[发明专利]一种冷暖一体化二氧化碳热泵装置

说明书

本发明公开了一种冷暖一体化二氧化碳热泵装置，包括冷媒循环系统和热水循环系统，冷媒循环系统主要由二氧化碳压缩机、四通换向阀、室外风机、室外换热器、电子膨胀阀、室内机、电磁阀和水‑冷媒换热器等构成；热水循环系统主要由循环水泵、承压水箱、膨胀水箱、水‑水换热器和暖气片/地暖盘管等构成。本发明针对春夏秋冬不同天气条件，可采用热水+采暖、热水、采暖、热水＋制冷、空调制热、空调制冷六种运行模式，实现热水、供冷和供热三联供。此外，由于采用二氧化碳作为热泵工质，在较低的环境温度下，依然能维持较高的制热能力和较高的能效，所以本热泵装置具有高效、节能环保、结构紧凑、低成本运行的优点。

技术领域

本发明应用于边防哨所、补给站等无法集中制冷、供暖的边远地区，涉及一种既可高温环境下制冷、又可低温环境下制取生活热水与房间采暖的新型一体化二氧化碳(CO2)热泵装置。

背景技术

目前国内使用的热泵装置产品采用的是非二氧化碳工质，大多采用单台单相旋转式压缩机或涡旋式压缩机。大部分热泵装置采用循环加热方式，配置辅助电加热系统，在环境温度低于0℃后，启动辅助电加热，满足用户需求，但能效优势就不复存在，而且，在环境温度低于-7℃时，热泵系统禁止使用，如同单独的电热水器，基本无法满足用户的需求。

也有使用变频系统或是数码涡旋系统的，也只是让产品使用的环境温度再低一些，而在低温环境温度-12℃以下，能效和制热能力大幅衰减，不能正常使用。

而一些专门设计的热泵装置在夏季可制取不超过60℃的热水，当环境温度越低时，常规热泵装置的加热量越小，加热时间延长，能效比也会越低。从空气中的吸热量很少，已经无法靠热泵装置来制取热水。因此，常规热泵装置适宜于长江以南地区使用，而寒冷地区的冬季则无法使用，使用环境受到极大的限制。并且使用热泵型空调，在冬季环境温度低于-7℃，制取热水温度不超过45℃。

本发明提出了一种夏季制冷、冬季采暖和制取生活热水的一体化二氧化碳(CO2)热泵装置。该热泵装置针对春夏秋冬不同天气条件，可采用热水+采暖、热水、采暖、热水+制冷、空调制热、空调制冷六种运行模式，实现热水、供冷和供热三联供。此外，由于采用二氧化碳作为热泵(制冷)工质，在较低的环境温度下，依然能维持较高的制热能力和较高的能效，所以本热泵装置具有高效、节能环保、结构紧凑、低成本运行的优点。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冷暖一体化二氧化碳热泵装置，具有安全可靠、节能环保的设计理念，机组内部既有压缩制冷/制热循环系统，又有热水循环系统，使得压缩制冷、热水制热空调一体化，不占用摆放空间，室内温度控制更精确，且冬季制热运行成本降至最低。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种冷暖一体化二氧化碳热泵装置，包括冷媒循环系统和热水循环系统，所述冷媒循环系统包括二氧化碳压缩机、四通换向阀、室外风机、室外换热器、第一电子膨胀阀、室内机、第二电子膨胀阀、电磁阀和水-冷媒换热器；所述二氧化碳压缩机的低压管口与四通换向阀的第一端口相连，高压管口分别与四通换向阀的第二端口以及水-冷媒换热器相连，四通换向阀的第三端口与室外换热器相连，第四端口分别与室外换热器以及室内机相连；二氧化碳压缩机、水-冷媒换热器、电磁阀、第一电子膨胀阀和室外换热器构成第一冷媒循环系统；二氧化碳压缩机、水-冷媒换热器、电磁阀、第二电子膨胀阀和室内机构成第二冷媒循环系统；二氧化碳压缩机、室外换热器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和室内机构成第三冷媒循环系统；

所述热水循环系统包括第一循环水泵、承压水箱、膨胀水箱、第二循环水泵、水-水换热器、第三循环水泵和暖气片/地暖盘管；承压水箱、第一循环水泵、水-冷媒换热器构成第一水循环系统；承压水箱、水-水换热器和第二循环水泵构成第二水循环系统；水-水换热器、暖气片/地暖盘管和第三循环水泵构成第三水循环系统。