本实用新型专利技术涉及一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，包括二氧化碳压缩机、室内换热器、换热件和相变储能装置，室内换热器与换热件连接，换热件与二氧化碳压缩机的吸气端连接，相变储能装置包括保温罐和位于保温罐内的蓄热介质，换热件设置在保温罐内，蓄热介质与光能集热器、空气能集热器或者地源能集热器中的一种或任几种连接。其有益效果是：本实用新型专利技术的二氧化碳热泵系统，在整个冬季分时择优利用光能、空气能或者地源能，在阳光充足时可以利用太阳能融冰蓄热，绿色环保，还可以同时利用空气能和地源能，当储能装置的热量不够用时，再启动闪蒸换热器，保证了整个冬季换热的正常进行。对自然能的利用，大大提高了二氧化碳空调的制热效率。的制热效率。的制热效率。
【技术实现步骤摘要】
一种单级亚临界二氧化碳热泵系统
[0001]本技术涉及制热领域，特别涉及一种单级亚临界二氧化碳热泵系统。
技术介绍
[0002]随着生活水平的提高，改善居住环境成为人民对美好生活的一种追求，现有为商业用高层建筑、居民楼、工厂等供暖的方式还是采用烧煤或烧气集中供暖，不利于环保和个性化调节。冬天，在不集中供暖的南方，使用中央空调制暖几乎作为唯一的方式，但是传统中央空调多以氟利昂为作为工质，由于氟利昂密度大、粘度大，压差小的特点，具有以下缺陷：1)所带末端个数较少必然会增加室外机的个数，成本较高，安装不便，维护成本高。2)由于氟利昂粘度较大，室内机和室外机安装落差小，配管距离短，限制了使用范围；3)当冬季制热时，受气候影响大，在环境温度低于
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5℃的时候，热效率衰减严重甚至出现不能正常工作的情况；4)不环保，氟利昂排放到大气中会导致臭氧含量下降，导致地球上的生物受到严重紫外线的伤害。随着国际社会对节能减排、环境保护方面的关注度不断加强，氟利昂制冷剂的淘汰步伐也随之加快，二氧化碳作为一种安全、环保的制冷剂，具有广泛的应用前景和可观的经济价值。
[0003]使用二氧化碳作为中央空调的制热工质时，如果仅仅依靠二氧化碳压缩机和传统换热器产生的热量，将加大二氧化碳压缩机的负荷，并增加了能耗，在改善二氧化碳换热器的基础上，如何利用自然能来提高二氧化碳热泵系统的制热效率，是本技术的创研动机。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够利用自然、制热效率高的单级亚临界二氧化碳热泵系统。
[0005]本技术提供的一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，其技术方案为：
[0006]一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，包括二氧化碳压缩机、室内换热器、换热件和相变储能装置，所述二氧化碳压缩机的排气端与所述室内换热器连接，所述室内换热器与所述换热件连接，所述换热件与所述二氧化碳压缩机的吸气端连接，所述相变储能装置包括保温罐和位于保温罐内的蓄热介质，所述换热件设置在所述保温罐内，所述蓄热介质与光能集热器、空气能集热器或者地源能集热器中的一种或任几种连接。
[0007]优选地，所述光能集热器、所述空气能集热器和所述地源能集热器分别通过集热管连接到蓄热介质，所述集热管包括集热端和换热端，所述集热端位于所述保温罐外，用于获取光热、空气热或地源热，所述换热端位于所述保温罐内，所述集热管内的集热介质在集热端和换热端循环，将热能传递给蓄热介质，蓄热介质通过换热件将储存的能量传递给二氧化碳。
[0008]优选地，经过室内换热器的低温二氧化碳通过所述换热件后，与蓄热介质换热，使二氧化碳处于较高的蒸发温度，再经过二氧化碳压缩机压缩之后进入室内换热器进行制
热，从而使整个系统在冬季具有较高的制热系数。
[0009]优选地，所述集热管内的集热介质是乙二醇；所述蓄热介质是相变储能材料；所述室内换热器的管路上设置有电子膨胀阀，所述相变储能装置的管路上设置有电子膨胀阀。
[0010]优选地，所述光能集热器是太阳能板；
[0011]所述空气能集热器是由铜管和翅片构成的换热器；
[0012]所述地源能集热器是能够流通二氧化碳的地埋管。
[0013]优选地，所述二氧化碳压缩机和所述储液罐设置在一个机柜内。
[0014]优选地，所述室内换热器还与储液罐连接，所述储液罐与闪蒸换热器连接，所述闪蒸换热器的另一端与所述二氧化碳压缩机的吸气端连接，所述闪蒸换热器的管道上设置有电子膨胀阀。
[0015]优选地，所述闪蒸换热器包括壳体、风机、换热单元和液体雾化装置，所述风机设置在所述壳体的外部，用于在壳体内形成负压；所述换热单元和液体雾化装置设置在壳体内；液体雾化装置包括供液管、雾化排管和雾化头，雾化排管与供液管连接，雾化头设置在雾化排管上，雾化排管立体分布式的设置在壳体内。
[0016]优选地，所述雾化头上设置有控制雾化头打开或关闭的控制器，控制器连接到控制中心，控制中心能够根据设定的时间、设定的雾化头打开比例，依据随机函数随机选择需要打开或关闭的雾化头。
[0017]优选地，所述雾化排管呈矩阵形式分层布置，雾化排管上设置多个雾化头；多个换热单元叠加安装之后构成换热器。
[0018]优选地，所述雾化头选择超声波雾化器，所述壳体是封闭壳体。
[0019]优选地，所述热泵系统包括地暖装置，所述地暖装置包括地暖管和电磁阀，所述电磁阀串接在所述地暖管的管道上。
[0020]优选地，所述热泵系统还包括冰蓄冷设备，所述相变储能装置和所述冰蓄冷设备并联连接，二氧化碳热泵系统利用二氧化碳作为唯一循环工质。
[0021]优选地，所述冰蓄冷设备包括并联连接的冰蓄冷冰箱、冰蓄冷冰柜、冰蓄冷冷库中的一种或任几种；所述冰蓄冷冰箱、所述冰蓄冷冰柜和所述冰蓄冷冷库的管道上设置有电子膨胀阀；所述室内换热器出口端的管道上设置有电磁阀，二氧化碳压缩机入口端的管道上设置有电磁阀。
[0022]优选地，所述热泵系统的循环管道中连接有二氧化碳灭火装置，二氧化碳灭火装置包括消防管路和串接在消防管路中的电磁阀。
[0023]本技术的实施包括以下技术效果：
[0024]本技术中，把光能、空气能或者地源能集起来的热能通过相变储能材料以相变形式储存于保温罐体中，在制热时，低温二氧化碳通过换热件，蓄热介质产生相变放热，将低温二氧化碳变成高温二氧化碳，经压缩机抽吸后循环到制暖空间制暖。由于蓄热介质相变时会释放大量的热量，因此可以将光能、空气能或者地源能转换的热能存储在保温罐中，需要说明的是，可以将白天的太阳能储存在保温罐中，夜晚通过相变放热的方式使用热能，当没有阳光时，可以利用空气能和地源能。本技术的热泵系统在亚临界运行，二氧化碳在系统中完成了相变，效率高。
[0025]本技术的二氧化碳热泵系统，在阳光充足时可以利用太阳能进行制热，绿色
环保，还可以同时利用空气能和地源能，当储能装置的热量不够用时，再启动闪蒸换热器，保证了整个冬季换热的正常进行。对自然能的利用，大大提高了二氧化碳空调的制热效率。
附图说明
[0026]图1为本技术实施例的单级亚临界二氧化碳热泵系统示意图。
[0027]图2为本技术实施例的闪蒸换热器结构示意图。
[0028]图3为本技术实施例的换热单元结构示意图。
[0029]图4为含有多功能末端的单级亚临界二氧化碳热泵系统示意图。
[0030]图中：1、二氧化碳压缩机；2、室内换热器；3、储液罐；4、换热件；5、电子膨胀阀；6、电磁阀；7、闪蒸换热器；70、壳体；71、风机；72、换热单元；73、雾化排管；74、雾化头；8、相变储能装置；80、保温罐；81、蓄热介质；82、光能集热器；83、空气能集热器；84、地源能集热器；9、地暖装置；10、消防管路；11、冰蓄冷冰箱；12、冰蓄冷冰柜；13、冰蓄冷冷库。
具体实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，包括二氧化碳压缩机、室内换热器、换热件和相变储能装置，所述二氧化碳压缩机的排气端与所述室内换热器连接，所述室内换热器与所述换热件连接，所述换热件与所述二氧化碳压缩机的吸气端连接，其特征在于：所述相变储能装置包括保温罐和位于保温罐内的蓄热介质，所述换热件设置在所述保温罐内，所述蓄热介质与光能集热器、空气能集热器或者地源能集热器中的一种或任几种连接。2.根据权利要求1所述的一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，其特征在于：所述光能集热器、所述空气能集热器和所述地源能集热器分别通过集热管连接到蓄热介质，所述集热管包括集热端和换热端，所述集热端位于所述保温罐外，用于获取光热、空气热或地源热，所述换热端位于所述保温罐内，所述集热管内的集热介质在集热端和换热端循环，将热能传递给蓄热介质，蓄热介质通过换热件将储存的能量传递给二氧化碳。3.根据权利要求1所述的一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，其特征在于：经过室内换热器的低温二氧化碳通过所述换热件后，与蓄热介质换热，使二氧化碳处于较高的蒸发温度，再经过二氧化碳压缩机压缩之后进入室内换热器进行制热，从而使整个系统在冬季具有较高的制热系数。4.根据权利要求2所述的一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，其特征在于：所述集热管内的集热介质是乙二醇；所述蓄热介质是相变储能材料；所述室内换热器的管路上设置有电子膨胀阀，所述相变储能装置的管路上设置有电子膨胀阀。5.根据权利要求1所述的一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，其特征在于：所述光能集热器是太阳能板；所述空气能集热器是由铜管和翅片构成的换热器；所述地源能集热器是能够流通二氧化碳的地埋管。6.根据权利要求1所述的一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，其特征在于：所述二氧化碳压缩机和储液罐设置在一个机柜内。7.根据权利要求1所述的一种单级亚临界二氧化碳热泵系统，其特征在于：所述室内换热器还与储液罐连接，所述储液罐与闪蒸换热器连接，所述闪蒸换热器的另一端与所述二氧化碳压缩机的吸气端连接，所述闪蒸换热器的管道上设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨建国，周成君，谢伟波，王全江，康建慧，张继龙，赵辉，郝立煊，毛同芹，曹文婕，晁海英，李九江，曾献廷，李军赠，杨世恒，
申请(专利权)人：北京市京科伦工程设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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