[实用新型]一种采用电磁式压缩膨胀一体机的CO2热泵系统

说明书

本实用新型公开了一种采用电磁式压缩膨胀一体机的CO₂热泵系统。本实用新型蒸发器出口依次连接气液分离器、电磁式压缩膨胀一体机压缩腔制冷剂入口，电磁式压缩膨胀一体机压缩腔制冷剂出口连接气体冷却器入口，气体冷却器出口分别连接电磁式压缩膨胀一体机的膨胀腔入口和节流阀入口，节流阀出口连接蒸发器入口，电磁式压缩膨胀一体机的膨胀腔出口连接蒸发器入口。本实用新型降低了单一节流过程带来的压损，采用电磁式压缩膨胀一体机代替传统CO₂压缩机，将回收的膨胀功直接用于压缩过程，提高了热泵系统效率和压缩机运行的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及CO₂热泵领域，更具体的说，是涉及一种采用电磁式压缩膨胀一体机的CO₂热泵系统。

背景技术

CO₂ 具有环保、良好的安全性、压缩比低、在超临界状态下具有优越的流动传热性能等诸多特性，非常适用于热泵系统；但对于高压、大压差的CO₂ 压缩机，伴随压缩过程会导致材料和零件变形、摩擦增大，严重时甚至造成部件损伤而无法正常工作，引起工质泄漏；并且目前传统热泵系统中直接采用节流阀来节流气体冷却器流出的CO₂ 制冷剂，较大的压损会造成能量的大量浪费，使得系统运行能效降低30%。因此如何减小压缩机的摩擦和运动部件损伤，减小节流降压带来的能量损失是一个急需解决的重要问题。

一般的CO₂热泵系统，采用节流阀完成CO₂制冷剂的节流降压过程，采用加润滑油的方式减小压缩机内运动部件的摩擦；流程为出蒸发器的CO₂ 制冷剂进入压缩机进行压缩，压缩前后压差较大，且压缩结束时CO₂制冷剂压力较高，因此压缩机的摩擦损耗较高，密封性和运行安全稳定性都有待提高，出压缩机的CO₂制冷剂进入气体冷却器进行冷却，之后流经节流阀进行节流降压，节流降压后的CO₂工质以气液两相的状态进入气液分离器，经分离后的气体部分进入压缩机进行压缩过程，液体部分重新进入蒸发器进行制冷过程。综上所述传统CO₂热泵系统面临压缩机摩擦严重，部件易损伤，节流压损大等问题，还需要改进。

实用新型内容

针对上述系统的不足，本实用新型提供了一种新的采用电磁式压缩膨胀一体机的CO₂热泵系统。

本实用新型提供了一种采用电磁式压缩膨胀一体机的CO₂热泵系统，蒸发器出口依次连接气液分离器、电磁式压缩膨胀一体机压缩腔制冷剂入口，电磁式压缩膨胀一体机压缩腔制冷剂出口连接气体冷却器入口，气体冷却器出口分别连接电磁式压缩膨胀一体机的膨胀腔制冷剂入口和节流阀入口，节流阀出口连接蒸发器入口，电磁式压缩膨胀一体机的膨胀腔制冷剂出口连接蒸发器入口。

电磁式压缩膨胀一体机两个腔体分别作为压缩腔和膨胀腔完成CO₂压缩与膨胀过程，膨胀过程产生的膨胀功直接用于CO₂压缩过程，压缩过程耗能不足部分由电磁驱动补充，且压缩膨胀一体机中的膨胀腔与节流阀并联一同完成制冷剂的降压过程；热泵运行时，CO₂制冷剂经气体冷却器分为两路，一路流入压缩膨胀一体机的膨胀腔，另一路流经节流阀进行节流降压，之后两路CO₂制冷剂汇合后流经蒸发器，气液分离器，经分离后的气体制冷剂进入压缩膨胀一体机的压缩腔进行压缩后进入气体冷却器，液体制冷剂重新回到蒸发器。

本实用新型的有益效果是：

1、直接将回收的膨胀功用于压缩过程中，提高了热泵系统的效率，还可以通过调整膨胀腔与节流阀并联两路的开闭，对热泵系统两种不同的降压方式进行比较。

2、采用了电磁式压缩膨胀一体机消除了由曲柄连杆引起的摩擦损失, 另外如果共振弹簧设计合理, 则由侧压力引起的摩擦损失小, 所以机械效率非常高, 只需少量或不需润滑油。