[发明专利]用于小型商业场所的CO2污水源热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于小型商业场所的CO₂污水源热泵系统，属于污水应用与节能技术领域。

背景技术

随着《京都议定书》和《蒙特利尔议定书》的签订和生效，世界上各个国家越来越重视环境的保护，也越来越重视预防和控制环境的一些措施。这其中就包括对原有HCFC和CFC类制冷剂的替代，CO₂这种自然工质具有无毒、不可燃而又廉价易获取的特点，而且与其它制冷剂相比，其GWP＝1，来自自然界的CO₂对全球环境没有负面影响。另外，CO₂的临界温度只有31.1℃，因此CO₂的蒸气压缩循环放热过程不是在两相区发生冷凝，而是在气体冷却器内接近或超过临界点的区域放热。在CO₂跨临界循环中，其放热过程不恒温，为变温过程，有较大的温度滑移，且密度会急剧增大。

能源与环境是可持续发展的两大主题，目前以燃烧石化原料为主的建筑物供暖空调不仅能耗量大，而且对环境造成极大污染。城市污水是由工业废水和生活污水组成，水量巨大，是一种蕴含丰富低位热能的可再生热能资源，污水源热泵空调系统则是以城市污水作为建筑的冷热源，解决建筑物冬季采暖、夏季空调和全年热水供应的重要技术，也是城市污水资源化开发利用的思路和有效途径。同时减少了城市废热和CO₂、SO₂、NO_X、粉尘等污染物的排放。

目前国内外对污水源热泵和CO₂工质的研究应用技术已经逐渐成熟，但是两者的结合应用还存在一定的空白，也面临一定的难题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种应用于小型商业场所的CO₂污水源热泵系统。

本发明一种用于小型商业场所的CO₂污水源热泵系统，包括由压缩机、气体冷却器、膨胀阀、蒸发器组成的CO₂循环系统、由高效换热器、污水循环泵、污水过滤器、电磁阀组成的污水循环系统、由高效换热器、中介水循环泵、第一四通换向阀、第二四通换向阀、气体冷却器或蒸发器组成的中介水循环系统和由补水水箱、末端循环泵、蒸发器或气体冷却器、第一四通换向阀、第二四通换向阀、末端设备组成的末端水循环系统；

所述螺杆式压缩机的排气接管与气体冷却器的进气口连接，气体冷却器的排气接管与膨胀阀的入口连接，膨胀阀的出口与蒸发器的进气接管连接，蒸发器排气接管与螺杆式压缩机进气接口连接；

所述污水循环泵进水接管连接第一污水过滤器，污水循环泵排水接管与高效换热器污水侧进口连接，高效换热器污水侧出口与电磁阀入口接管连接，电磁阀的出口接管连接第二污水过滤器，中介水循环泵排水接管与第二四通换向阀的第二接口连接，第二四通换向阀的第一接口与气体冷却器的入水口接管连接，气体冷却器出水口接管与第一四通换向阀第四接口连接，第一四通换向阀的第三接口与高效换热器的中介水侧入口接管连接，高效换热器的中介水侧排水口与中介水循环泵的入水口接管连接，形成一个中介水的循环；

所述补水水箱与末端循环泵的入水口接管连接，末端循环泵出水口接管与第二四通换向阀第四接口连接，第二四通换向阀第三接口与蒸发器的入水口接管连接，蒸发器的排水口接管与第一四通换向阀的第二接口连接，第一四通换向阀的第一接口接管连接末端设备，末端设备通过管道接管连接污水收集池。

所述第一污水过滤器没入污水收集池，第二污水过滤器没入污水收集池。

本发明利用CO₂作为工质，并利用污水作为低品位热源为用户提供热量。在利用CO₂作为工质时，减少对环境的污染，利用污水作为低品位热源，提高效率，实现环保和经济效益双重保障。

本发明对比与空气源热泵，若在夏季室外温度达到40℃时，换热效率会降低，冷量会下降；在冬季温度下降至-10℃时，热泵系统的性能下降，并且要反复地冲霜来保障机组的正常运行。采用该系统，即使冬季外界温度在-10℃以下，污水温度仍可保持15℃左右，夏季外界温度在34℃以上时，仍可保持25℃左右，一年四季相对稳定。在相同制冷和供热条件下，污水源热泵系统比空气源热泵系统更节能，投入能量削减率达到4.09％，在供热条件下，投入能量削减率达到6.25％，节能效果明显。

附图说明

图1为本发明的小型商业场所的CO₂污水源热泵系统的流程图；