一种跨临界二氧化碳热泵循环系统的制作方法

本技术涉及热泵，尤其涉及一种跨临界二氧化碳热泵循环系统。

背景技术：

1、二氧化碳的临界温度接近环境温度，在热泵工况下非常容易进入跨临界循环。在跨临界状态下，压缩机的排气压力在临界压力之上，二氧化碳的放热过程没有冷凝液的产生，传统的高压换热器称之为气体冷却器，在气体冷却器二氧化碳的换热基本是通过显热的形式实现的，若经过显热换热后以超临界流体的状态直接进行节流则会导致节流过程的损失过大，节流后工质干度过大，系统循环效率过低。因此，往往在气体冷却器出口都要保证二氧化碳从超临界状态进入液态，以液态形式的二氧化碳进行节流，这就要保证要有温度足够低的热汇或外部冷源对热泵循环中的超临界二氧化碳进行冷却。超临界二氧化碳热泵系统由于其本身的排气温度很高，因此非常适合高温制热，在诸如采暖热水加热等应用场合，二氧化碳放热的热汇环境温度非常高，这就导致了二氧化碳没有可能在向热汇放热时实现从超临界状态转变为液态，因此还必须增加额外的外部冷却系统对二氧化碳进行冷却。采用外部冷却装置的跨临界二氧化碳热泵循环系统需要依靠外部设备对二氧化碳进行过冷，过冷的效果依赖于所配备的外部冷却设备的运行情况，在进行外部过冷时仍然具有较高温度的二氧化碳工质中的热量通过外部冷却系统白白释放到了环境中没有得到利用，另外外部冷却装置的使用也增大了跨临界二氧化碳热泵循环系统的成本，系统运行的稳定性也受到一定影响。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种跨临界二氧化碳热泵循环系统。

2、本实用新型提出的一种跨临界二氧化碳热泵循环系统，包括：压缩装置、二氧化碳冷却装置、二氧化碳过冷装置、第一节流装置和蒸发器；

3、二氧化碳过冷装置包括第一进口、第一出口、第二进口和第二出口；压缩装置的排气口与二氧化碳冷却装置的进口连通，二氧化碳冷却装置的出口与第一进口连通，第一出口分别与第一节流装置和第二节流装置的进口连通，第一节流装置的出口与蒸发器的进口连通，蒸发器的出口与压缩装置的进气口连通；第二进口与第一出口或第一节流装置的出口连通，第二出口与压缩装置的进气口连通。

4、进一步地，还包括第二节流装置，第二节流装置的进口与第一出口或第一节流装置的出口连通，第二节流装置的出口与第二进口连通。

5、可选地，压缩装置包括单个压缩机，压缩机的进口分别与第二出口和蒸发器的出口连通，第一压缩机的出口与二氧化碳冷却装置的进口连通。

6、可选地，压缩装置包括两个压缩机，其中一个压缩机的进口与第二出口连通，另一个压缩机的进口与蒸发器的出口连通，两个压缩机的出口均分别与二氧化碳冷却装置的进口连通。

7、本实用新型还提出了一种跨临界二氧化碳热泵循环系统，包括：压缩装置、二氧化碳冷却装置、二氧化碳过冷装置、第一节流装置、蒸发器和第二节流装置；

8、二氧化碳过冷装置包括第一进口、第一出口、第二进口和第二出口；压缩装置的排气口与二氧化碳冷却装置的进口连通，二氧化碳冷却装置的出口与第一进口连通，第一出口分别与第一节流装置和第二节流装置的进口连通，第一节流装置的出口与蒸发器的进口连通，蒸发器的出口与压缩装置的进气口连通；

9、第二节流装置的进口与二氧化碳冷却装置的出口连通，第二节流装置的出口与第二进口连通，第二出口与压缩装置的进气口连通。

10、可选地，压缩装置包括单个压缩机，压缩机的进口分别与第二出口和蒸发器的出口连通，第一压缩机的出口与二氧化碳冷却装置的进口连通。

11、可选地，压缩装置包括两个压缩机，其中一个压缩机的进口与第二出口连通，另一个压缩机的进口与蒸发器的出口连通，两个压缩机的出口均分别与二氧化碳冷却装置的进口连通。

12、本实用新型中，所提出的跨临界二氧化碳热泵循环系统，通过将循环过程中部分外部温度较低的二氧化碳由第一进口流至二氧化碳过冷装置中吸收热量并由第二出口排出，可将原本会通过额外的外部冷却装置白白散失的热量又重新会回到了系统中，且进行外部冷却的二氧化碳与蒸发器排出的二氧化碳进行混合还可以提高压缩装置中压缩机的平均吸气压力与系统循环的二氧化碳工质流量，既可以提高系统循环率又提高了系统制热量，减少了外部冷却设备的运行成本。

技术特征：

1.一种跨临界二氧化碳热泵循环系统，其特征在于，包括：压缩装置(1)、二氧化碳冷却装置(2)、二氧化碳过冷装置(3)、第一节流装置(4)和蒸发器(5)；

2.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳热泵循环系统，其特征在于，还包括第二节流装置(6)，第二节流装置(6)的进口与第一出口或第一节流装置(4)的出口连通，第二节流装置(6)的出口与第二进口连通。

3.根据权利要求1或2所述的跨临界二氧化碳热泵循环系统，其特征在于，压缩装置(1)包括单个压缩机，压缩机的进口分别与第二出口和蒸发器(5)的出口连通，第一压缩机的出口与二氧化碳冷却装置(2)的进口连通。

4.根据权利要求1或2所述的跨临界二氧化碳热泵循环系统，其特征在于，压缩装置(1)包括两个压缩机，其中一个压缩机的进口与第二出口连通，另一个压缩机的进口与蒸发器(5)的出口连通，两个压缩机的出口均分别与二氧化碳冷却装置(2)的进口连通。

5.一种跨临界二氧化碳热泵循环系统，其特征在于，包括：压缩装置(1)、二氧化碳冷却装置(2)、二氧化碳过冷装置(3)、第一节流装置(4)、蒸发器(5)和第二节流装置(6)；

6.根据权利要求5所述的跨临界二氧化碳热泵循环系统，其特征在于，压缩装置(1)包括单个压缩机，压缩机的进口分别与第二出口和蒸发器(5)的出口连通，第一压缩机的出口与二氧化碳冷却装置(2)的进口连通。

7.根据权利要求5所述的跨临界二氧化碳热泵循环系统，其特征在于，压缩装置(1)包括两个压缩机，其中一个压缩机的进口与第二出口连通，另一个压缩机的进口与蒸发器(5)的出口连通，两个压缩机的出口均分别与二氧化碳冷却装置(2)的进口连通。

技术总结
本技术公开了一种跨临界二氧化碳热泵循环系统，包括：压缩装置、二氧化碳冷却装置、二氧化碳过冷装置、第一节流装置和蒸发器；二氧化碳过冷装置包括第一进口、第一出口、第二进口和第二出口；压缩装置的排气口与二氧化碳冷却装置的进口连通，二氧化碳冷却装置的出口与第一进口连通，第一出口分别与第一节流装置和第二节流装置的进口连通，第一节流装置的出口与蒸发器的进口连通，蒸发器的出口与压缩装置的进气口连通；第二进口与第一出口或第一节流装置的出口连通，第二出口与压缩装置的进气口连通。本技术可将原本会通过额外的外部冷却装置白白散失的热量又重新会回到了系统中。

技术研发人员：王正平,李海文,魏允伯
受保护的技术使用者：安徽荣振能源科技有限公司
技术研发日：20230220
技术公布日：2024/1/13