[发明专利]一种跨临界CO2湿压缩热泵系统及其操作方法

权利要求书

1.一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，其特征在于，包括依次循环连接的压缩机(1)、气冷器(2)、节流阀(3)、蒸发器(4)、第一控制阀(7)和气液分离器(6)；还包括第二控制阀(8)；第二控制阀(8)一端连接压缩机进口，另一端连接蒸发器出口；制热量负荷大于或等于设定阈值时，控制第二控制阀(8)打开，调节第二控制阀(8)和第一控制阀(7)的开度比，实现压缩机(1)的湿压缩。

2.根据权利要求1所述一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，其特征在于，压缩机(1)为滚动转子压缩机，能够进行两相压缩。

3.根据权利要求1所述一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，其特征在于，节流阀(3)为开度能够调节的电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，其特征在于，第一控制阀(7)和第二控制阀(8)为开度能够调节的流通阀。

5.根据权利要求1所述一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，其特征在于，制热量负荷小于设定阈值时，控制第二控制阀(8)完全关闭。

6.根据权利要求1所述一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，其特征在于，在需要进行湿压缩工况时，首先将第二控制阀(8)全部开启，紧接着将第一控制阀(7)全部关闭，然后通过调节节流阀(3)实现湿压缩，待湿压缩形成后，将节流阀(3)逐渐调回原有状态；并通过调节第二控制阀(8)和第一控制阀(7)的开度比，实现满足制热量下的湿压缩。

7.根据权利要求1所述一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，其特征在于，所述跨临界CO₂湿压缩热泵系统替换为复叠热泵系统、复合热泵系统、带除霜的热泵系统、制冷制热双用的热泵系统，所述跨临界CO₂湿压缩热泵系统中CO₂工质替换为其余制冷剂工质。

8.一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统的操作方法，其特征在于，基于权利要求1至7中任一项所述的一种跨临界CO₂湿压缩热泵系统，包括：

制热量负荷小于设定阈值时，控制第二控制阀(8)完全关闭；

制热量负荷大于或等于设定阈值时，控制第二控制阀(8)打开，调节第二控制阀(8)和第一控制阀(7)的开度比，实现压缩机(1)的湿压缩，具体包括：调节第二控制阀(8)和第一控制阀(7)的开度比时，第二控制阀(8)处于完全开启状态，第一控制阀(7)按调节精度依次逐渐开启更大的流通面积，控制阀开度调节以获得湿压缩，湿压缩进口的干度判断标准为：

1)、获得当前状态下的蒸发温度T_eva、蒸发压力P_eva、排气压力P_dis、排气温度T_dis、气冷器出口温度T_gascooler；并获得吸气焓值H_suc，排气焓值H_dis，和气冷出口焓值H_gc，计算获得当前状态下COP_tp＝(H_dis-H_suc)/H_gc，制热量Q_{heat_tp}；

2)、按相同排气压力、蒸发温度、气冷器出口温度，计算获得常规工况下的系统COP和制热量Q_heat；

3)、控制阀开度比的调节使得COP_tp>X*COP；在保证COP下降不超过1-X的前提下，制热量有大幅度提升；X＝0.95。