一种跨临界CO2热泵供热系统及供热方法技术方案

本发明专利技术提供一种跨临界CO

Transcritical CO2 heat pump heating system and heating method

The invention provides a transcritical CO

【技术实现步骤摘要】
一种跨临界CO2热泵供热系统及供热方法
本专利技术涉及空气源热泵领域，尤其涉及一种跨临界CO2热泵供热系统及供热方法。
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热泵供热系统，包括：压缩机，蒸发器，气液分离器，气体冷却器，回热器，毛细管节流元件；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；气体冷却器的供热出口与供热管道的进水口连接，气体冷却器的供热进口与供热管道的回水口连接；气体冷却器的供热出口处设有供暖水出水温度传感器以及供暖水泵，气体冷却器的供热进口处设有回水温度传感器；蒸发器的热源空气进口通过管道连接空气加热源，蒸发器的热源空气出口通过管道连接空气加热源；蒸发器的热源空气进口与空气加热源的管道上设有热源空气风机；蒸发器的热源空气进口处设有热源空气进口温度传感器，蒸发器的热源空气出口处设有热源空气出口温度传感器；压缩机的跨临界CO2出口出设有出口压力表，压缩机的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、压缩机控制模块、供暖水泵控制模块、热源空气风机控制模块、供暖水出水温度感应模块、回水温度感应模块、热源空气进口温度感应模块、热源空气出口温度感应模块、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；电源启停控制模块用于控制系统电源的通断；压缩机控制模块用于控制压缩机的启停；供暖水泵控制模块用于控制供暖水泵的启停；热源空气风机控制模块用于控制热源空气风机的启停；供暖水出水温度感应模块与供暖水出水温度传感器连接，用于获取供暖水出水温度；回水温度感应模块与回水温度传感器连接，用于获取回水温度；热源空气进口温度感应模块与热源空气进口温度传感器连接，用于获取蒸发器的热源空气进口处的热源空气温度；热源空气出口温度感应模块与热源空气出口温度传感器连接，用于获取蒸发器的热源空气出口处的热源空气温度；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，用于获取压缩机的CO2进口处压力；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供暖水出水温度的上限值及供暖水出水温度的下限值；环境温度检测模块用于检测环境温度；报警模块、显示触摸屏、数据储存模块、电源启停控制模块、压缩机控制模块、供暖水泵控制模块、热源空气风机控制模块、供暖水出水温度感应模块、回水温度感应模块、热源空气进口温度感应模块、热源空气出口温度感应模块、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，根据设置的供暖水出水温度的限值，控制压缩机、供暖水泵、热源空气风机运行，当供暖水出水温度等于设置的上限值时，控制压缩机、热源空气风机停止运行，当供暖水出水温度等于设置的下限值时，控制压缩机、热源空气风机启动运行，对供暖水出水进行加热；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。优选地，毛细管节流元件包括：第一毛细管，第一毛细管电磁阀，第二毛细管，第二毛细管电磁阀；第一毛细管与第一毛细管电磁阀形成第一串联连路，第二毛细管与第二毛细管电磁阀形成第二串联连路，第一串联连路与第二串联连路并联；控制装置还包括：毛细管电磁阀温控模块；第一毛细管电磁阀和第二毛细管电磁阀分别与毛细管电磁阀温控模块连接，毛细管电磁阀温控模块用于根据预设环境温度，当环境温度高于预设环境温度时，闭合第二毛细管电磁阀，断开第一毛细管电磁阀；当环境温度低于预设环境温度时，断开第二毛细管电磁阀，闭合第一毛细管电磁阀；第二毛细管的长度长于第一毛细管的长度。优选地，还包括：除霜管路；除霜管路盘绕在蒸发器外部，除霜管路一端与压缩机的跨临界CO2出口管道连接，另一端与蒸发器的进口管道连接；除霜管路上设有除霜电磁阀；蒸发器外部设有蒸发器管壁温度传感器；控制装置还包括：蒸发器管壁温度感应模块、除霜电磁阀控制模块；蒸发器温度感应模块用于接收蒸发器管壁温度传感器感应的蒸发器管壁温度；除霜电磁阀控制模块用于当环境温度低于预设温度，环境温度与蒸发器管壁温度差值超出预设值，且除霜时间间隔大于预设时间间隔时，除霜电磁阀控制模块控制开启除霜电磁阀采用压缩机热气旁通除霜，进入化霜阶段；当环境温度与蒸发器管壁温度差值低于预设值，或达到除霜预设时间，关闭除霜电磁阀，结束化霜。优选地，控制装置还包括：紧急停止模块、账号密码登录模块、无线通信模块；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；供热管道的进水口设有进水阀门，供热管道的回水口设有回水阀门；压缩机、气体冷却器上均设有安全阀；还包括：远程终端；无线通信模块与中央处理器连接，无线通信模块用于将中央处理器与远程终端进行无线通信，使远程终端获取系统的数据信息，并远程对系统的工作过程进行控制。优选地，气液分离器包括壳体，气液分离器的进口设置在所述壳体的顶部，气液分离器的进口设有入口接头，壳体内部上方安装有折流板，所述折流板的下方设有气态竖管，所述气态竖管通过气态连接管连接有气态横管，气液分离器气体出口位于壳体侧壁的中部，，气液分离器气体出口设有气态出口接头，所述气态横管与气态出口接头连接，所述壳体的底部设有回油管接口；回油管接口通过管道与压缩机回油接口连接，回油管接口与压缩机回油接口之间的管道上设有回油电磁阀；所述折流板的中部向上凸起，折流板的边缘设有至少一个缺口。优选地，所述缺口呈半圆形；所述壳体包括上盖和下盖，所述下盖连接有支架。优选地，蒸发器包括蒸发器本体，所述蒸发器本体内部设有分液器和集气管，所述集气管通过三通阀连接有出气管，出气管连通蒸发器的出口；所述分液器通过U型三通阀连接有进液管，进液管连通蒸发器的进口；分液器包括分液管，所述分液管位于蒸发器本体内部的两侧；所述分液器包括结构相同的前分液器和后分液器，所述前分液器通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨临界CO

【技术特征摘要】
1.一种跨临界CO2热泵供热系统，其特征在于，包括：压缩机，蒸发器，气液分离器，气体冷却器，回热器，毛细管节流元件；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；气体冷却器的供热出口与供热管道的进水口连接，气体冷却器的供热进口与供热管道的回水口连接；气体冷却器的供热出口处设有供暖水出水温度传感器以及供暖水泵，气体冷却器的供热进口处设有回水温度传感器；蒸发器的热源空气进口通过管道连接空气加热源，蒸发器的热源空气出口通过管道连接空气加热源；蒸发器的热源空气进口与空气加热源的管道上设有热源空气风机；蒸发器的热源空气进口处设有热源空气进口温度传感器，蒸发器的热源空气出口处设有热源空气出口温度传感器；压缩机的跨临界CO2出口出设有出口压力表，压缩机的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热泵供热系统，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、压缩机控制模块、供暖水泵控制模块、热源空气风机控制模块、供暖水出水温度感应模块、回水温度感应模块、热源空气进口温度感应模块、热源空气出口温度感应模块、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；电源启停控制模块用于控制系统电源的通断；压缩机控制模块用于控制压缩机的启停；供暖水泵控制模块用于控制供暖水泵的启停；热源空气风机控制模块用于控制热源空气风机的启停；供暖水出水温度感应模块与供暖水出水温度传感器连接，用于获取供暖水出水温度；回水温度感应模块与回水温度传感器连接，用于获取回水温度；热源空气进口温度感应模块与热源空气进口温度传感器连接，用于获取蒸发器的热源空气进口处的热源空气温度；热源空气出口温度感应模块与热源空气出口温度传感器连接，用于获取蒸发器的热源空气出口处的热源空气温度；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，用于获取压缩机的CO2进口处压力；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供暖水出水温度的上限值及供暖水出水温度的下限值；环境温度检测模块用于检测环境温度；报警模块、显示触摸屏、数据储存模块、电源启停控制模块、压缩机控制模块、供暖水泵控制模块、热源空气风机控制模块、供暖水出水温度感应模块、回水温度感应模块、热源空气进口温度感应模块、热源空气出口温度感应模块、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，根据设置的供暖水出水温度的限值，控制压缩机、供暖水泵、热源空气风机运行，当供暖水出水温度等于设置的上限值时，控制压缩机、热源空气风机停止运行，当供暖水出水温度等于设置的下限值时，控制压缩机、热源空气风机启动运行，对供暖水出水进行加热；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。3.根据权利要求2所述的跨临界CO2热泵供热系统，其特征在于，毛细管节流元件包括：第一毛细管，第一毛细管电磁阀，第二毛细管，第二毛细管电磁阀；第一毛细管与第一毛细管电磁阀形成第一串联连路，第二毛细管与第二毛细管电磁阀形成第二串联连路，第一串联连路与第二串联连路并联；控制装置还包括：毛细管电磁阀温控模块；第一毛细管电磁阀和第二毛细管电磁阀分别与毛细管电磁阀温控模块连接，毛细管电磁阀温控模块用于根据预设环境温度，当环境温度高于预设环境温度时，闭合第二毛细管电磁阀，断开第一毛细管电磁阀；当环境温度低于预设环境温度时，断开第二毛细管电磁阀，闭合第一毛细管电磁阀；第二毛细管的长度长于第一毛细管的长度。4.根据权利要求2所述的跨临界CO2热泵供热系统，其特征在于，还包括：除霜管路；除霜管路盘绕在蒸发器外部，除霜管路一端与压缩机的跨临界CO2出口管道连接，另一端与蒸发器的进口管道连接；除霜管路上设有除霜电磁阀；蒸发器外部设有蒸发器管壁温度传感器；控制装置...

【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