阅读说明：本技术 一种二氧化碳复叠热泵系统 (Carbon dioxide overlapping heat pump system ) 是由 刘勇 于 2020-05-07 设计创作，主要内容包括：一种二氧化碳复叠热泵系统,包括普通热泵制冷循环和二氧化碳热泵制冷循环。其中,普通热泵制冷循环包括依次设置的第一毛细管(11)、制冰机(18)和蒸发冷凝器(12),该蒸发冷凝器(12)通过换向阀(16)连通第一压缩机(15),该第一压缩机(15)通过换向阀(16)依次连通换热器(17)和第一毛细管(11)。二氧化碳热泵制冷循环包括依次设置的膨胀阀(1)、室外换热器(2)、内部换热器(3)、第二压缩机(4)和蒸发冷凝器(12),蒸发冷凝器(12)通过内部换热器(3)与膨胀阀(1)连通。二氧化碳热泵制冷循环和普通热泵制冷循环能够使该二氧化碳复叠热泵系统实现冬季制热同时制冰的效果,有效实现能源的二级利用。(A carbon dioxide cascade heat pump system comprises a common heat pump refrigeration cycle and a carbon dioxide heat pump refrigeration cycle. The common heat pump refrigeration cycle comprises a first capillary tube (11), an ice maker (18) and an evaporative condenser (12) which are sequentially arranged, wherein the evaporative condenser (12) is communicated with a first compressor (15) through a reversing valve (16), and the first compressor (15) is sequentially communicated with a heat exchanger (17) and the first capillary tube (11) through the reversing valve (16). The carbon dioxide heat pump refrigeration cycle comprises an expansion valve (1), an outdoor heat exchanger (2), an internal heat exchanger (3), a second compressor (4) and an evaporative condenser (12) which are arranged in sequence, wherein the evaporative condenser (12) is communicated with the expansion valve (1) through the internal heat exchanger (3). The carbon dioxide heat pump refrigeration cycle and the common heat pump refrigeration cycle can enable the carbon dioxide cascade heat pump system to achieve the effect of heating and making ice in winter, and secondary utilization of energy is effectively achieved.)

一种二氧化碳复叠热泵系统

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种二氧化碳复叠热泵系统，该系统尤其适用于极寒地区。

背景技术

热泵是一种能将低位热源的热能转移到高位热源的装置，通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。

二氧化碳复叠热泵系统可以应用于供暖，其具有两套循环系统，一套是通过二氧化碳用作低温段的气体循环，另一套是通过氟利昂等用作高温段的液体循环，而且这两套循环系统可以通过蒸发冷凝器联接在一起，并在蒸发冷凝器处于制热工况下实现换热、制热的效果。

然而，现有的二氧化碳复叠热泵系统中所消耗的能源只能用来制热，缺少对能源的二级利用。

发明内容

为了解决现有二氧化碳复叠热泵系统中所消耗的能源只能用来制热而缺少对能源的二级利用的技术问题，本发明提供一种二氧化碳覆叠热泵系统，以有效实现能源的二级利用。

本发明的二氧化碳复叠热泵系统，包括普通热泵制冷循环和二氧化碳热泵制冷循环。其中，所述普通热泵制冷循环包括依次设置的第一毛细管、制冰机和蒸发冷凝器，所述蒸发冷凝器通过换向阀连通有第一压缩机，该第一压缩机通过所述换向阀依次连通有换热器和所述第一毛细管；所述二氧化碳热泵制冷循环包括依次设置的膨胀阀、室外换热器、内部换热器、第二压缩机和所述蒸发冷凝器，所述蒸发冷凝器通过所述内部换热器与所述膨胀阀连通。

进一步地，所述蒸发冷凝器与所述换向阀之间设有第一控制阀，所述换热器与所述第一毛细管之间设有第二控制阀。

进一步地，所述换向阀与所述第一压缩机之间设有第一储液罐，所述第二控制阀与所述第一毛细管之间设有第二储液罐。

进一步地，所述换向阀为四通换向阀。

进一步地，所述二氧化碳复叠热泵系统还包括第三制冷循环，该第三制冷循环包括依次设置的第二毛细管、第三控制阀和所述换热器，所述换热器通过所述换向阀连通所述第一压缩机，所述第一压缩机通过所述换向阀依次连通一第四控制阀、所述室外换热器和所述第二毛细管。

进一步地，所述第二毛细管与所述第三控制阀之间设有一第三储液罐。

优选地，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀均为电磁阀。

相对于现有技术，本发明具有以下有益技术效果：

本发明的二氧化碳复叠热泵系统，由于在高温段循环过程中的第一毛细管与蒸发冷凝器之间设置有制冰机，能够使二氧化碳复叠热泵系统实现制热的同时制冰的功能，有效实现了能源的二级利用。

附图说明

图1为本发明的二氧化碳复叠热泵系统的原理示意图；

图2为本发明的二氧化碳复叠热泵系统中冬季制热同时制冰的流向示意图；

图3为本发明的二氧化碳复叠热泵系统中夏季制冷的流向示意图。

图中：1-膨胀阀，2-室外换热器，3-内部换热器，4-第二压缩机，5-第四控制阀，6-第二毛细管，7-第三储液罐，8-第三控制阀，9-第二控制阀，10-第二储液罐，11-第一毛细管，12-蒸发冷凝器，13-第一控制阀，14-第一储液罐，15-第一压缩机，16-换向阀，17-换热器，18-制冰机。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述和说明。

图1为本发明的二氧化碳复叠热泵系统的原理示意图。

如图1所示，本发明的二氧化碳复叠热泵系统包括普通热泵制冷循环和二氧化碳热泵制冷循环。

其中，普通热泵制冷循环包括依次设置的第一毛细管11、制冰机18、蒸发冷凝器12，蒸发冷凝器12再通过换向阀16连通第一压缩机15，第一压缩机15通过换向阀16依次连通换热器17和第一毛细管11。

相对于现有技术，本发明的二氧化碳复叠热泵系统，由于在高温段循环过程中的第一毛细管11与蒸发冷凝器12之间设有制冰机18，能使该二氧化碳复叠热泵系统在制热的同时实现制冰，有效实现了能源的二级利用。

本发明的二氧化碳复叠热泵系统在实际应用时，为了使之在冬季制热同时制冰与夏季制冷这两个工况之间进行切换，如图1所示，蒸发冷凝器12与换向阀16之间可以设有第一控制阀13，换热器17与第一毛细管11之间可以设有第二控制阀9。因此，当第一控制阀13和第二控制阀9开启(其它控制阀关闭)、且换向阀16处于制热模式时，该二氧化碳复叠热泵系统能够处于冬季制热同时制冰工况；当第一控制阀13和第二控制阀9关闭(相应控制阀开启)、且换向阀16处于制冷模式时，该二氧化碳复叠热泵系统能够处于夏季制冷工况。

如图1所示，换向阀16与第一压缩机15之间可以设有第一储液罐14，第二控制阀9与第一毛细管11之间可以设有第二储液罐10。第一储液罐14、第二储液罐10能够起到储存制冷剂的作用，还能够起到缓压和分液的作用。

其次，本发明的二氧化碳复叠热泵系统中，二氧化碳热泵制冷循环可以包括依次设置的膨胀阀1、室外换热器2、内部换热器3、第二压缩机4和所述蒸发冷凝器12，且该蒸发冷凝器12通过内部换热器3与膨胀阀1连通，从而二氧化碳热泵制冷循环和普通热泵制冷循环能够使该二氧化碳复叠热泵系统有效地实现冬季制热同时制冰的效果。

本发明的二氧化碳复叠热泵系统在实际应用时，还可以包括第三制冷循环。该第三制冷循环包括依次设置的第二毛细管6、第三控制阀8和上述换热器17，该换热器17通过换向阀16连通第一压缩机15，且该第一压缩机15通过换向阀16依次连通第四控制阀5、室外换热器2和第二毛细管6。第一毛细管11和第二毛细管6可以起到类似于膨胀阀的作用。

图2为本发明的二氧化碳复叠热泵系统实现冬季制热同时制冰的流向示意图；图3为本发明的二氧化碳复叠热泵系统实现夏季制冷的流向示意图。

为了便捷地实现两个工况之间的转换，本发明的二氧化碳复叠热泵系统中，换向阀16优选为四通换向阀。具体而言，当四通换向阀处于制热模式时，如图2所示，普通热泵制冷循环中的流向为依次由蒸发冷凝器12、第一控制阀13、换向阀16、第一储液罐14、第一压缩机15、并经换向阀16至换热器17；当四通换向阀处于制冷模式时，如图3所示，普通热泵制冷循环中的流向为依次由换热器17、换向阀16、第一储液罐14、第一压缩机15、并经换向阀16至第四控制阀5和室外换热器2。

参见图1-图3，第二毛细管6与第三控制阀8之间可以设有第三储液罐7，该第三储液罐7能够起到储存制冷剂的作用，还能够起到缓压和分液的作用。

为了实现自动控制，本发明的二氧化碳复叠热泵系统中，第一控制阀13、第二控制阀9、第三控制阀8和第四控制阀5均可以选为电磁阀。

上文已经对本发明的技术方案以及优选实施例进行了清楚、详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的较佳实施例而已，而不是全部的实施例，因此不能据此限制本发明。凡是基于本发明的发明构思和具体实施方式，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下，通过修改、等同替换和/或简单变型等所获得的所有其他实施例，均应包含在本发明的保护范围之内。