本发明涉及一种热泵机组，具体涉及一种可用于采暖的高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统。
背景技术：
co2在常温常压下为无色无味的气体，其三相温度点tep＝-56.6℃，其三相压力点ptp＝0.518mpa，其临界温度tc＝31.1℃，其临界压力pc＝7.38mpa。co2作为制冷剂使用，对环境非常友好，其臭氧破坏潜值odp＝0，温室气体效应值gwp＝1。co2相比于传统的制冷剂，并具有以下5大优势：(1)具有良好的安全性与化学稳定性；(2)单位容积制冷量较高，制冷设备尺寸较小；(3)具有优良的流动特性，其动力粘度较低，设备的压降较小；(4)具有优良的传热特性，其导热系数较大，换热效果较好；(5)其压缩比低于普通的制冷剂，压缩机容积效率较高。
目前，co2作为制冷剂主要应用在co2热泵热水器这类设备中。如附图1所示该类设备的示意图，包括co2压缩机a、冷却器b(水侧换热器)、节流部件c和蒸发器d(风侧换热器)，热水末端通过管道与冷却器b连接。由于其可很容易获得较高温度的热水，因而在各类热水需求市场具有较大优势。但该类co2热泵热水器并不能作为采暖系统的热源使用，因co2的临界温度较低(31.1℃)，而暖气片采暖用水通常都在50℃以上，即使采取过冷技术手段，其回水温度也在40度以上，作为co2热泵的进水无法满足工作温度要求。
由于co2的三相点较低，因而可取得较低的蒸发温度，但要获得低蒸发温度，则必须工作在亚临界状态下才有较好的经济性。因此必须降低高压压力，亦即降低冷却温度。针对此种需要，有学者提出了用复迭式制冷来解决这一问题。如附2所示现有复迭式co2热泵系统的示意图，包括co2压缩机a’、冷却-过冷器b’、节流部件c’、低温蒸发器d’、nh3压缩机e’、节流部件f’和高温蒸发器g’。co2压缩机a’、冷却-过冷器b’、节流部件c’和低温蒸发器d’依次首尾连接构成co2循环回路，nh3压缩机、冷却-过冷器b’、节流部件f’和高温蒸发器g’依次首尾连接构成nh3循环回路。该类设备虽然对降低冷却温度具有一定的作用，但其只适合需要低温的场合，并不适用于co2热泵热水器，同样无法满足采暖系统的使用要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统，其具有结构简单、实现容易、系统紧凑、设备体积小的优点，采用本发明可将再冷余热进行回收利用，而无需增设冷源，使co2热泵系统的进水温度提升到50℃以上仍可正常工作，可完全满足采暖系统的使用需求。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统，包括co2压缩机、r410a压缩机、冷却器、再冷器、风侧换热器、第一节流部件和第二节流部件，所述co2压缩机、冷却器中的第一通道、再冷器中的第一通道、第一节流部件和风侧换热器中的第一通道依次首尾连接构成co2循环回路；所述r410a压缩机、风侧换热器中的第二通道、第二节流部件、再冷器中的第二通道依次首尾连接构成r410a循环回路。
进一步的，本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统，所述风侧换热器包括并排布置的第一换热板、第二换热板和第三换热板，其中，第一换热板和第二换热板分别处于第三换热板的外侧和内侧；所述风侧换热器中的第一通道由第一换热板和第二换热板串接构成，所述风侧换热器中的第二通道为第三换热板中的通道。
进一步的，本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统，所述风侧换热器包括并排布置的第一换热板、第二换热板和第三换热板，其中，第三换热板处于第一换热板的外侧，第二换热板处于第一换热板的内侧；所述风侧换热器中的第一通道由第一换热板和第二换热板串接构成，所述风侧换热器中的第二通道为第三换热板中的通道。
本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置co2压缩机、r410a压缩机、冷却器、再冷器、风侧换热器、第一节流部件和第二节流部件，让co2压缩机、冷却器中的第一通道、再冷器中的第一通道、第一节流部件和风侧换热器中的第一通道依次首尾连接构成co2循环回路；让r410a压缩机、风侧换热器中的第二通道、第二节流部件、再冷器中的第二通道依次首尾连接构成r410a循环回路。由此就构成了一种结构简单、实现容易、系统紧凑、设备体积小的复迭式二氧化碳热泵系统。在实际应用中，让热水末端通过管道与冷却器连接构成热水循环回路，通过co2循环回路在冷却器处与热水循环回路进行热交换，即可为热水末端提供热水使用需求。co2循环回路在再冷器处和风侧换热器处与r410a循环回路进行热交换，其中，再冷器中的第一通道作为co2循环回路中的冷凝器，再冷器中的第二通道作为r410a循环回路中的蒸发器；而风侧换热器中的第一通道作为co2循环回路中的蒸发器，风侧换热器中的第二通道作为r410a循环回路中的冷凝器。这一结构设置不但在再冷器处可对co2循环回路中的制冷剂(co2)进行有效降温冷却处理，使其达到工作温度要求，而且在风侧换热器处实现了再冷余热的回收利用，降低了系统的整体能耗。同时，还可改善风侧换热器的结霜情况，有利于缩短化霜时间、降低化霜能耗，提高化霜效果。可完全满足采暖系统的使用需求。
下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统作进一步详细说明：
附图说明
图1为现有技术中二氧化碳热泵系统的结构示意图；
图2为现有技术中复迭式二氧化碳热泵系统的结构示意图；
图3为本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统的结构示意图；
图4为本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统中蒸发冷凝器第一种结构的示意图；
图5为本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统中蒸发冷凝器第一种结构的示意图。
具体实施方式
如图3至图5所示本发明一种高进水温度的复迭式二氧化碳热泵系统的具体实施方式，包括co2压缩机1、r410a压缩机2、冷却器3、再冷器4、风侧换热器5、第一节流部件6和第二节流部件7。让co2压缩机1、冷却器3中的第一通道、再冷器4中的第一通道、第一节流部件6和风侧换热器5中的第一通道依次首尾连接构成co2循环回路。让r410a压缩机2、风侧换热器5中的第二通道、第二节流部件7、再冷器4中的第二通道依次首尾连接构成r410a循环回路。
通过以上设置就构成了一种结构简单、实现容易、系统紧凑、设备体积小的复迭式二氧化碳热泵系统。在实际应用中，让热水末端通过管道与冷却器3连接构成热水循环回路，通过co2循环回路在冷却器3处与热水循环回路进行热交换，即可为热水末端提供热水使用需求。co2循环回路在再冷器4处和风侧换热器5处与r410a循环回路进行热交换，其中，再冷器4中的第一通道作为co2循环回路中的冷凝器，再冷器4中的第二通道作为r410a循环回路中的蒸发器；而风侧换热器5中的第一通道作为co2循环回路中的蒸发器，风侧换热器5中的第二通道作为r410a循环回路中的冷凝器。这一结构设置不但在再冷器4处可对co2循环回路中的制冷剂(co2)进行有效降温冷却处理，使其达到工作温度要求，而且在风侧换热器5处实现了再冷余热的回收利用，降低了系统的整体能耗。同时，还可改善风侧换热器5的结霜情况，有利于缩短化霜时间、降低化霜能耗，提高化霜效果。本发明可完全满足采暖系统的使用要求，即使采暖回水温度在50℃以上，通过r410a循环回路在再冷器4处的降温冷却处理，可以很容易地使co2循环回路中的制冷剂(co2)达到工作温度要求，实现了二氧化碳热泵系统高进水温度的技术目的，拓展的其应用范围，增强了实用性。需要说明的是，r410a循环回路中的制冷剂并不限于r410a，这里只为表述方便进行的描述，还可使用其他等同性质的制冷剂。
作为具体实施方式，本发明提供了两种结构类型的风侧换热器5。如图4所示第一种结构的风侧换热器5，其具体包括并排布置的第一换热板51、第二换热板52和第三换热板53，其中，让第一换热板51和第二换热板52分别处于第三换热板53的外侧和内侧。让第一换热板51和第二换热板52串接构成风侧换热器5中的第一通道，而风侧换热器5中的第二通道由第三换热板53中的通道构成。这一结构类型的风侧换热器5可使第三换热板53与第一换热板51和第二换热板52的换热更为充分，实现了再冷余热回收利用的最大化。
如图5所示第二种结构的风侧换热器5，其具体包括并排布置的第一换热板51’、第二换热板52’和第三换热板53’，其中，让第三换热板53’处于第一换热板51’的外侧，让第二换热板52’处于第一换热板51’的内侧。让第一换热板51’和第二换热板52’串接构成风侧换热器5中的第一通道，而风侧换热器5中的第二通道由第三换热板53’中的通道构成。这一结构类型的风侧换热器5在实现再冷余热回收利用的基础上，更有利于化霜处理，从而保证了系统的稳定性和整体性能。
以上实施例仅是对本发明优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行的限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。