[发明专利]一种多级蒸发冷凝机械过冷跨临界CO2中高温热泵系统

说明书

本发明公开了一种多级蒸发冷凝机械过冷跨临界CO₂中高温热泵系统。本发明由CO₂机械过冷热泵子系统和多级蒸发多级冷凝子系统组成；CO₂机械过冷热泵子系统由CO₂压缩机、CO₂气体冷却器、CO₂过冷器、节流阀和CO₂蒸发器组成；所述多级蒸发多级冷凝子系统，包括低压级压缩机、高压级压缩机、高温级冷凝器、中温级冷凝器、CO₂过冷器、低温级蒸发器、气液分离器、各级节流阀。本发明通过制冷剂的多级增压和冷凝及蒸发过程，提高系统效率和整体能效及经济效益。

技术领域

本发明涉及环保制冷剂技术领域，尤其涉及一种多级蒸发冷凝机械过冷跨临界CO₂中高温热泵系统。

背景技术

食品干燥、烟草、化工、造纸、陶瓷等行业对中高温热水及蒸汽的需求量巨大，然而通过传统电加热及燃煤锅炉等方法生产中高温热水(蒸汽)往往会消耗大量电力及燃料资源，并且对环境造成严重污染。热泵产品作为一种清洁、高效、稳定的设备可用于生产中高温热水(蒸汽)，通过中高温热泵设备可提高能源利用率、推动节能减排，对于提升经济效益具有重要的实际意义和社会价值。

然而目前市场上绝大多数热泵产品充注的制冷剂为HFCs类工质，其全球暖化潜势(GWP)较高，属于“高GWP”的范畴。

发明内容

本发明目的在于提供一种多级蒸发冷凝机械过冷跨临界CO₂中高温热泵系统，通过多级蒸发冷凝系统使CO₂中高温热泵系统产生的热水与其交换的热量实现良好的热匹配，同时可以降低匹配过程中不可逆损失，提高热泵系统的性能。

本发明一种多级蒸发冷凝机械过冷跨临界CO₂中高温热泵系统，由CO₂机械过冷热泵子系统和多级蒸发多级冷凝子系统组成；

CO₂机械过冷热泵子系统由CO₂压缩机、CO₂气体冷却器、CO₂过冷器、节流阀和CO₂蒸发器组成；

所述多级蒸发多级冷凝子系统，包括低压级压缩机、中压级压缩机、高压级压缩机、高温级冷凝器、中温级冷凝器、CO₂过冷器、低温级蒸发器、气液分离器、各级节流阀；

所述CO₂压缩机出口与CO₂气体冷却器制冷剂侧入口相连，所述CO₂气体冷却器出口与CO₂过冷器制冷剂侧入口相连，CO₂过冷器为多级过冷器，由多个过冷器串联构成；所述CO₂过冷器出口与低温级蒸发器CO₂制冷剂侧入口相连，所述低温级蒸发器出口与节流阀一入口相连，所述节流阀一出口与CO₂蒸发器入口相连，所述CO₂蒸发器出口与CO₂压缩机入口相连；