[发明专利]一种跨临界CO2热泵机组及其控制方法

权利要求书

1.一种跨临界CO₂热泵机组，其特征在于，包括第一压缩机(1)、第二压缩机(2)、气体冷却器(3)、一级回热器(4)、经济器(5)、第一电子膨胀阀(6)、蒸发器(7)、气液分离器(8)、二级回热器(9)、第一电动三通阀(10)、第二电动三通阀(11)、第二电子膨胀阀(12)、水泵(13)；

第二电动三通阀(11)包括t端口(14)、u端口(15)和v端口(16)三个端口；

第一电动三通阀(10)包括q端口(17)、r端口(18)和s端口(19)三个端口；

一级回热器(4)包括e端口(20)、f端口(21)、g端口(22)和h端口(23)四个端口；

经济器(5)包括i端口(24)、j端口(25)、k端口(26)和l端口(27)四个端口；

二级回热器(9)包括m端口(28)、n端口(29)、o端口(30)和p端口(31)四个端口；

气体冷却器(3)包括a端口(32)、b端口(33)、c端口(34)和d端口(35)四个端口；

第一压缩机(1)出气口连接第二压缩机(2)的进气口，第二压缩机(2)的出气口连接气体冷却器(3)的b端口(33)，b端口连通a端口，气体冷却器(3)的a端口(32)连接一级回热器(4)的e端口(20)，e端口连通h端口，一级回热器(4)的h端口(23)连接经济器(5)的j端口(25)，j端口连通k端口，经济器(5)的k端口(26)连接第一电子膨胀阀(6)的进口，第一电子膨胀阀(6)的出口连接蒸发器(7)的进口，蒸发器(7)的出口连接气液分离器(8)的进口，气液分离器(8)的气体出口连接二级回热器(9)的n端口(29)，n端口连通p端口，二级回热器(9)的p端口(31)连接第一电动三通阀(10)的r端口(18)，第一电动三通阀(10)的q端口(17)连接第一压缩机的进气口；经济器(5)的k端口(26)连接第二电子膨胀阀(12)的进口，第二电子膨胀阀(12)的出口连接经济器(5)的l端口(27)，l端口连通i端口，经济器(5)的i端口(24)连接一级回热器(4)的g端口(22)，g端口连通f端口，一级回热器(4)的f端口(21)连接第二电动三通阀的u端口(15)，第二电动三通阀的t端口(14)连接二压缩机(2)的进气口；经济器(5)的i端口(24)连接第二电动三通阀的v端口(16)；气液分离器(8)的气体出口连接第一电动三通阀(10)的s端口(19)；水泵(13)的出口连接气体冷却器(3)的c端口(34)，c端口连通作为热水出口的d端口。

2.根据权利要求1所述的一种跨临界CO₂热泵机组，其特征在于，所述一种跨临界CO2热泵机组采用临界CO₂工质，主路工质经过第一压缩机(6)压缩后，和来自第二电动三通阀的辅路工质混合后进入第二压缩机(2)，压缩后进入气体冷却器(3)被冷却，然后工质依次进入一级回热器(4)、二级回热器(9)和经济器(5)，然后工质分成两路，辅路工质经过第二电子膨胀阀(12)进行节流，然后依次通过经济器(5)和一级回热器(4)，接着经过第二电动三通阀(2)进入到第二压缩机(2)，主路工质经过第一电子膨胀阀(6)，然今进入蒸发器(7)蒸发吸热，然后依次通过气液分离器(8)、二级回热器(9)和第一电动三通阀(10)后，进入第一压缩机(1)。

3.根据权利要求1所述的一种跨临界CO₂热泵机组，其特征在于，第一电动三通阀(10)开启状态时，r端口(18)和q端口(17)连通，二级回热器工作；第一电动三通阀(10)关闭状态时，s端口(19)和q端口(17)连通，二级回热器不工作；

通过控制第一电动三通阀(10)的开关，控制二级回热器(9)是否工作，使第一压缩机(1)的进气口工质温度和气液分离器(8)出口工质的温度相差小于10℃。