[发明专利]一种热电过冷跨临界CO2热泵联合供暖系统

说明书

本发明公开了一种热电过冷跨临界CO₂热泵联合供暖系统。本发明的蒸发器出口与压缩机入口相连，压缩机出口与气体冷却器工质侧入口相连，气体冷却器工质侧出口与热电过冷器冷端入口相连，热电过冷装置冷端出口与节流阀入口相连，节流阀出口与蒸发器入口相连；供暖回水出口与热电过冷装置热端入口相连，热电过冷装置热端出口与气体冷却器换热流体侧入口相连，所述气体冷却器换热流体侧出口与混合罐入口相连，混合罐出口与供暖回水入口相连。本发明更大程度上减小节流损失，并进一步降低CO₂运行高压，提高CO₂热泵整体系统效率，降低压缩机压比，提高等熵效率，提高压缩机寿命。

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，特别是涉及一种热电过冷跨临界CO₂热泵联合供暖系统。

背景技术

供暖行业作为对国民经济发展有着全局性，先导性影响的基础产业，与人们的生活息息相关。我国北方大部分城镇和农村地区的采暖方式都是依靠燃煤，而且还是低质煤，其燃烧产生的污染物更多，对环境的危害更大。

为治理北方冬季雾霾问题，政府提出采用煤改电等措施解决北方冬季供暖，即通过用电、燃气等较清洁能源代替传统的燃煤供热。对于直接电热(电锅炉、电暖器、发热电缆等)的供暖方式，能量直接从高品位的电能转换为低品位的热能，虽然清洁方便，但是能源利用率低下、能耗大，居民无法承受。

针对这一问题，可采用空气源热泵，通过少量的高品位电能输入，获得更多的热能用于供暖，达到高效清洁供暖的目的。针对老式供暖系统，其末端通常采用暖气片，供回水温差较大。如采用空气源热泵取代燃煤锅炉后，其供回水温度应保持不变。然而目前市场上销售的满足这一工况条件的空气源热泵产品使用的制冷剂主要为HFC或HCFC类人工合成制冷剂，这些制冷剂GWP值较高，具有较强的温室效应。2016年10月全球达成的《蒙特利尔议定书》基加利修正案提出要重点削减HFC类化合物。

因此，自然工质CO₂逐渐引起了人们的广泛关注。而CO₂的临界温度为31.1℃，因此，在共同的制热条件下，使用CO₂的热泵系统需要以跨临界循环模式操作。跨临界循环的高压运行压力高达8-12MPa，与传统的热泵循环相比，导致更大的节流损失和相对较低的COP。所以CO₂热泵适用于供回水温差大的系统(比如用于热泵热水器系统)，如采用CO₂热泵用于供暖，其能效较低。因此，迫切需要提高供回水温差且不降低CO₂热泵系统能效的CO₂热泵供暖系统，以满足高效环保的供暖要求。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种热电过冷跨临界CO₂热泵联合供暖系统。

本发明一种热电过冷跨临界CO₂热泵联合供暖系统，包括跨临界CO₂热泵循环和热电过冷装置；

所述跨临界CO₂热泵循环包括节流阀、蒸发器、压缩机、气体冷却器；所述蒸发器出口与压缩机入口相连，压缩机出口与气体冷却器工质侧入口相连，气体冷却器工质侧出口与热电过冷器冷端入口相连，热电过冷装置冷端出口与节流阀入口相连，节流阀出口与蒸发器入口相连；供暖回水出口与热电过冷装置热端入口相连，热电过冷装置热端出口与气体冷却器换热流体侧入口相连，所述气体冷却器换热流体侧出口与混合罐入口相连，混合罐出口与供暖回水入口相连；

所述跨临界CO₂热泵循环的制冷剂采用自然工质CO₂，热电过冷装置由若干对热电偶组成。