[实用新型]带有自限温电热带的跨临界CO2热泵空调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种跨临界CO₂热泵空调，尤其是一种采用自限温电热带的跨临界CO₂热泵空调系统。

背景技术

自限温电热带的核心发热元件是具有正温度系数(PTC)特性的高分子自控导电塑料，其由塑料加导电碳粒构成,当给平行母线通电时,碳粒就在两条平行母线间形成回路。在伴热线内，两条平行母线之间的电流随温度而变化。当伴热线周围的温度下降时，导电塑料产生多段分子的收缩而使碳粒连接形成电路，其内电流使伴热线发热。当温度升高时，导电塑料产生微分子的膨胀，碳粒逐渐分开而使电路中断，电阻上升，伴热线就会自动减少功率输出。自限温电电热带在各个区段能即时调整功率，自动跟踪按需供热，使管温处处、时时均匀同步，无过热点也无过低点。此外，自限温电热带的特点是在低温时输出功率最大（一般产品的标称功率为几十到上百瓦），而当稳态（在维持温度点）时，其功率输出接近于零。

自限温电热带广泛用于石油、化工、机械、航空、航天、军工、电力、食品(保鲜设备、生物发酵)、船舶、建筑(地热)、医药(制药和保健品)。海上平台、铁路机车、消防城建、涂料业、纸浆及纸制品、公用事业设备等领域外。在近年新兴的太阳能领域中起到冬季防止冻堵保证太阳能一年四季正常使用。

挪威NTNU—SINTEF实验室关于二氧化碳热泵热水器试验表明：在供热量一定的情况下，系统的制热系数（气体冷却器散热量与压缩机的输入功之比）随蒸发温度的上升而提高。蒸发温度不宜过低，当蒸发温度为0℃，热水从60℃上升到80℃时，制热COP相应从4.3降至3.6。此外，在蒸发温度一定的情况下，随着供热温度需求的升高，制热系数下降。

因此，需要将节能环保的自限温电热带应用于跨临界CO₂热泵循环中，同时将其用于储水箱的保温中，用于能够改善跨临界CO₂热泵循环的整体性能，提高系统的制热系数。

发明内容

本实用新型是要提供一种带有自限温电热带的跨临界CO₂热泵空调系统，将自限温电热带应用于跨临界二氧化碳热泵空调系统中，从而提高系统性能，节约能源，节省空间，使之成为集热泵空调、热水器于一体的环保节能、结构紧凑的跨临界CO₂热泵空调系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种带有自限温电热带的跨临界CO₂热泵空调系统，由跨临界CO₂热泵循环系统、冬季热水循环回路和夏季热水循环回路组成，其特点是：跨临界CO₂热泵循环系统包括CO₂压缩机、第一，二四通阀、室内换热器、节流阀、室外换热器、 储液器，CO₂压缩机经第一四通阀后连接室内换热器或夏季连接室外换热器，第二四通阀，节流阀，室外换热器或夏季连接室内换热器，储液器形成循环回路；冬季热水循环回路和夏季热水循环回路包括室，内外换热器，第一，二三通阀，截止阀、水泵、贮水箱，冬季贮水箱中的水经水泵、截止阀、第一三通阀、室内换热器、第二三通阀流回水箱，形成一个加热水循环回路，贮水箱另一侧则分别补给冷水及向用户提供所需供暖、生活热水。夏季贮水箱中的水经水泵、截止阀、第一三通阀、室外换热器、第二三通阀流回水箱，形成一个加热水循环回路，贮水箱另一侧则分别补给冷水及向用户提供所需的生活热水。

贮水箱的箱体外侧敷设自限温电热带。室外换热器的进水管外部敷设自限温电热带。贮水箱和室外换热器内分别设有温度传感器的感应触头，温度传感器信号输出端经温控器连接自限温电热带。

本实用新型的有益效果是；本发明采用自限温电热带应用在系统的两个部分，一部分是将电热带敷设在贮水箱的外部，另一部则是将电热带敷设在室外换热器的水循环进水管管路外侧。

室外换热器（冬季为蒸发器）冷冻水管外侧的自限温电热带，使跨临界CO₂热泵系统冬季运行时冷冻水保持蒸发所需的温度，保证系统运行的高效；冬季室外恶劣工况下可以防止蒸发器循环水的冰冻。在室外换热器冷冻水外侧敷设自限温电热带，一方面使蒸发温度维持在最佳状态，防止制热系数的下降，另一方面也使系统可以满足用户较高的温度要求，而不至效率下降，从整体上提高了系统的运行效率。此外，寒冷地区冬季室外温度低于0℃，水的冰点为0℃，在室外换热器冷冻水管外侧敷设自限温电热带，防止了冷冻水的结冰现象，保证了此系统在冬季严寒地区也能够正常使用。