一种可单、双级切换进行制热和制冷的CO2热泵系统

本发明涉及二氧化碳热泵系统，具体涉及一种可单、双级切换进行制热和制冷的co2热泵系统。

背景技术：

1、热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，目前市场上类似热泵系统存在以下问题：1.单级压缩系统在低温的环境下会出现压缩机排气压力过高，能效过低的问题；2.双级压缩系统增加了投资成本，采暖时只能双级运行，不能单级，可知单级压缩热泵系统在环境温度较高时cop大于双级压缩，级在环境温度较低时cop低于双级压缩，因此在采暖环境温度较高时，双级压缩系统能效低；3.系统只能采暖，不能制冷，功能单一。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种实现低温供暖，高温制冷，系统能效更高的可单、双级切换的热泵系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种可单、双级切换进行制热和制冷的co2热泵系统，包括第一单级制热循环、第二单级制热循环、双级制热循环和制冷循环。

4、所述的第一单级制热循环主要设备包括；高压压缩机、气体冷却器、回热器、第二节流阀、蒸发器以及阀门；

5、具体的，第一单级制热循环流程是，高压压缩机——气体冷却器——回热器——阀门6——第二节流阀——蒸发器——阀门8——阀门2——阀门3——高压压缩机。

6、所述的第二单级制热循环主要设备包括；低压压缩机、气体冷却器、回热器、第二节流阀、蒸发器以及阀门；

7、具体的，第二单级制热循环流程是，低压压缩机——阀门4——气体冷却器——回热器——阀门6——第二节流阀——蒸发器——阀门8——阀1——低压压缩机。

8、所述的第一单级制热循环和第二单级制热循环，通过高压压缩机和低压压缩机交替运行的方式，以达到两台压缩机运行寿命相同的目的；

9、所述的高压压缩机和低压压缩机交替运行的方式，可以减少压缩机的使用时间，间接的提高压缩机的实用寿命，降低压缩机成本的方式显示出来，折算的压缩机成本公式为：

10、

11、式中：ccom为压缩机成本，cc-sts为系统折算后的压缩机成本，tbase为单级运行时间，ttot为热泵系统运行总时间。

12、所述的双级制热循环主要设备包括；低压压缩机、高压压缩机、气体冷却器、闪蒸器、第一节流阀、第二节流阀、蒸发器以及阀门；

13、具体的，双级制热循环流程是，低压压缩机——阀门3——高压压缩机——气体冷却器——阀门5，此时分成两条路线，一条是经过第一节流阀——闪蒸器——阀门7在与低压压缩机出口相连；另一条是闪蒸器——第二节流阀——蒸发器——阀门9——阀门1——低压压缩机。

14、所述的双级制热循环为一级节流中间不完全冷却系统。

15、所述的制冷循环包括：高压压缩机、四通换向阀、蒸发器(此时用来散热)、第二节流阀、气体冷却器(此时用来制冷)和阀门；

16、具体的，制冷循环流程是，高压压缩机——四通换向阀——阀门2——阀门9——蒸发器——第二节流阀——阀门6——气体冷却器——高压压缩机。

17、所述的制冷循环，当把四通换向阀放在低压压缩机出口时，流程大致相似，即低压压缩机代替了高压压缩机的位置。

技术特征：

1.一种可单、双级切换进行制热和制冷的co2热泵系统，其特征在于，包括低压压缩机(1),高压压缩机(2)、气体冷却器(3)、回热器(4)、闪蒸器(5)、第一节流阀(6)、第二节流阀(7)、蒸发器(8)以及九个阀门(j1-j9)。形成：第一单级制热循环、第二单级制热循环、双级制热循环和制冷循环；

技术总结
本发明公开了一种可单、双级切换进行制热和制冷的CO<subgt;2</subgt;热泵系统，涉及CO<subgt;2</subgt;热泵技术领域，其中，热泵主要包括：高压压缩机、低压压缩机、四通换向阀、水侧气体冷却器、回热器、第一节流阀、闪蒸器、第二节流阀、空气测蒸发器及一些管道和阀门。本文通过调节阀门的开关实现热泵系统两个单级制热循环和一个双级制热循环，通过四通换向阀实现一个单级制冷循环，保证热泵系统在冬天可以根据环境温度进行的单、双级制热，同时，在夏天进行制冷，根据用户的需求，通过调整阀门和四通换向阀进行不同类型的循环，最大程度提高系统的能效，避免热量和冷量的浪费，提升了能源的使用效率。

技术研发人员：陈洁,王亚飞,包洪印,刘丽莉
受保护的技术使用者：新疆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27