[实用新型]基于双气体冷却器的跨临界CO2空气源热泵系统

说明书

本实用新型涉及一种基于双气体冷却器的跨临界CO₂空气源热泵系统，包括跨临界CO₂压缩空气源热泵系统，其特征是：所述跨临界CO₂压缩空气源热泵系统与串联的高温级气体冷却器和低温级气体冷却器连接，构成跨临界CO₂空气源热泵的高温级供热水系统和低温级供暖及供热水系统。有益效果：本实用新型采用两个气体冷却器串联的方式，通过控制不同截止阀的开启，实现供高温热水、供低温热水和地暖供热的多功能组合；同时采用准二级压缩的循环形式能够有效避免普通热泵循环形式在寒冷地区效率较低的问题，采用旁通除霜能缓解空气源热泵在寒冷地区结霜现象，有效解决了空气源热泵在我国北方受环境限制和功能单一的技术难题。

技术领域

本实用新型属于建筑供热技术领域，尤其涉及一种基于双气体冷却器的跨临界CO₂空气源热泵系统。

背景技术

随着现代社会经济发展水平和物质生活条件的不断提高，化石能源的消耗速度大幅提升，尤其是在我国北方地区，供热和生活热水的获取还是主要依靠传统燃煤设备，这也导致了严重的环境污染问题。目前国家“煤改电”政策提出逐步取缔燃煤锅炉，空气源热泵技术以其优良的特性和节能潜力受到广泛关注。然而，现有的空气源热泵研究多集中于传统工质，传统工质是造成温室效应、臭氧层空洞等问题的主要原因，不符合我国可持续发展理念，因此自然工质CO₂成为空气源热泵制冷剂的热门选择。在跨临界CO₂热泵系统中，因其在气体冷却器中的巨大温度滑移，与制取高温热水完美匹配，具有公认的优良特性。但跨临界CO₂热泵系统本身由于较大的节流损失，导致其系统效率普遍偏低。

现有技术中，针对于跨临界CO₂热泵系统本身效率低的问题，主要的改进措施集中在改进系统形式，例如复叠式循环、双级压缩、增加过冷等方法，此外还有与其他系统进行耦合和采用混合工质等等。其中的部分技术虽然提高了系统性能，但是由于其系统结构复杂，额外增加了许多制造成本。同时跨临界CO₂热泵系统应用于我国北方时，需要考虑结霜问题，常用的加热除霜方式成本较高，对普通居民用户并不友好。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于双气体冷却器的跨临界CO₂空气源热泵系统，实现供高温热水、供低温热水和地暖供暖的多功能组合；能够保证CO₂热泵循环在寒冷地区的高效稳定运行，同时解决了冬季翅片管式换热器的结霜现象。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种基于双气体冷却器的跨临界CO₂空气源热泵系统，包括跨临界CO₂压缩空气源热泵系统，其特征是：所述跨临界CO₂压缩空气源热泵系统与串联的高温级气体冷却器和低温级气体冷却器连接，构成跨临界CO₂空气源热泵的高温级供热水系统和低温级供暖及供热水系统。

所述高温级供热水系统包括依次连接的高温级气体冷却器、第一水泵、第一蓄热水箱和高温级供热水截止阀构成高温级供热水回路。

所述低温级供暖及供热水系统包括低温级气体冷却器、第二水泵、供热水截止阀、第二蓄热水箱、低温级供暖截止阀和地暖管，所述低温级气体冷却器与第二水泵连接，所述低温级供暖截止阀和地暖管连接构成低温级供暖回路；所述供热水截止阀和第二蓄热水箱连接构成供热水回路，第二水泵分别通过供热水截止阀及低温级供暖截止阀与供热水回路和低温级供暖回路并联。

所述跨临界CO₂压缩空气源热泵系统的第一气液分离器分别与第一除霜截止阀和第二除霜截止阀并联，所述第二除霜截止阀与蒸发器构成除霜旁路，第一除霜截止阀与压缩机连接。

所述高温级供热水系统的第一蓄热水箱出水温度为50-60℃。

所述低温级供暖及供热水系统的第二蓄热水箱出水温度和地暖管供暖温度为40-45℃。