本實用新型涉及熱泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)及熱泵設(shè)備機組。
背景技術(shù)：
熱泵是一種能將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置，通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。
具體地，CO2復(fù)疊熱泵系統(tǒng)可以主要應(yīng)用于食品的冷凍冷藏、農(nóng)作物種子的保存以及超市制冷系統(tǒng)等領(lǐng)域，其具有兩套循環(huán)系統(tǒng)，一套是通過二氧化碳用作低溫段的氣體循環(huán)，另一套是通過氟利昂等用作高溫段的液體循環(huán)，且兩套循環(huán)系統(tǒng)可以通過蒸發(fā)冷凝器聯(lián)在一起，并在蒸發(fā)冷凝器處于制冷工況下以實現(xiàn)換熱、制冷的效果。
然而，本申請實用新型人發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)有的CO2復(fù)疊熱泵系統(tǒng)中所消耗的能源只能用來制冷或制熱，限制了CO2復(fù)疊系統(tǒng)的使用范圍，因此缺少對能源的二級利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)及熱泵設(shè)備機組，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)疊熱泵系統(tǒng)中所消耗的能源只能用來制冷或制熱技術(shù)問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了以下技術(shù)方案；
本實用新型提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)，包括二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)；
所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器的第一接口和第二接口；
所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接所述蒸發(fā)冷凝器的第三接口和第四接口；
其中，所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器通過兩個連通管路與所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通，且每個所述連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥，所述第三接口和所述第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥。
在上述技術(shù)方案中，進一步的，所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)包括所述室外換熱器、內(nèi)部換熱器、第一壓縮機和第一膨脹閥；
所述室外換熱器分別設(shè)置有進氣口、出氣口、第一口、第二口、第三口和第四口，所述第一口通過所述第一膨脹閥與所述內(nèi)部換熱器的第一端口連通，所述內(nèi)部換熱器的第二端口與所述蒸發(fā)冷凝器的第一接口相連通；所述第二口、所述內(nèi)部換熱器的第三端口、所述內(nèi)部換熱器的第四端口和所述第一壓縮機依次連通，且所述壓縮機與所述蒸發(fā)冷凝器的第二接口相連通；
所述第三口和所述第四口分別連接兩個所述連通管路。
在上述任一技術(shù)方案中，進一步的，所述普通熱泵制冷循環(huán)包括依次設(shè)置的第二壓縮機、第三換熱器、第一儲液罐、第二膨脹閥，且所述第二膨脹閥與所述蒸發(fā)冷凝器的第三接口處的第二控制閥相連通；
所述第二壓縮機與所述蒸發(fā)冷凝器的第四接口處的第二控制閥相連通。
在上述任一技術(shù)方案中，進一步的，所述第三換熱器與所述第一儲液罐之間設(shè)置有單向閥組。
在上述任一技術(shù)方案中，進一步的，所述第三換熱器與所述第二壓縮機之間設(shè)置有換向閥，且所述換向閥分別與所述第三換熱器、所述第四接口處的第二控制閥相連通。
在上述任一技術(shù)方案中，進一步的，所述第二壓縮機與所述第四接口處的第二控制閥之間設(shè)置有第二儲液罐。
在上述任一技術(shù)方案中，進一步的，所述室外換熱器、所述內(nèi)部換熱器和所述第三換熱器分別為翅片換熱器。
在上述任一技術(shù)方案中，進一步的，所述第一控制閥和所述第二控制閥分別為電磁閥。
在上述任一技術(shù)方案中，進一步的，所述換向閥為四通換向閥。
本實用新型還提供了一種熱泵設(shè)備機組，包括上述任一技術(shù)方案中所述的復(fù)疊熱泵系統(tǒng)。
該熱泵設(shè)備機組設(shè)置有上述適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)，因此具有適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的全部有益效果，在此就不一一贅述。
本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為：
本實用新型提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)，二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器的第一接口和第二接口；普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器的第三接口和第四接口，其中，二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器通過兩個連通管路與普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通，且每個連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥，第三接口和第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥，當(dāng)關(guān)閉第一控制閥，打開第二控制閥時，此時，制冷劑二氧化碳在二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中完成低溫段循環(huán)，普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中制冷劑經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)回路完成高溫段循環(huán)，以實現(xiàn)制熱工況循環(huán)；當(dāng)關(guān)閉第二控制閥，開啟第一控制閥時，制冷劑在普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成的回路通過室外換熱器在經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成制冷循環(huán)，實現(xiàn)了復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的制冷和制熱兩用，從而實現(xiàn)了對能源的二級利用。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本實用新型另一實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本實用新型實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中冬季制熱的流向示意圖；
圖4為本實用新型實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中夏季制冷的流向示意圖。
附圖標(biāo)記：
1-第一膨脹閥；2-室外換熱器；3-內(nèi)部換熱器；4-第一壓縮機；5-第一控制閥；6-第二控制閥；7-蒸發(fā)冷凝器；8-四通換向閥；9-第二壓縮機；10-第二膨脹閥；11-單向閥組；12-第三換熱器；13-第二儲液罐；14-第一儲液罐。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
圖1為本實用新型實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型另一實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中冬季制熱的流向示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)中夏季制冷的流向示意圖；
如圖1-4所示，本實用新型的實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)，包括二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)；
所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第一接口和第二接口；
所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接所述蒸發(fā)冷凝器7的第三接口和第四接口；
其中，所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器2通過兩個連通管路與所述普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通，且每個所述連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥5，所述第三接口和所述第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥6。
本實用新型的實施例提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)，二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第一接口和第二接口；普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第三接口和第四接口，其中，二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器2通過兩個連通管路與普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通，且每個連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥5，第三接口和第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥6，當(dāng)關(guān)閉第一控制閥5，打開第二控制閥6時，此時，制冷劑二氧化碳在二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中完成低溫段循環(huán)，普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中制冷劑經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)回路完成高溫段循環(huán)，以實現(xiàn)制熱工況循環(huán)；當(dāng)關(guān)閉第二控制閥6，開啟第一控制閥5時，制冷劑在普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成的回路通過室外換熱器2在經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成制冷循環(huán)，實現(xiàn)了復(fù)疊熱泵系統(tǒng)的制冷和制熱兩用，從而實現(xiàn)了機組的多功能應(yīng)用。
為了進一步實現(xiàn)上述冬季制熱夏季制冷功能，具體的，進一步的，所述二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)包括所述室外換熱器2、內(nèi)部換熱器3、第一壓縮機4和第一膨脹閥1；
所述室外換熱器2分別設(shè)置有進氣口、出氣口、第一口、第二口、第三口和第四口，所述第一口通過所述第一膨脹閥1與所述內(nèi)部換熱器3的第一端口連通，所述內(nèi)部換熱器3的第二端口與所述蒸發(fā)冷凝器7的第一接口相連通；所述第二口、所述內(nèi)部換熱器3的第三端口、所述內(nèi)部換熱器3的第四端口和所述第一壓縮機4依次連通，且所述壓縮機與所述蒸發(fā)冷凝器7的第二接口相連通；
所述第三口和所述第四口分別連接兩個所述連通管路。
更進一步的，所述普通熱泵制冷循環(huán)包括依次設(shè)置的第二壓縮機9、第三換熱器12、第一儲液罐14、第二膨脹閥10，且所述第二膨脹閥10與所述蒸發(fā)冷凝器7的第三接口處的第二控制閥6相連通；
所述第二壓縮機9與所述蒸發(fā)冷凝器7的第四接口處的第二控制閥6相連通。
進一步的，所述第三換熱器12與所述第一儲液罐14之間設(shè)置有單向閥組11。
進一步的，所述第三換熱器12與所述第二壓縮機9之間設(shè)置有換向閥，且所述換向閥分別與所述第三換熱器12、所述第四接口處的第二控制閥6相連通。
進一步的，所述第二壓縮機9與所述第四接口處的第二控制閥6之間設(shè)置有第二儲液罐13。
需要說明的是，所述室外換熱器2、所述內(nèi)部換熱器3和所述第三換熱器12分別為翅片換熱器。
優(yōu)選的，所述第一控制閥5和所述第二控制閥6分別為電磁閥。
優(yōu)選的，所述換向閥為四通換向閥8。
對上述具體操作說明；
當(dāng)復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)處于冬季制熱循環(huán)工況時，如圖3所示，關(guān)閉第一控制閥5，打開第二控制閥6，低溫段制冷劑二氧化碳經(jīng)過第一膨脹閥1進入室外換熱器2吸收室外熱量后，再經(jīng)過內(nèi)部換熱器3進入第一壓縮機4，經(jīng)過第一壓縮機4壓縮后進入蒸發(fā)冷凝器7發(fā)熱后回到第一膨脹閥1處完成低溫段循環(huán)；此時，高溫段的制冷劑工質(zhì)經(jīng)過第二膨脹閥10，進入蒸發(fā)冷凝器7吸收低溫段熱量后通過四通換向閥8、第二儲液罐13、第二壓縮機9壓縮后進入第三換熱器12放熱后由單向閥組11進入第一儲液罐14回到第二膨脹閥10完成高溫段循環(huán)，實現(xiàn)冬季制熱功能。
當(dāng)復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)處于夏季制冷循環(huán)工況時，如圖4所示，開啟第一控制閥5，關(guān)閉第二控制閥6，制冷工質(zhì)經(jīng)單向閥組11后通過第二膨脹閥10進入第三換熱器12吸熱后通過四通換向閥8換向進入第二壓縮機9壓縮之后，再通過室外換熱器2回到單向閥組11完成夏季制冷循環(huán)。
本實用新型的實施例還提供了一種熱泵設(shè)備機組，包括上述任一技術(shù)方案中所述的復(fù)疊熱泵系統(tǒng)。
該實施例提供的熱泵設(shè)備機組設(shè)置有上述復(fù)疊熱泵系統(tǒng)，因此具有復(fù)疊熱泵系統(tǒng)的全部有益效果，在此就不一一贅述。
綜上所述，本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為：
本實用新型提供的適用于極寒地區(qū)的CO2復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)，二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第一接口和第二接口；普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路分別連接蒸發(fā)冷凝器7的第三接口和第四接口，其中，二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中的室外換熱器2通過兩個連通管路與普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)的回路相連通，且每個連通管路上分別設(shè)置有第一控制閥5，第三接口和第四接口處分別設(shè)置有第二控制閥6，當(dāng)關(guān)閉第一控制閥5，打開第二控制閥6時，此時，制冷劑二氧化碳在二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中完成低溫段循環(huán)，普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)中制冷劑經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)回路完成高溫段循環(huán)，以實現(xiàn)制熱工況循環(huán)；當(dāng)關(guān)閉第二控制閥6，開啟第一控制閥5時，制冷劑在普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)和二氧化碳熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成的回路通過室外換熱器2在經(jīng)過普通熱泵制冷循環(huán)系統(tǒng)形成制冷循環(huán)，實現(xiàn)了復(fù)疊的熱泵系統(tǒng)的制冷和制熱兩用，從而實現(xiàn)了機組的多功能應(yīng)用。
最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本實用新型的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。