【技术实现步骤摘要】
二氧化碳相变液化循环制热系统及循环方法和空调制热器
本专利技术涉及空调制冷
，尤其涉及一种二氧化碳相变液化循环制热系统及循环方法和空调制热器。
技术介绍
在空气源热泵技术中，利用液态冷媒在一定压力下具有的低于环境温度的蒸发点气化的物理特性来制取热量。这种原理制热的最常用方式为蒸气压缩式循环方式，制热过程需要的是冷媒可循环重复使用。液态冷媒从自然环境中吸收潜热气化，成为低于环境温度的闪发蒸气，同时从低于环境的闪发蒸气继续吸收显热升高至具有一定过热度的蒸气。具有高位能的蒸气在冷凝器里液化，液化所放出的热量传递给载冷剂，载冷剂吸收气态冷媒液化过程中放出的潜热的升温即是制热过程。冷媒气化、冷凝液化的循环过程所消耗的能量是制热系统的COP的决定因素。而二氧化碳是一种新兴的自然工质。液态二氧化碳在压力为520kPa时蒸发温度为-56.6C。二氧化碳作为相变传热工质有许多独特的优势：从对环境的影响来看，除水和空气以外，二氧化碳是与环境最为友善的制冷工质。二氧化碳具备有良好的安全性和化学稳定性，二氧化碳安全无毒，即便在高温下也不产生有害气体，具有与制冷循环和设备相适应的热物理性质，单位容积制冷量相当高，运动黏度低。因此，将二氧化碳通过调整不同使用要求的物理点的气液转换过程，在液态二氧化碳气化时吸收潜热及吸收显热，完成载冷剂的降温，这是制冷过程；而利用气态二氧化碳液化时放出的潜热及显热，使载冷剂升温，这是制热过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种利用二氧化碳相变和气体膨胀制冷、气体变压降温液...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，包括：/n压力气源，用于为系统提供高压气体；/n至少两并联布置的液态CO
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，包括：
压力气源，用于为系统提供高压气体；
至少两并联布置的液态CO2储罐，所述液态CO2储罐分别与所述压力气源连接，以交替通入所述高压气体控制所述液态CO2储罐内的压力；
蒸发器，所述蒸发器分别连接所述液态CO2储罐，以接收所述液态CO2储罐提供的液态CO2，所述液态CO2吸收流经其表面的室外空气的显热进行气化及升温，转化为气态CO2；
增压泵，所述增压泵与所述蒸发器连接，以交替接收所述蒸发器排出的气态CO2并对其进行增压升温；和
冷凝器，所述冷凝器与所述增压泵连接，以接收所述增压泵排出的CO2蒸气并通过所述冷凝器的管壁表面传出潜热，由流经所述冷凝器表面的载冷剂吸收潜热完成载冷剂的升温，且所述冷凝器内的CO2蒸气液化释放潜热转化为液态CO2流出。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
电辅热装置，所述电辅热装置设置于所述增压泵与所述冷凝器之间的管道上，以对所述增压泵增压升温后的气态CO2进行再次加热升温。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，所述液态CO2储罐作为回收罐交替接收经所述冷凝器放热后排出的液态CO2，同时所述回收罐的内腔压力低于所述冷凝器压力，液态CO2经所述冷凝器降温后再降压流至回收罐作为冷媒循环利用；
当所述回收罐内的温度高于设定温度，则通入液态CO2，利用液态CO2气化需吸收的潜热同时升温吸收的显热使流至所述回收罐的温度高于循环点时的液态CO2降温至循环使用的物理点后作为液态CO2循环利用。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
对应设置于所述液态CO2储罐内上部的喷射机构，且所述喷射机构与其他液态CO2储罐的下部连通；
以向作为回收罐功能的所述液态CO2储罐内通入其他所述液态CO2储罐内的液态CO2，利用液体气化吸收潜热及升温需吸收显热，同时回流至回收罐内的液体降压产生的节流膨胀效应需吸收热量，使冷凝及降温后流入所述回收罐的液态CO2在液体状态下继续释放显热降温，达到循环使用的物理点后作为液态CO2循环利用。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
对应设置于所述液态CO2储罐的下部与所述喷射机构之间输送管道上的喷液电动阀和喷液比例调节阀。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
对应设置于所述液态CO2储罐下部与所述蒸发器之间对应输送管道上的排液电动阀和减压阀或流量计。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
对应设置于所述冷凝器上部与所述液态CO2储罐下部之间输送管道上的先导阀或数字流量计、液态CO2排出阀、液态CO2排出温度传感器、液态CO2排出止回阀和对应的液态CO2进口阀。
8.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
至少一个所述液态CO2储罐的中部通过管道连接液态CO2进口阀；和
至少两所述液态CO2储罐的底部分别通过排液截止阀连通排污口。
9.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
对应设置于所述液态CO2储罐顶部的排空比例阀，所述排空比例阀通过管道连通CO2放空口；
对应设置于所述液态CO2储罐顶部的安全阀、气相温度传感器和罐体压力传感器；和
对应设置于所述液态CO2储罐内的液位计。
10.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
对应设置于所述压力气源与所述液态CO2储罐顶部之间输送管道上的过滤器和空气缓冲罐；
其中，所述空气缓冲罐顶部设置有安全阀、缓冲罐温度传感器和缓冲罐压力传感器，底部设置有缓冲罐排污阀。
11.根据权利要求10所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
设置于所述过滤器与所述空气缓冲罐顶部之间管道上的压缩空气进口阀；和
设置于所述空气缓冲罐上部与各所述液态CO2储罐之间的截止阀、对应的止回阀和气源比例调节阀。
12.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，所述蒸发器和所述冷凝器均包括：
液态冷媒储箱，所述液态冷媒储箱上的液态冷媒进口通过管道分别与各所述液态CO2储罐的下部或蒸发器的上部连接，且其内设置有储箱液位计；
若干蒸发列管，若干所述蒸发列管按一定间隔并排排布，且其一端与所述液态冷媒储箱连接；
气态冷媒储箱，所述气态冷媒储箱与若干所述蒸发列管的另一端连接，且其上的气态冷媒出口通过管道分别与所述冷凝器的上部或各所述液态CO2储罐的下部连接；
其中，所述载冷剂穿过所述蒸发列管的外表面进行换热，且所述载冷剂采用空气、水或乙二醇水溶液。
13.根据权利要求12所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
第一新风机，所述第一新风机布置于所述蒸发器和/或所述冷凝器的载冷剂的进口处或出口处；
其中，所述载冷剂采用空气、水或乙二醇水溶液，从所述蒸发器和/或所述冷凝器的管壁外部流过。
14.根据权利要求12所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，还包括：
密封壳体，所述蒸发器和/或所述冷凝器设置于所述密封壳体内，形成换热通道；和
第二新风机，所述第二新风机通过管道布置于所述换热通道的进口处或出口处；
其中，所述载冷剂采用空气、水或乙二醇水溶液，从所述蒸发器和/或所述冷凝器的管壁外部流过。
15.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，所述液态CO2储罐为三个，且呈并联布置。
16.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，所述蒸发器为两个，相对所述冷凝器呈并联布置，以交替向所述冷凝器提供蒸发后的气态CO2。
17.根据权利要求16所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，所述冷凝器的底部通过管道分别连接两所述蒸发器；
其中，当其中一个所述蒸发器使用时，另一个所述蒸发器作为液态CO2的降温使用，接收所述冷凝器底部的液态CO2；
并在降温的同时融化其作为蒸发器功能时管壁外表面的霜冰，同时用于除霜的载冷剂可作为低温二次热源再利用。
18.根据权利要求16所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，所述压力气源还分别与所述蒸发器和所述冷凝器连接；
以向所述蒸发器和/或所述冷凝器提供高温高压空气进行除霜。
19.根据权利要求1所述的二氧化碳相变液化循环制热系统，其特征在于，所述压力气源为高压气罐或空压机组；所述高压气体为高压空气，其压力为0.5-3.4MPa。
20.一种如权利要求1-19任一项所述制热系统的二氧化碳相变液化循环制热方法，其特征在于，包括步骤：
S1，向第一储罐内充入可满足单次循环使用的液态二氧化碳，向第二储罐和第三储罐内充入少量液态二氧化碳；
S2，启动压力气源，分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨景峰，
申请(专利权)人：上海复璐帝流体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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