一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统技术方案

本发明专利技术涉及一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统，包括相互换热式连接的二氧化碳子循环、制冷剂子循环和水侧循环流路；运行过程中，所述的拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统包括机械辅助过冷循环状态和过热回收复叠循环状态。与现有技术相比，本发明专利技术中水路采用串联形式，降低了制冷剂的冷凝温度，可以选配常见的热泵压缩机，降低机组成本，增强了实用性；增设二氧化碳‑水换热器作为过热器，减小了二氧化碳的排气热损失，提升了系统能效；构建的拓扑同胚循环能够根据环境温度的变化在机械辅助过冷循环和过热回收复叠循环之间切换，始终运行在更高的能效，保证整个供暖季的持续高效供暖。

A carbon dioxide heat pump heating system with topological homeomorphic cycle

【技术实现步骤摘要】
一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统
本专利技术涉及热泵供暖系统领域，尤其是涉及一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统。
技术介绍
为解决北方燃煤供暖导致的严重环境污染问题，北方供暖地区开展了“煤改电”项目，并在近年来主推空气源热泵系统。其中，采用天然工质二氧化碳作为制冷剂的二氧化碳热泵供暖系统因其环保、高效、节能受到广泛关注。目前，节能性和实用性都较好的二氧化碳热泵供暖系统主要有两类：(1)机械辅助过冷的二氧化碳跨临界热泵供暖系统(CN208011829U)，其中辅助机械循环采用常规制冷剂，对二氧化碳系统气体冷却器出口的二氧化碳进行过冷，降低进入节流阀前二氧化碳的温度，减小节流损失提升能效。(2)二氧化碳复叠热泵供暖系统(CN106524552A、CN209857414U)，这类系统包括二氧化碳热泵制冷循环(低温级)和热泵制冷循环(高温级)，可以分别选用最合适的制冷剂，能应对单机压缩循环不能胜任的严寒工况。但以上两类系统都无法保证北方供暖季的持续高效供暖：机械辅助过冷的二氧化碳热泵供暖系统在环境温度较高时表现更好，但由于系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，包括相互换热式连接的二氧化碳子循环、制冷剂子循环和水侧循环流路；/n运行过程中，所述的拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统包括机械辅助过冷循环状态和过热回收复叠循环状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，包括相互换热式连接的二氧化碳子循环、制冷剂子循环和水侧循环流路；
运行过程中，所述的拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统包括机械辅助过冷循环状态和过热回收复叠循环状态。


2.根据权利要求1所述的一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的二氧化碳子循环包括蒸发器(1)、二氧化碳压缩机(2)、二氧化碳-水换热器(3)、二氧化碳-制冷剂换热器(4)和二氧化碳节流阀(5)。


3.根据权利要求2所述的一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的制冷剂子循环包括制冷剂节流阀(6)、制冷剂-水换热器(7)和制冷剂压缩机(8)；
所述的二氧化碳-制冷剂换热器(4)接入制冷剂子循环，实现制冷剂子循环与二氧化碳子循环间的换热。


4.根据权利要求3所述的一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，所述的水侧循环流路包括散热器(11)和水泵(12)；
所述的制冷剂-水换热器(7)接入水侧循环流路，实现水侧循环流路与制冷剂子循环间的换热；
所述的二氧化碳-水换热器(3)接入水侧循环流路，实现水侧循环流路与二氧化碳子循环间的换热。


5.根据权利要求4所述的一种拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统，其特征在于，拓扑同胚循环的二氧化碳热泵供暖系统在机械辅助过冷循环状态时：
所述的二氧化碳子循环作为主循环，为二氧化碳跨临界循环；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春路，成家豪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31