒸發(fā)冷凝器的第三接口和第四接口;
其中,所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器通過兩個(gè)連通管路與所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通,且每個(gè)所述連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥,所述第三接口和所述第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥。
在上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)包括所述室外換熱器、內(nèi)部換熱器、第一壓縮機(jī)和第一膨脹閥;
所述室外換熱器分別設(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口、第一口、第二口、第三口和第四口,所述第一口通過所述第一膨脹閥與所述內(nèi)部換熱器的第一端口連通,所述內(nèi)部換熱器的第二端口與所述蒸發(fā)冷凝器的第一接口相連通;所述第二口、所述內(nèi)部換熱器的第三端口、所述內(nèi)部換熱器的第四端口和所述第一壓縮機(jī)依次連通,且所述壓縮機(jī)與所述蒸發(fā)冷凝器的第二接口相連通;
所述第三口和所述第四口分別連接兩個(gè)所述連通管路。
在上述任一技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述普通熱泵制冷循環(huán)包括依次設(shè)置的第二壓縮機(jī)、第三換熱器、第一儲(chǔ)液罐、第二膨脹閥,且所述第二膨脹閥與所述蒸發(fā)冷凝器的第三接口處的第二控制閥相連通;
所述第二壓縮機(jī)與所述蒸發(fā)冷凝器的第四接口處的第二控制閥相連通。
在上述任一技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述第三換熱器與所述第一儲(chǔ)液罐之間設(shè)置有單向閥組。
在上述任一技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述第三換熱器與所述第二壓縮機(jī)之間設(shè)置有換向閥,且所述換向閥分別與所述第三換熱器、所述第四接口處的第二控制閥相連通。
在上述任一技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述第二壓縮機(jī)與所述第四接口處的第二控制閥之間設(shè)置有第二儲(chǔ)液罐。
在上述任一技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述室外換熱器、所述內(nèi)部換熱器和所述第三換熱器分別為翅片換熱器。
在上述任一技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述第一控制閥和所述第二控制閥分別為電磁閥。
在上述任一技術(shù)方案中,進(jìn)一步的,所述換向閥為四通換向閥。
本發(fā)明還提供了一種熱泵設(shè)備機(jī)組,包括上述任一技術(shù)方案中所述的復(fù)疊熱泵系統(tǒng)。
該熱泵設(shè)備機(jī)組設(shè)置有上述適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng),因此具有適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的全部有益效果,在此就不一一贅述。
本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為:
本發(fā)明提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng),二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器的第一接口和第二接口;普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器的第三接口和第四接口,其中,二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器通過兩個(gè)連通管路與普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通,且每個(gè)連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥,第三接口和第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥,當(dāng)關(guān)閉第一控制閥,打開第二控制閥時(shí),此時(shí),制冷劑二氧化碳在二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中完成低溫段循環(huán),普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中制冷劑經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)回路完成高溫段循環(huán),以實(shí)現(xiàn)制熱工況循環(huán);當(dāng)關(guān)閉第二控制閥,開啟第一控制閥時(shí),制冷劑在普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成的回路通過室外換熱器在經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成制冷循環(huán),實(shí)現(xiàn)了復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的制冷和制熱兩用,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)能源的二級(jí)利用。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中冬季制熱的流向示意圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中夏季制冷的流向示意圖。
附圖標(biāo)記:
1-第一膨脹閥;2-室外換熱器;3-內(nèi)部換熱器;4-第一壓縮機(jī);5-第一控制閥;6-第二控制閥;7-蒸發(fā)冷凝器;8-四通換向閥;9-第二壓縮機(jī);10-第二膨脹閥;11-單向閥組;12-第三換熱器;13-第二儲(chǔ)液罐;14-第一儲(chǔ)液罐。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中冬季制熱的流向示意圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中夏季制冷的流向示意圖;
如圖1-4所示,本發(fā)明的實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng),包括二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng);
所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第一接口和第二接口;
所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接所述蒸發(fā)冷凝器7的第三接口和第四接口;
其中,所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器2通過兩個(gè)連通管路與所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通,且每個(gè)所述連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥5,所述第三接口和所述第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥6。
本發(fā)明的實(shí)施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng),二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第一接口和第二接口;普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第三接口和第四接口,其中,二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器2通過兩個(gè)連通管路與普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通,且每個(gè)連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥5,第三接口和第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥6,當(dāng)關(guān)閉第一控制閥5,打開第二控制閥6時(shí),此時(shí),制冷劑二氧化碳在二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中完成低溫段循環(huán),普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中制冷劑經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)回路完成高溫段循環(huán),以實(shí)現(xiàn)制熱工況循環(huán);當(dāng)關(guān)閉第二控制閥6,開啟第一控制閥5時(shí),制冷劑在普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成的回路通過室外換熱器2在經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成制冷循環(huán),實(shí)現(xiàn)了復(fù)疊熱泵系統(tǒng)的制冷和制熱兩用,從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的多功能應(yīng)用。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述冬季制熱夏季制冷功能,具體的,進(jìn)一步的,所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)包括所述室外換熱器2、內(nèi)部換熱器3、第一壓縮機(jī)4和第一膨脹閥1;
所述室外換熱器2分別設(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口、第一口、第二口、第三口和第四口,所述第一口通過所述第一膨脹閥1與所述內(nèi)部換熱器3的第一端口連通,所述內(nèi)部換熱器3的第二端口與所述蒸發(fā)冷凝器7的第一接口相連通;所述第二口、所述內(nèi)部換熱器3的第三端口、所述內(nèi)部換熱器3的第四端口和所述第一壓縮機(jī)4依次連通,且所述壓縮機(jī)與所述蒸發(fā)冷凝器7的第二接口相連通;
所述第三口和所述第四口分別連接兩個(gè)所述連通管路。
更進(jìn)一步的,所述普通熱泵制冷循環(huán)包括依次設(shè)置的第二壓縮機(jī)9、第三換熱器12、第一儲(chǔ)液罐14、第二膨脹閥10,且所述第二膨脹閥10與所述蒸發(fā)冷凝器7的第三接口處的第二控制閥6相連通;
所述第二壓縮機(jī)9與所述蒸發(fā)冷凝器7的第四接口處的第二控制閥6相連通。
進(jìn)一步的,所述第三換熱器12與所述第一儲(chǔ)液罐14之間設(shè)置有單向閥組11。
進(jìn)一步的,所述第三換熱器12與所述第二壓縮機(jī)9之間設(shè)置有換向閥,且所述換向閥分別與所述第三換熱器12、所述第四接口處的第二控制閥6相連通。
進(jìn)一步的,所述第二壓縮機(jī)9與所述第四接口處的第二控制閥6之間設(shè)置有第二儲(chǔ)液罐13。
需要說明的是,所述室外換熱器2、所述內(nèi)部換熱器3和所述第三換熱器12分別為翅片換熱器。
優(yōu)選的,所述第一控制閥5和所述第二控制閥6分別為電磁閥。
優(yōu)選的,所述換向閥為四通換向閥8。
對(duì)上述具體操作說明;
當(dāng)復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)處于冬季制熱循環(huán)工況時(shí),如圖3所示,關(guān)閉第一控制閥5,打開第二控制閥6,低溫段制冷劑二氧化碳經(jīng)過第一膨脹閥1進(jìn)入室外換熱器2吸收室外熱量后,再經(jīng)過內(nèi)部換熱器3進(jìn)入第一壓縮機(jī)4,經(jīng)過第一壓縮機(jī)4壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器7發(fā)熱后回到第一膨脹閥1處完成低溫段循環(huán);此時(shí),高溫段的制冷劑工質(zhì)經(jīng)過第二膨脹閥10,進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器7吸收低溫段熱量后通過四通換向閥8、第二儲(chǔ)液罐13、第二壓縮機(jī)9壓縮后進(jìn)入第三換熱器12放熱后由單向閥組11進(jìn)入第一儲(chǔ)液罐14回到第二膨脹閥10完成高溫段循環(huán),實(shí)現(xiàn)冬季制熱功能。
當(dāng)復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)處于夏季制冷循環(huán)工況時(shí),如圖4所示,開啟第一控制閥5,關(guān)閉第二控制閥6,制冷工質(zhì)經(jīng)單向閥組11后通過第二膨脹閥10進(jìn)入第三換熱器12吸熱后通過四通換向閥8換向進(jìn)入第二壓縮機(jī)9壓縮之后,再通過室外換熱器2回到單向閥組11完成夏季制冷循環(huán)。
本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種熱泵設(shè)備機(jī)組,包括上述任一技術(shù)方案中所述的復(fù)疊熱泵系統(tǒng)。
該實(shí)施例提供的熱泵設(shè)備機(jī)組設(shè)置有上述復(fù)疊熱泵系統(tǒng),因此具有復(fù)疊熱泵系統(tǒng)的全部有益效果,在此就不一一贅述。
綜上所述,本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為:
本發(fā)明提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng),二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第一接口和第二接口;普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第三接口和第四接口,其中,二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器2通過兩個(gè)連通管路與普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通,且每個(gè)連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥5,第三接口和第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥6,當(dāng)關(guān)閉第一控制閥5,打開第二控制閥6時(shí),此時(shí),制冷劑二氧化碳在二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中完成低溫段循環(huán),普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中制冷劑經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)回路完成高溫段循環(huán),以實(shí)現(xiàn)制熱工況循環(huán);當(dāng)關(guān)閉第二控制閥6,開啟第一控制閥5時(shí),制冷劑在普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成的回路通過室外換熱器2在經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成制冷循環(huán),實(shí)現(xiàn)了復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的制冷和制熱兩用,從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的多功能應(yīng)用。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。此外,本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解,盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如,在下面的權(quán)利要求書中,所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。