[发明专利]二氧化碳热泵过冷水制冰联产装置

说明书

本发明涉及二氧化碳热泵过冷水制冰联产装置，包括空气压缩机、冷却换热器、热水储存器、包括回热器、空气源蒸发器和储液器，空气压缩机将压缩形成的气体通过管道输送至冷却换热器中，热水储存器将其存储中的水通过管道输送至冷却换热器中与高温高压气体进行热交换后形成中温高压气体，冷却换热器将热交换后的中温高压气体通过管道输送至回热器中进行热交换形成低温高压气体，回热器将低温高压气体通过管道输送至空气源蒸发器中进行蒸发换热形成亚临界气液两相流，再通过管道进入储液器进行气液分离，分离后的气态气体通过管道回流至加热器中与中温高压气体进行热交换。上述联产装置实现能源综合利用、一机多用，具有节能环保高效的优点。

技术领域

本发明涉及一种节能环保装置，尤其是一种二氧化碳热泵过冷水制冰联产装置。

背景技术

热泵热水系统主要提供家庭生活热水、冬季采暖热水以及工业加热用热水，目前广泛应用于日常生活及工业生产的各个领域，是国家煤改电及环保计划的重要支柱产品。

传统的热泵热水系统目前主要采用环保型HFC类氟利昂制冷剂，主要包括R134A、R125、R32、R407C、R410A(R22的替代制冷剂)、R152等，臭氧层破坏系数(ODP)为0，但是气候变暖潜能值(GWP)很高。在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限，在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体，欧盟F-气体法规制定了一系列降低HFCs制冷剂数量的措施和时间表，并针对欧洲市场制冷空调新设备和设备维护颁布了HFCs制冷剂的使用禁令。由此，法规条款和HFC制造商配额对市场发展造成了极大的约束力，未来预期的对氟利昂类制冷剂GWP值的要求应低于150，目前可知的的碳氢类(可燃A3)制冷剂GWP值都在20以下、氨制冷剂GWP值为0和二氧化碳(二氧化碳)制冷剂GWP只有1，所以这些制冷剂产品已经在某些应用领域大幅推广，设备技术不断更新。但是，碳氢和氨的使用条件必须在安全标准中进行详细规定，并且使用的限制条件较多,氟利昂类制冷剂由于其高的GWP值将面临逐步淘汰或替换为更符合环保要求的新型制冷剂。

传统的热泵系统，在蒸发器侧一般采用空气源、水源或者其他低品位能源来实现制冷剂的蒸发吸热转换，蒸发器从空气或者其他冷却介质中吸取热量以蒸发制冷剂，制冷剂蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水，冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复，蒸发器侧的“冷能”完全是没有被利用而消耗掉的，不能实现能源的最大利用。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种能源综合利用、一机多用且节能环保高效的二氧化碳热泵过冷水制冰联产装置。

为解决上述技术问题，提供一种二氧化碳热泵过冷水制冰联产装置，包括空气压缩机、冷却换热器和热水储存器，还包括回热器、空气源蒸发器和储液器，所述空气压缩机将压缩形成的高温高压气体通过管道输送至所述冷却换热器中，所述冷却换热器与所述热水储存器通过管道连接，所述热水储存器将其存储中的水通过管道输送至所述冷却换热器中与高温高压气体进行热交换后形成中温高压气体，所述冷却换热器将热交换后的中温高压气体通过管道输送至所述回热器中进行热交换形成低温高压气体，所述回热器将低温高压气体通过管道输送至所述空气源蒸发器中进行蒸发换热形成亚临界气液两相流，亚临界气液两相流通过管道进入所述储液器进行气液分离，分离后的气态气体通过管道回流至所述加热器中与所述中温高压气体进行热交换。

在上述本发明二氧化碳热泵过冷水制冰联产装置中，在所述热水储存器将其储存的水输送至所述冷却换热器的管道上依次设有一第一截止阀、第一水泵和第二截止阀；在所述冷却换热器将换热后的热水输送至所述热水储存器中的管道上设有一第三截止阀。