CO2空气源热泵机组的制作方法

本实用新型属于热泵热水机技术领域，更详细地说涉及一种能够同时实现高温供水和高温回水的CO₂空气源热泵机组，以实现热泵机组的高能效。

背景技术：

随着节能和绿色环保问题日益成为世界关注的焦点，安全环保的采暖设备和热水器更能迎合市场的需要。CO₂空气源热泵机组采用天然工质CO₂作为制冷剂，兼具制暖和提供热水的双重功效，消耗电能，将储存在空气中的无法直接利用的低品位能源变成了可以直接利用的高品位能源，是一项极具前途和值得推广的技术。

空气源，又称空气能，即空气中所蕴含的低品位热能。空气源热泵热水器实质上是利用逆卡诺循环的制冷原理工作原理，它通过从周围环境中获取低品位热能，经过电力做工提升温度后输出到冷凝端，产生可被人们所用的较高品位热能的设备。采用制冷剂的能量传递特点，让制冷剂压缩机的作用下循环工作，不断地在蒸发器中被蒸发而吸收空气(或水)中的热能，同时又不断地在冷凝器中释放热量从而使制冷剂循环工作，最大程度地减少热传递所需的用电量，达到高效节能的目的。

空气源热泵是利用空气中的热量作为低温热源，经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换，然后通过循环系统，提取或释放热能，利用机组循环系统将能量转移到建筑物内，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求。二氧化碳空气源热泵是以二氧化碳为冷媒的空气源热泵。

空气源热泵应用在供暖系统中，氟系列机组做不到高温供水，二氧化碳机组做不到高温回水，即空气源热泵不能同时实现高温供水和高温回水，满足不了散热器的实际需求温度，这是空气源热泵目前存在的弊病。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种CO₂空气源热泵机组，以解决上述背景技术中提出的空气源热泵不能同时实现高温供水和高温回水的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种CO₂空气源热泵机组，包括CO₂冷媒循环单元、水循环单元和水加热热交换器，所述CO₂冷媒循环单元的热量通过所述水加热热交换器传输至所述水循环单元；

所述CO₂冷媒循环单元包括压缩机和膨胀阀，所述压缩机与所述膨胀阀之间通过冷媒循环管路连接成串联回路，所述压缩机的出口和所述膨胀阀的入口间的冷媒循环管路穿过所述水加热热交换器进行放热；

所述水循环单元包括热泵机组向用户供水的供水端和从用户返回热泵机组的回水端；所述回水端和所述供水端之间通过水循环管路连通；由所述回水端流至所述供水端的循环水流经所述水加热热交换器进行吸热；

所述回水端和所述水加热热交换器之间的水循环管路上设置有分温装置，所述分温装置和所述供水端之间设有高温回水管。

设置分温装置，实现了CO₂空气源热泵机组高温出水的同时能够高温回水，提高整个热泵机组的能效，热泵机组能耗降低，具有很高的推广价值。

进一步地，所述分温装置和所述水加热热交换器之间的水循环管路为低温回水管。

进一步地，所述分温装置为二级换热器；所述分温装置包括超高温换热器、超低温换热器和分流器，所述超高温换热器和所述超低温换热器并联后与所述分流器串联。

进一步地，所述膨胀阀的出口和所述压缩机的入口间的冷媒循环管路上设置有蒸发器。

为了提高冷媒循环的换热效率，热泵机组还包括风机，所述风机向所述蒸发器周围吹送空气。

进一步地，所述供水端的供水温度为70度。

进一步地，所述回水端的回水温度为50度。

进一步地，所述高温回水管内的水温为70度。

进一步地，所述低温回水管内的水温为30～40度。

为了保证水循环管路的寿命，所述水循环管路涂有内防腐层。

本实用新型的有益效果为：

(1)设置分温装置，二氧化碳空气源热泵机组同时实现高温供水和高温回水，提高整个热泵机组的能效，热泵机组能耗降低；

(2)通过二级换热器实现分温，简单易行；

(3)产品结构简单、紧凑；

(4)系统稳定性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型CO₂空气源热泵机组的结构示意图；

图2是分温装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种CO₂空气源热泵机组，包括CO₂冷媒循环单元、水循环单元和水加热热交换器，所述CO₂冷媒循环单元的热量通过所述水加热热交换器传输至所述水循环单元；

所述CO₂冷媒循环单元包括压缩机和膨胀阀，所述压缩机与所述膨胀阀之间通过冷媒循环管路连接成串联回路，所述压缩机的出口和所述膨胀阀的入口间的冷媒循环管路穿过所述水加热热交换器进行放热；

所述水循环单元包括热泵机组向用户供水的供水端和从用户返回热泵机组的回水端；所述回水端和所述供水端之间通过水循环管路连通；由所述回水端流至所述供水端的循环水流经所述水加热热交换器进行吸热；

所述回水端和所述水加热热交换器之间的水循环管路上设置有分温装置，所述分温装置和所述供水端之间设有高温回水管。

设置分温装置，实现了CO₂空气源热泵机组高温供水的同时能够高温回水，提高整个热泵机组的能效，热泵机组能耗降低，具有很高的推广价值。

作为改进，所述分温装置和所述水加热热交换器之间的水循环管路为低温回水管。

如图2所示，所述分温装置为二级换热器；所述分温装置包括超高温换热器、超低温换热器和分流器，所述超高温换热器和所述超低温换热器并联后与所述分流器串联。

作为改进，所述膨胀阀的出口和所述压缩机的入口间的冷媒循环管路上设置有蒸发器。

为了提高冷媒循环的换热效率，热泵机组还包括风机，所述风机向所述蒸发器周围吹送空气。

首先，压缩机将CO₂冷媒进行压缩，压缩后形成高温高压CO₂气体，高温高压的CO₂气体在水加热热交换器进行热量交换，放热后的CO₂气体到达膨胀阀，经过膨胀阀节流降压，再到蒸发器吸收空气热量，继而再回到压缩机，完成一个冷媒循环；

同时，水循环管路中的循环水，在水加热热交换器进行热量交换，吸收热量后被加热的循环水由供水端输送至用户，经用户端放热后的循环水从回水端返回热泵机组进行再加热。

实施例1：

在高温回水的末端另外增加一套分温装置，将回水温度改变为两个温度的回水，低温回水进入低温回水管，到二氧化碳回水端；高温回水提到与供水等同的出水温度，直接并联入供水端。

实施例2：

在高温回水的末端另外增加一套分温装置，所述分温装置为二级换热器；所述分温装置包括超高温换热器、超低温换热器和分流器，所述超高温换热器和所述超低温换热器并联后与所述分流器串联。回水经过二级换热器后温度改变为两个温度，高温回水提到与供水等同的出水温度，由分流器分流后高温回水直接并联入供水端；低温回水进入低温回水管，到二氧化碳回水端。

实施例3：

在高温回水的末端另外增加一套分温装置，所述分温装置为二级换热器，回水经过二级换热器后温度改变为两个温度，低温回水进入低温回水管，到二氧化碳回水端；高温回水提到与供水等同的出水温度，直接并联入供水端。

为了提高冷媒循环的换热效率，热泵机组还包括风机，所述风机向所述蒸发器周围吹送空气。

实施例4：

在高温回水的末端另外增加一套分温装置，所述分温装置为二级换热器，回水经过二级换热器后温度改变为两个温度，低温回水进入低温回水管，到二氧化碳回水端；高温回水提到与供水等同的出水温度，直接并联入供水端。

为了提高冷媒循环的换热效率，热泵机组还包括风机，所述风机向所述蒸发器周围吹送空气。

所述供水端的供水温度为70度；所述回水端的回水温度为50度，分温装置将回水端的回水温度分成70度高温回水和30～40度低温回水。

未设置分温装置时，CO₂空气源热泵机组为高温出水，一般情况下，供水温度在65～70度，用户端使用后循环水温降至30～40度返回热泵机组；在设置分温装置后，供水温度70度，回水温度50度，实现了高温回水；并通过分温装置将回水温度改变为两个温度的回水，并入供水端的高温回水管内的回水温度为70度，返回机组的低温回水管内的回水温度为30～40度。

实施例5：

在高温回水的末端另外增加一套分温装置，所述分温装置为二级换热器，回水经过二级换热器后温度改变为两个温度，低温回水进入低温回水管，到二氧化碳回水端；高温回水提到与供水等同的出水温度，直接并联入供水端。

为了提高冷媒循环的换热效率，热泵机组还包括风机，所述风机向所述蒸发器周围吹送空气。

所述供水端的供水温度为70度；所述回水端的回水温度为50度，分温装置将回水端的回水温度分成70度高温回水和30～40度低温回水。

本实施方式中，为了延长水循环管路的寿命，所述水循环管路内壁涂有内防腐层。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。