R125近临界循环高温热泵机组制造技术

本实用新型专利技术涉及一种Ｒ１２５近临界循环高温热泵机组，包括热泵单元和贮水单元，热泵单元是由压缩机、冷凝器、贮液器、蒸发器通过铜管依次连接构成闭合回路，在冷凝器和贮液器、贮液器和蒸发器之间的铜管上各加装一节流阀，构成双节流结构，在蒸发器的热交换通道上连接有作为空调用冷冻水使用的进水管和出水管，在贮水单元中，主水管通过水泵与冷凝器的热交换通道的进水口相连接，冷凝器的热交换通道的出水口通过混水阀和冷水管道相连接，混和后的管道为供厨房、卫生间使用的生活热水管道，冷凝器的出水口还与贮水箱接通，在贮水箱上接通有以供洗澡用水的管道，具有温度范围大、压比小、易于调节、流程简单、在一定冷热源条件下热泵性能系数高等优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有很好的热力学性能，温度适应范围广且流程简单 的R125近临界循环高温热泵机组。技术背景热泵技术作为一种节能技术，能够提供比驱动能源多的热能，在节约能源、 环境保护方面具有独特的优势，在制冷空调领域取得了广泛的应用，并取得了 良好的节能和环保效益，然而，在我国其他的传统用热领域热泵却没有得到很 好的应用，比如北方地区的冬季供热、生活用热水及工艺蒸汽、热水供应等方 面。目前，在我国的用热结构中，IO(TC及以下的用热占了相当大一部分，而这 部分热能以前主要依靠中小型燃煤锅炉提供。由于受到日益恶化的环境问题的 挑战，以前大量使用的以煤作燃料的供热设备(主要是中小型煤锅炉)需要寻 找更清洁的替代，随着能源危机和制冷技术的进一步成熟，热泵装置的可靠性 和效率也有了较大的提高，根据一次能源消耗和经济性分析，当热泵的制热系 数达2.0—2.5时便与使用燃油锅炉供热的系统具有相当的能源效率和经济性。 高效率的热泵系统具有较好的经济性和良好的环境特性，在对能源和环境问题 日益受到重视的今天和将来，研究和发展高效热泵循环及其系统具有重要的意 义。目前热泵应用中还存在不少的问题，主要是常规单级热泵的温度范围不大， 要实现较大温差的供热，必须采用两级或更多级压缩的流程，因而系统较复杂， 运行调节不方便。临界循环在制冷及热泵上的应用是由于制冷剂的环境问题被 迫选用自然工质C02而提出来的，因C02的临界温度较低，在一般情况下冷凝温 度都高于临界温度，这本是一个无奈的选择，但在对C02跨临界循环的研究中发现，其在冷却过程的温度变化能很好地与热水加热过程的温度变化相匹配，实验证明其在作热泵工质时具有较高的热力系数、可在较大温度范围内工作。co2是自然工质，从环境的角度来看是最好的，但它的临界压力过高，临界温度过低，其热力学性能并不理想，在热泵的应用上受到很大限制。而以R125工质为 主的制冷剂在这方面表现了较好的潜力。北方地区的冬季供热、生活用热水及工艺蒸汽、热水供应等领域中，使用 目前的热泵循环和系统很难达到理想的效果，另外，北方很多地区对夏季需供 冷、冬季需供热的建筑，经常同时设置制冷和采暖两个系统来满足建筑的要求， 这实质上也是一种浪费。R125工质近临界热泵无疑是一个良好的选择，除了正 常的制冷效果外，其循环放热过程的温度变化特性决定了它在加热热水上的独 特优势，对此循环性能研究和利用对扩大热泵应用领域、提高能源利用率、减 少环境污染等方面均具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种在常规热泵 系统的基础上，通过更换压缩机实现R125工质作为热泵工质的近临界循环，同 时在贮液器前后分别加装一节流阀，构成双级节流结构，以便系统高低压控制 的R125近临界循环高温热泵机组。本技术的目的是这样实现的包括热泵单元和贮水单元，其特征在于热泵单元是由压縮机、冷凝器、贮液器、蒸发器通过铜管依次连接构成的 闭合回路，在热泵单元中，在冷凝器和贮液器、贮液器和蒸发器之间的铜管上 各加装一节流阀，构成双节流结构，在蒸发器的热交换通道上连接有作为空调 用冷冻水使用的进水管和出水管，在贮水单元中，主水管通过水泵与冷凝器的热交换通道的进水口相连接， 冷凝器的热交换通道的出水口通过混水阀和冷水管道相连接，混和后的管道为 供厨房、卫生间使用的生活热水管道，冷凝器的出水口还与贮水箱接通，并且 在贮水箱上接通有以供洗澡用水的管道。在热泵单元中的制冷工质为HFC类新工质R125; R125制冷剂在系统内的 循环为近临界循环状态。所述的压縮机、冷凝器、贮液器、蒸发器之间以壁厚为l.Omm的铜管依次 连接，构成闭合回路。本技术具有如下积极效果经计算和实验，结果表明，其C0P可高达 3.0以上，具有很好的热力学性能，温度适应范围广且流程简单。R125工质近 临界热泵作为一种能适应大温差供热的热泵装置，会在以下领域中获得较好的应用(1)空调冷热水双供系统。即在提供空调冷冻水的同时提供温度达到80—90 "C以上的高温热水。C02跨临界循环由亍其临界压力过高(7.37MPa)，临界温度过 低(31.1°C)，其热力学性能并不是很好，在热泵的应用上受到很大的影响，而 采用R125制冷工质进行临界循环则具有较好的制冷效率，可在空调制冷的工况 下提供温度较高的热水。(2)空调供热蓄热系统。目前空调蓄热系统均采用电锅 炉作为热源，为减少蓄热容积， 一般要将蓄热热水从5(TC左右加热到9(rC以上。 由于临界热泵能高效地将热水加热到高温，使得高温水蓄热具有更好的经济性。 (3)生活热水供应系统。生活热水往往需要将水从常温加热到6(TC以上，临界热 泵正好具有这方面的优势，可达到较高的能量效率。(4)生产工艺供热和小型区 域供热。均要求较高的供热温度和有较大的供回水温差，对能量的需求也较大， 这正是临界热泵的优势。本技术具有温度范围大、压比小、易于调节、在一定冷热源条件下热泵性能系数高等优点。此循环不但与常规热泵循环特性不一样，与C02跨临界循环在很多地方也不同。采用近临界循环可比常规使用高温工质的单级高温热泵提高效率30%-50%，在供热的温度变化范围较大时系统参数也比常规热泵系统稳 定得多。热泵的核心部件——压縮机采用适应R125工质近临界循环特点的压縮 机。近临界循环高温热泵作为一种能适应大温差供热的热泵装置，会在空调冷 热水双供系统、蓄热、生活及工艺热水供应系统中获得较好应用。该装置对扩 大热泵机组应用领域、实现其真正的"一机两用"、提高能源利用率、减少环境 污染等方面具有重要意义。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术包括热泵单元I和贮水单元II，热泵单元I是由压縮机l、冷凝器2、贮液器3、蒸发器4通过铜管依次连接构成的闭合回路， 在热泵单元中，在冷凝器和贮液器、贮液器和蒸发器之间的铜管上各加装一节 流阀5，构成双节流结构，在蒸发器4的热交换通道上通过阀门10连接有作为 空调用冷冻水使用的进水管11和出水管12。在贮水单元II中，主水管6通过水 泵7与冷凝器2的热交换通道的进水口相连接，冷凝器2的热交换通道的出水 口通过混水阀8和冷水管道相连接，混和后的管道为供厨房、卫生间使用的生 活热水管道，冷凝器2的出水口还与贮水箱9接通，并且在贮水箱9上接通有 以供洗澡用水的管道。在热泵单元中的制冷工质为HFC类新工质R125; R125 制冷剂在系统内的循环为近临界循环状态。如图所示，热泵单元中，压縮机、冷凝器、贮液器、蒸发器之间以壁厚为l.Omm的铜管依次连接，构成闭合回路；在冷凝器和贮液器、贮液器和蒸发器之 间的铜管上各加装一节流阀，构成双节流结构；热泵单元中的R125制冷剂釆用 近临界循环。贮水单元中，主水管来水经过水泵进入冷凝器(热水器)换热， 换热后的高温热水一部分通过混水阀和冷水混和后，形成可供厨房、卫生间使 用的生活热水， 一部分高温热水进入贮水箱，以供洗澡用水。通过蒸发器进行 热交换后的水可以作为空调用冷冻水使用。权利要求1、一种R125近临界循环高温热泵机组，包括热泵单元(I)和贮水单元(II)，其特征在于热泵单元(I)是由压缩机(1)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｒ１２５近临界循环高温热泵机组，包括热泵单元（Ⅰ）和贮水单元（Ⅱ），其特征在于：　热泵单元（Ⅰ）是由压缩机（１）、冷凝器（２）、贮液器（３）、蒸发器（４）通过铜管依次连接构成的闭合回路，在热泵单元中，在冷凝器和贮液器、贮液器和蒸发器之间的铜管上各加装一节流阀（５），构成双节流结构，在蒸发器（４）的热交换通道上通过阀门（１０）连接有作为空调用冷冻水使用的进水管（１１）和出水管（１２），　在贮水单元（Ⅱ）中，主水管（６）通过水泵（７）与冷凝器（２）的热交换通道的进水口相连接，冷凝器（２）的热交换通道的出水口通过混水阀（８）和冷水管道相连接，混和后的管道为供厨房、卫生间使用的热水管道，冷凝器（２）的出水口还与贮水箱（９）接通，并且在贮水箱（９）上接通有以供洗澡用水的管道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：连之伟，周湘江，范晓伟，王方，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]