[发明专利]一种二氧化碳热泵系统

说明书

本发明公开了一种二氧化碳热泵系统，包括气侧主回路,所述气侧主回路包括通过管路连接的压缩机、高压油分器、气体冷却器、回热器、节流装置、蒸发器，该二氧化碳热泵系统还包括高压回油回路，所述高压回油回路包括通过管路与高压油分器连接的第三电磁阀，第三电磁阀的出口分为两个并联支路，第一支路包括通过管路连接的第四电磁阀和第三毛细管，第二支路包括连接在第二支路管路上的换热器，两个并联支路共同汇至压缩机进口。本发明采用高压油分离器将制冷剂与冷冻油分离，使气体冷却器中含油量减少，可以提升换热效果，从而提升系统制热量和能效。

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及二氧化碳热泵。

背景技术

二氧化碳制冷剂作为第四代制冷剂具有环保、无毒、不燃的特点，二氧化碳热泵也具有高温出水、低环境温度下高效制热的特点，具有很好的市场前景。

目前各企业与机构都在相继推出相关产品，主要的技术路线如图1所示，主要采用传统的制热系统，虽然简单，但换热器因含有冷冻油，换热效果不理想；相关学者研究表明二氧化碳热泵系统应用回热器是视工况条件而定，有些工况下起正作用能增加系统能效，而在另一些工况下起负作用会降低系统能效，现有方案中要么不用回热器，要么一直应用回热器，系统能效并未达到最优。二氧化碳热泵系统停机静态压力高，特别高环境温度或高进水温度下，停机后系统低压侧压力会比较高，增加低压侧部件承压等级和制作成本。另外压缩机吸气口有时会在因系统控制或除霜控制不佳时会带液，这样直接影响压缩机的使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种可改善换热效果的二氧化碳热泵系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种二氧化碳热泵系统，包括气侧主回路,所述气侧主回路包括通过管路连接的压缩机、高压油分器、气体冷却器、回热器、节流装置、蒸发器，该二氧化碳热泵系统制热运行时，压缩机压缩制冷剂为高温高压气体并送入高压油分器，高压油分器将冷冻油分离出，制冷剂气体从高压油分器分离后进入气体冷却器换热后变成低温高压气体或液体，然后进入回热器，出回热器后再进入节流装置变成低压低温液体或气液两相，然后进入蒸发器变成低压过热气体，该二氧化碳热泵系统还包括高压回油回路，所述高压回油回路包括通过管路与高压油分器连接的第三电磁阀，第三电磁阀的出口分为两个并联支路，第一支路包括通过管路连接的第四电磁阀和第三毛细管，第二支路包括连接在第二支路管路上的换热器，两个并联支路共同汇至压缩机进口。

优选的，该二氧化碳热泵系统还包括水侧回路，所述水侧回路包括第一回路和第二回路，所述第一回路包括通过管路连接的第五电磁阀、水泵、调节阀，所述第二支路包括通过管路与水泵连接的第六电磁阀、第七电磁阀，所述第五电磁阀和第六电磁阀分别设于第一回路和第二回路的进口端来控制进水，所述调节阀与换热器进口连接，所述第七电磁阀和换热器与气体冷却器进口连接。

优选的，所述水侧回路包括两种工作状态：

(1)进水温度低时，第一回路运行，第二回路关闭，进水依次通过第五电磁阀、水泵、调节阀、换热器，在换热器中加热提高温度，最后进入气体冷却器；

(2)进水温度高时，第一回路关闭，第二回路运行，进水依次通过第六电磁阀、水泵、第七电磁阀，最后进入气体冷却器。

优选的，该二氧化碳热泵系统还包括在回热器出口和节流装置入口之间设置的缓冲装置，在系统停机时制冷剂暂存在缓冲装置中。

优选的，所述缓冲装置包括第八电磁阀和缓冲罐，系统停机时，第八电磁阀关，通过缓冲罐存储部分高压气体，系统开机时打开第八电磁阀。

优选的，该二氧化碳热泵系统还包括热气旁通回路，所述热气旁通回路包括通过管路连接在高压油分器与蒸发器之间的第一电磁阀和第一毛细管。

优选的，该二氧化碳热泵系统还包括热气补充回路，所述热气补充回路包括通过管路连接在高压油分器与压缩机之间的第二电磁阀和第二毛细管。