一种跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统及制热方法技术方案

本发明专利技术提供本发明专利技术提供一种跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，压缩机的跨临界CO2出口通过管道与气体冷却器的工质进口连接，气体冷却器的工质出口通过管道与回热器高压内管进口连接，回热器高压内管出口通过管道与毛细管节流元件连接，毛细管节流元件通过管道与蒸发器的进口，蒸发器的出口通过管道连接气液分离器的进口，气液分离器气体出口通过管道连接回热器的低压外管进口，回热器的低压外管出口通过管道连接压缩机的CO2进口；系统适用范围广，适用温度范围在‑40至40℃，并且一年四季全天候使用，不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响，适合多种供暖场合使用，可实现无人值守，全自动运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空气源热泵领域，尤其涉及一种跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统及制热方法。
技术介绍
在我国，随着建筑业持续高速发展，建筑能耗已占全国总能耗的较大份额，这部分能耗对温室气体排放有着重要影响。在建筑能耗中，供暖空调能耗在整个建筑能耗中占据较大的份额。目前，能源紧张已成为世界各国所面临的最紧迫问题，减少传统燃煤供暖所造成的大气污染，降低供暖空调系统的能耗、大力推广使用包括可再生能源在内的清洁能源，成为建筑节能和提高能源使用效率的重要目标和方向。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于，提供一种跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，包括：压缩机组，蒸发器，气液分离器，气体冷却器，回热器，毛细管节流管路；压缩机组的跨临界CO2出口通过管道与气体冷却器的工质进口连接，气体冷却器的工质出口通过管道与回热器高压内管进口连接，回热器高压内管出口通过管道与毛细管节流管路连接，毛细管节流管路通过管道与蒸发器的进口，蒸发器的出口通过管道连接气液分离器的进口，气液分离器气体出口通过管道连接回热器的低压外管进口，回热器的低压外管出口通过管道连接压缩机组的CO2进口；气体冷却器的制冷制热出口与制冷制热机构的进口连接，气体冷却器的制冷制热进口与制冷制热机构的出口连接；气体冷却器的制冷制热出口处设有温度传感器以及驱动机构，气体冷却器的制冷制热进口处设有回液温度传感器；蒸发器的水源进口通过管道连接水地源热泵，蒸发器的水源出口通过管道连接水地源热泵；蒸发器的水源进口与水地源热泵的管道上设有水源水泵；蒸发器的水源进口处设有水源进口温度传感器，蒸发器的水源出口处设有水源出口温度传感器；压缩机组的跨临界CO2出口出设有出口压力表，压缩机组的CO2进口处设有进口压力表。优选地，还包括：控制装置；控制装置包括：中央处理器、电源启停控制模块、压缩机组控制模块、驱动机构控制模块、水源水泵控制模块、温度感应模块、回液温度感应模块、水源进口温度感应模块、水源出口温度感应模块、出口压力感应模块、进口压力感应模块、时控模块、温度设置模块、显示触摸屏、数据储存模块、报警模块、模式选择模块、手控模块；电源启停控制模块用于控制系统电源的通断；压缩机组控制模块用于控制压缩机组的启停；驱动机构控制模块用于控制驱动机构的启停；水源水泵控制模块用于控制水源水泵的启停；温度感应模块与温度传感器连接，用于获取温度；回液温度感应模块与回液温度传感器连接，用于获取回液温度；水源进口温度感应模块与水源进口温度传感器连接，用于获取蒸发器的水源进口处的水源温度；水源出口温度感应模块与水源出口温度传感器连接，用于获取蒸发器的水源出口处的水源温度；出口压力感应模块与出口压力表连接，用于获取压缩机组的跨临界CO2出口压力；进口压力感应模块与进口压力表连接，用于获取压缩机组的CO2进口处压力；手控模块用于使用户通过手动控制系统工作；时控模块用于设置系统的运行时长，并计量系统的运行时间，启动时间，停止时间，使系统在预设的运行时长内运行；温度设置模块用于设置温度的上限值及温度的下限值；环境温度检测模块用于检测环境温度；手控模块、模式选择单元、报警模块、显示触摸屏、数据储存模块、电源启停控制模块、压缩机组控制模块、驱动机构控制模块、水源水泵控制模块、温度感应模块、回液温度感应模块、水源进口温度感应模块、水源出口温度感应模块、出口压力感应模块、进口压力感应模块、时控模块、温度控制模块、温度设置模块、环境温度检测模块分别与中央处理器连接，中央处理器用于接收各个传感器感应的数据，根据设置的温度的限值，控制压缩机组、驱动机构、水源水泵运行，当温度等于设置的上限值时，控制压缩机组、水源水泵停止运行，当温度等于设置的下限值时，控制压缩机组、水源水泵启动运行，对进行加热；显示触摸屏用于显示系统运行数据及运行状态，以及用于接收用户输入的控制指令，并将控制指令传输给中央处理器；数据储存模块用于对数据进行记录，记录系统运行过程中的数据、状态，并生成记录文件，通过调用历史数据，来查阅系统的运行状态，以便进行事故分析和处理；报警模块用于当系统内部温度或压力超出预警值时，中央处理器控制报警模块发出报警信息；模式选择模块用于供用户选择系统的运行模式，运行模块包括：通过手控模块操作系统运行的手动控制模式，通过时控模块控制系统运行的时间控制模式，通过温度设置模块及中央处理器控制系统运行的温度控制模式。优选地，毛细管节流管路包括：多条并联连接的常通毛细管管路以及多条并联连接的毛细管阀管路；常通毛细管管路与毛细管阀管路之间采用并联连接；常通毛细管管路设有毛细管，毛细管阀管路设有毛细管和与毛细管串联连接的毛细管电磁阀；控制装置还包括：毛细管电磁阀温控模块；毛细管电磁阀温控模块用于当系统高压超过第一预设压力时，检测每条毛细管阀管路的毛细管电磁阀是否有关闭的电磁阀的，如果有，任意打开一个关闭的电磁阀；当系统高压再次超过第一预设压力时，再次检测每条毛细管阀管路的毛细管电磁阀是否有关闭的电磁阀的，如果有，任意打开一个关闭的电磁阀，直到所有的毛细管阀管路的毛细管电磁阀全部打开，每次按照预设的时间间隔调整；还用于当系统高压低于第二预设压力，检测是否有打开的毛细管电磁阀，如果有，则关闭任意一个打开的毛细管电磁阀；当系统高压再次低于第二预设压力，再检测，系统是否有打开的毛细管电磁阀，如果有，再关闭任意一个打开的毛细管电磁阀，直到所有的毛细管电磁阀全部关闭，每次按照预设的时间间隔调整。优选地，压缩机组包括三台压缩机；蒸发器内部设有水源流量计，水源水温传感器；控制装置还包括：流量获取模块、水源水温获取模块、蒸发器水流量控制模块；流量获取模块与水源流量计连接，用于获取蒸发器内部水源的流量；水源水温获取模块与水源水温传感器接，用于获取蒸发器内部水源的温度；蒸发器水流量控制模块用于当蒸发器水流量小于第一预设流量时,水温低于第一预设温度，压缩机组不启动；当蒸发器水流量在第一预设流量与第二预设流量之间时,水温低于第一预设温度，启动一台压缩机；当蒸发器水流量在第二预设流量与第三预设流量之间时,水温低于第一预设温度，启动两台压缩机；当蒸发器水流量大于第三预设流量时,水温高于第二预设温度，三台压缩机全部启动。优选地，控制装置还包括：紧急停止模块、账号密码登录模块；紧急停止模块、账号密码登录模块分别与中央处理器连接；账号密码登录模块用于给用户提供登录系统的账户密码，使用户通过登录账户密码后，进行系统操作；制冷制热机构的进水口设有进水阀门，制冷制热机构的出口设有回液阀门；压缩机组、气体冷却器上均设有安全阀。优选地，气体冷却器包括气体冷却器本体，所述气体冷却器本体包括串联的壳体一和壳体二，所述壳体一的左侧上部设置工质进口和制冷制热出口，壳体一的左侧下部设有一级排气口，壳体一的右侧下部设有二级进水口，所述壳体二的右侧上部设有与二级进水口连接的一级排水口，壳体二的左侧下部设置制冷制热进口和工质出口，壳体二的左侧上部设有与一级排气口连接的二级进气口，所述壳体一和壳体二内均设有换热管，换热管固定在管板上，换热管的外壁间隔设置有折流板；所述壳体一和壳体二均设有膨胀阀；所述壳体一的左端设有管箱，一级进气口和一级排气口分别位于管箱的上部和下部，管箱的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，其特征在于，包括：压缩机组，蒸发器，气液分离器，气体冷却器，回热器，毛细管节流管路；压缩机组的跨临界CO2出口通过管道与气体冷却器的工质进口连接，气体冷却器的工质出口通过管道与回热器高压内管进口连接，回热器高压内管出口通过管道与毛细管节流管路连接，毛细管节流管路通过管道与蒸发器的进口，蒸发器的出口通过管道连接气液分离器的进口，气液分离器气体出口通过管道连接回热器的低压外管进口，回热器的低压外管出口通过管道连接压缩机组的CO2进口；气体冷却器的制冷制热出口与制冷制热机构的进口连接，气体冷却器的制冷制热进口与制冷制热机构的出口连接；气体冷却器的制冷制热出口处设有温度传感器以及驱动机构，气体冷却器的制冷制热进口处设有回液温度传感器；蒸发器的水源进口通过管道连接水地源热泵，蒸发器的水源出口通过管道连接水地源热泵；蒸发器的水源进口与水地源热泵的管道上设有水源水泵；蒸发器的水源进口处设有水源进口温度传感器，蒸发器的水源出口处设有水源出口温度传感器；压缩机组的跨临界CO2出口出设有出口压力表，压缩机组的CO2进口处设有进口压力表。

【技术特征摘要】
1.一种跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，其特征在于，包括：压缩机组，蒸发器，气液分离器，气体冷却器，回热器，毛细管节流管路；压缩机组的跨临界CO2出口通过管道与气体冷却器的工质进口连接，气体冷却器的工质出口通过管道与回热器高压内管进口连接，回热器高压内管出口通过管道与毛细管节流管路连接，毛细管节流管路通过管道与蒸发器的进口，蒸发器的出口通过管道连接气液分离器的进口，气液分离器气体出口通过管道连接回热器的低压外管进口，回热器的低压外管出口通过管道连接压缩机组的CO2进口；气体冷却器的制冷制热出口与制冷制热机构的进口连接，气体冷却器的制冷制热进口与制冷制热机构的出口连接；气体冷却器的制冷制热出口处设有温度传感器以及驱动机构，气体冷却器的制冷制热进口处设有回液温度传感器；蒸发器的水源进口通过管道连接水地源热泵，蒸发器的水源出口通过管道连接水地源热泵；蒸发器的水源进口与水地源热泵的管道上设有水源水泵；蒸发器的水源进口处设有水源进口温度传感器，蒸发器的水源出口处设有水源出口温度传感器；压缩机组的跨临界CO2出口出设有出口压力表，压缩机组的CO2进口处设有进口压力表。2.根据权利要求1所述的跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，其特征在于，还包括：控制装置；控制装置包括：中央处理器、电源启停控制模块、压缩机组控制模块、驱动机构控制模块、水源水泵控制模块、温度感应模块、回液温度感应模块、水源进口温度感应模块、水源出口温度感应模块、出口压力感应模块、进口压力感应模块、时控模块、温度设置模块、显示触摸屏、数据储存模块、报警模块、模式选择模块、手控模块；电源启停控制模块用于控制系统电源的通断；压缩机组控制模块用于控制压缩机组的启停；驱动机构控制模块用于控制驱动机构的启停；水源水泵控制模块用于控制水源水泵的启停；温度感应模块与温度传感器连接，用于获取温度；回液温度感应模块与回液温度传感器连接，用于获取回液温度；水源进口温度感应模块与水源进口温度传感器连接，用于获取蒸发器的水源进口处的水源温度；水源出口温度感应模块与水源出口温度传感器连接，用于获取蒸发器的水源出口处的水源温度；出口压力感应模块与出口压力表连接，用于获取压缩机组的跨临界CO2出口压力；进口压力感应模块与进口压力表连接，用于获取压缩机组的CO2进口处压力；手控模块用于使用户通过手动控制系统工作；时控模块用于设置系统的运行时长，并计量系统的运行时间，启动时间，停止时间，使系统在预设的运行时长内运行；温度设置模块用于设置温度的上限值及温度的下限值；环境温度检测模块用于检测环境温度；手控模块、模式选择单元、报警模块、显示触摸屏、数据储存模块、电源启停控制模块、压缩机组控制模块、驱动机构控制模块、水源水泵控制模块、温度感应模块、回液温度感应模块、水源进口温度感应模块、水源出口温度感应模块、出口压力感应模块、进口压力感应模块、时控模块、温度控制模块、温度设置模块、环境温度检测模块分别与中央处理器连接，中央处理器用于接收各个传感器感应的数据，根据设置的温度的限值，控制压缩机组、驱动机构、水源水泵运行，当温度等于设置的上限值时，控制压缩机组、水源水泵停止运行，当温度等于设置的下限值时，控制压缩机组、水源水泵启动运行，对进行加热；显示触摸屏用于显示系统运行数据及运行状态，以及用于接收用户输入的控制指令，并将控制指令传输给中央处理器；数据储存模块用于对数据进行记录，记录系统运行过程中的数据、状态，并生成记录文件，通过调用历史数据，来查阅系统的运行状态，以便进行事故分析和处理；报警模块用于当系统内部温度或压力超出预警值时，中央处理器控制报警模块发出报警信息；模式选择模块用于供用户选择系统的运行模式，运行模块包括：通过手控模块操作系统运行的手动控制模式，通过时控模块控制系统运行的时间控制模式，通过温度设置模块及中央处理器控制系统运行的温度控制模式。3.根据权利要求2所述的跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，其特征在于，毛细管节流管路包括：多条并联连接的常通毛细管管路以及多条并联连接的毛细管阀管路；常通毛细管管路与毛细管阀管路之间采用并联连接；常通毛细管管路设有毛细管，毛细管阀管路设有毛细管和与毛细管串联连接的毛细管电磁阀；控制装置还包括：毛细管电磁阀温控模块；毛细管电磁阀温控模块用于当系统高压超过第一预设压力时，检测每条毛细管阀管路的毛细管电磁阀是否有关闭的电磁阀的，如果有，任意打开一个关闭的电磁阀；当系统高压再次超过第一预设压力时，再次检测每条毛细管阀管路的毛细管电磁阀是否有关闭的电磁阀的，如果有，任意打开一个关闭的电磁阀，直到所有的毛细管阀管路的毛细管电磁阀全部打开，每次按照预设的时间间隔调整；还用于当系统高压低于第二预设压力，检测是否有打开的毛细管电磁阀，如果有，则关闭任意一个打开的毛细管电磁阀；当系统高压再次低于第二预设压力，再检测，系统是否有打开的毛细管电磁阀，如果有，再关闭任意一个打开的毛细管电磁阀，直到所有的毛细管电磁阀全部关闭，每次按照预设的时间间隔调整。4.根据权利要求2所述的跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，其特征在于，压缩机组包括三台压缩机；蒸发器内部设有水源流量计，水源水温传感器；控制装置还包括：流量获取模块、水源水温获取模块、蒸发器水流量控制模块；流量获取模块与水源流量计连接，用于获取蒸发器内部水源的流量；水源水温获取模块与水源水温传感器接，用于获取蒸发器内部水源的温度；蒸发器水流量控制模块用于当蒸发器水流量小于第一预设流量时,水温低于第一预设温度，压缩机组不启动；当蒸发器水流量在第一预设流量与第二预设流量之间时,水温低于第一预设温度，启动一台压缩机；当蒸发器水流量在第二预设流量与第三预设流量之间时,水温低于第一预设温度，启动两台压缩机；当蒸发器水流量大于第三预设流量时,水温高于第二预设温度，三台压缩机全部启动。5.根据权利要求2所述的跨临界CO2水地源热泵制冷制热系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖斌，
申请(专利权)人：山东超越地源热泵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37