[发明专利]一种跨临界CO2热泵空调系统

说明书

本发明涉及一种跨临界CO₂热泵空调系统，包括压缩机、四通阀、热水气冷器、节流部件、室内冷风换热器、室外风冷换热器和储液罐，系统中第一三通阀第二端口和第二三通阀第二端口连通并形成第一共用输出端，第一三通阀第三端口和第二三通阀第三端口连通并形成第二共用输出端；室内冷风换热器的输出端与第一三通阀第一端口连接，室外风冷换热器的输出端与第二三通阀第一端口连接，第一共用输出端与压缩机相连，第二共用输出端与储液罐连接。系统中用两个三通阀来代替一个四通阀，在实现制热和制冷的转换过程中，每次只是一个三通阀独立工作，其中一路工质不影响到另一路工质，不会发生阀体泄漏的问题，提高了跨临界CO₂热泵空调系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及热泵及空调领域，特别是一种跨临界CO₂热泵空调系统。

背景技术

由于绿色环保天然制冷剂CO₂以其无毒、对臭氧层无破坏，不会产生温室效应，以及其良好的热力学性质等优点，再次受到制冷行业的重视。同时由于跨临界CO₂循环的放热过程处于超临界区，且在放热过程中存在温度滑移等特性，特别适用于热泵热水器系统。CO₂用于跨临界热泵热水机系统，具有常规热泵不具备的优势：环保和较强的制取热水能力。制取热水能力强是因为其在处于超临界的高温高压下放热具有明显的温度滑移，这一特点正适合将水加热到更高的问题。

对于跨临界CO₂热泵热水机系统而言，当系统运行过程中，系统产生的冷风白白吹到外部空间，没有使之发挥作用。而于此同时，家庭或公共场所又需要空调系统制取冷风。为此，如何在制取热水的同时将冷风充分利用起来，从而实现节能的目的是本发明所要解决的主要问题。

对于空调系统，一般需要实现制冷和制热的切换，在此过程中风冷换热器的进出口会发生改变，即原来的进口变为出口，原来的出口变为进口，这对于大中型空调系统而言，由于换热器结构尺寸较大，冷媒流动方向的改变对系统性能影响较大。同时针对以CO₂为冷媒的系统，由于CO₂的热物性受温度影响较大，冷媒流动方向的改变，也即进入换热器形式的改变，对系统性能均有较大的影响。虽然可以通过采用双四通阀可以实现进口和出口的不变，但其中一个四通换向阀由于平衡压力的变化，可能会导致阀体泄漏。

发明内容

本发明提供一种跨临界CO₂热泵空调系统，以解决上述热泵空调系统在制冷和制热的切换时，四通换向阀由于平衡压力的变化，导致阀体泄漏的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种跨临界CO₂热泵空调系统，包括压缩机和四通阀，所述四通阀包括四通阀第一端口、四通阀第二端口、四通阀第三端口和四通阀第四端口，所述压缩机的排气口通过第一电磁阀与所述四通阀第一端口连接，所述四通阀第二端口与室外风冷换热器的输入端连接，所述四通阀第三端口通过节流部件与储液罐的输出端连接，所述四通阀第四端口与室内冷风换热器的输入端连接；所述压缩机的排气口通过第二电磁阀与热水气冷器的进气口连接，所述热水气冷器的排气口与所述储液罐的输入端连接，所述热水气冷器的冷水输入端和热水输出端通过管道与水箱连接，所述热水气冷器和所述水箱之间的管道上连接有循环水泵；所述跨临界CO₂热泵空调系统还包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀包括第一三通阀第一端口、第一三通阀第二端口和第一三通阀第三端口，所述第二三通阀包括第二三通阀第一端口、第二三通阀第二端口和第二三通阀第三端口；所述第一三通阀第二端口和所述第二三通阀第二端口连通并形成第一共用输出端，所述第一三通阀第三端口和所述第二三通阀第三端口连通并形成第二共用输出端；所述室内冷风换热器的输出端与第一三通阀第一端口连接，所述室外风冷换热器的输出端与第二三通阀第一端口连接，所述第一共用输出端与所述压缩机的进气口相连，所述第二共用输出端与所述储液罐的输入端连接。