二氧化碳熱泵余熱回收系統的制作方法
【專利摘要】一種二氧化碳熱泵余熱回收系統，包括：有機工質CO2換熱器，CO2空調換熱器，CO2熱泵壓縮機，冷凝換熱器，CO2膨脹器，空調進出水口，有機工質CO2換熱器順次與CO2空調換熱器、CO2熱泵壓縮機、冷凝換熱器、CO2膨脹器連接，其中CO2空調換熱器與空調進出水口連接；系統回收利用有機工質余熱提高膨脹后CO2的溫度，在有機工質CO2換熱器中與有機工質換熱后輸出的低溫CO2可以作為CO2空調換熱器的冷源制冷，能量得到高效的利用從而達到節能的作用，同時冷凝器端可制備高溫熱水即可供暖，又可以做為其它系統的熱源。
【專利說明】二氧化碳熱泵余熱回收系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于一種余熱回收系統，特別是一種二氧化碳熱泵余熱回收系統。
【背景技術】
[0002]國內外對于低溫熱能利用的研究主要開始于20世紀70年代的石油危機時期。其中，有機物朗肯循環與熱泵的研究和應用最為廣泛。早在1924年，就有人開始研究采用二苯醚作為工質的有機物朗肯循環。到目前為止，全世界已有2000多套ORC裝置在運行，并且有十幾家生產制造企業，生產出單機容量為14000kW的ORC發電機組。對低溫熱能發電技術的研究主要集中在以下幾個方面:工質的熱力學特性和環保性能；混合工質的應用；熱力循環的優化等。國外有機朗肯循環低溫熱發電技術主要應用于地熱發電，低溫有機工質發電是通過利用低溫熱(100°C )來加熱某種沸點較低的工質，使之變為高壓有機蒸汽，推動汽輪機去帶動發電機發電。和常規的有機朗肯循環一樣，由蒸發器、汽輪機、冷凝器和工質泵組成，工質在熱力設備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個過程，使熱能不斷轉化為機械能，再由發電機將機械能轉化為人們所需要的電能。然而有機工質做功后的余熱沒有很好的應用。
[0003]熱泵是全世界倍受關注的新節能技術。熱泵按熱源獲取來源的種類可分為:水源熱泵，地源熱泵，空氣源熱泵，雙源熱泵(水源熱泵和空氣源熱泵結合)。熱泵按工作環境溫度的種類可分為:低溫熱泵，普通熱泵。熱泵按產熱溫度的種類可分為:中溫熱泵(50-70度)高溫熱泵(80-90度)。其中CO2熱泵就是采用CO2作為制冷劑的熱泵或空調，普通熱泵一般采用氟利昂作為制冷劑，兩者的工作原理基本是一樣的，都屬于蒸汽壓縮式，但也稍有不同，CO2熱泵屬于超臨界循環，即在冷凝器端，CO2是不會被冷凝成液體的，而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液體再節流的。應用CO2做為制冷劑的主要原因是目前大量使用的氟利昂如R12、R22等被證明對環境有破壞作用，一個破壞作用是對臭氧層的破壞，一個是具有溫室效應，而CO2是地球本身就有的氣體，來自于地球，即使排放到地球對環境也沒有影響。但CO2作為制冷劑的熱泵系統，其工作壓力超高，高壓超過100kgf/cm2，而R22的熱泵系統高壓一般為2kgf/cm2多，因此，CO2熱泵系統的配件、銅管等都需要耐高壓，由此導致其成本比一般的熱泵系統高很多。但作為熱泵來說，采用CO2還有一個好處就是其排氣溫度較高，而且在低溫下的效果也比較好，作為熱泵熱水器來說，就意味著可以燒更高溫度的熱水，如90°C，也可以在更低環境溫度下工作，如-15°C等。熱泵系統完全可以回收有機工質發電后余熱。同時因CO2熱泵系統膨脹后溫度可以達到0度以下，做為制冷溫度太低，需要升溫后才能向建筑物制冷。
【發明內容】
[0004]為合理回收有機工質余熱，同時能更合理的利用C02熱泵系統為建筑物制冷，本發明設計一種二氧化碳熱泵余熱回收系統，
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:整個系統包括:有機工質CO2換熱器，CO2空調換熱器，CO2熱泵壓縮機，冷凝換熱器，CO2膨脹器，空調進出水口 ；有機工質CO2換熱器順次與CO2空調換熱器、CO2熱泵壓縮機、冷凝換熱器、CO2膨脹器連接，其中CO2空調換熱器與空調進出水口連接；低溫有機工質15°c輸入到有機工質CO2換熱器中進行熱量交換，換熱后0°c氣態的CO2后通過CO2空調換熱器換熱，將中介水變為5°C為建筑物制冷，制冷后25°C中介水從空調進出水口返回到CO2空調換熱器換熱，換熱后的CO2為23°C氣態的CO2,再通過CO2熱泵壓縮機壓縮變為100°C超臨界C02，100°C超臨界CO2經過冷凝換熱器與15°C的低溫熱源進入冷凝換熱器進行換熱，換熱后低溫熱源變為85°C高溫熱水，熱交換后的CO2為25°C通過CO2膨脹器降溫后為_5°C輸入到有機工質CO2換熱器中與15°C的低溫有機工質換熱，換熱后有機工質變為7V, CO2變為0°C進入CO2空調換熱器繼續循環。
[0006]本發明的有益效果是:系統回收利用有機工質余熱提高膨脹后CO2的溫度，在有機工質CO2換熱器中與有機工質換熱后輸出的低溫CO2可以作為CO2空調換熱器的冷源制冷，能量得到高效的利用從而達到節能的作用，同時冷凝器端可制備高溫熱水即可供暖，又可以做為其它系統的熱源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明
[0008]圖1為本發明的原理圖。
[0009]圖1中1.有機工質CO2換熱器，2.空調換熱器，3.CO2熱泵壓縮機，4.冷凝換熱器，
5.CO2膨脹器，6.空調進出水口。
【具體實施方式】
[0010]二氧化碳熱泵余熱回收系統包括:有機工質CO2換熱器1，C02空調換熱器2，CO2熱泵壓縮機3，冷凝換熱器4，CO2膨脹器5，空調進出水口 6 ;有機工質CO2換熱器I順次與CO2空調換熱器2、CO2熱泵壓縮機3、冷凝換熱器4、CO2膨脹器5連接，其中CO2空調換熱器2與空調進出水口 6連接；低溫有機工質15°C輸入到有機工質CO2換熱器I中進行熱量交換，換熱后0°C氣態的CO2后通過CO2空調換熱器2換熱，將中介水變為5°C為建筑物制冷，制冷后25°C中介水從空調進出水口 6返回到CO2空調換熱器2換熱，換熱后的CO2為23°C氣態的CO2,再通過CO2熱泵壓縮機3壓縮變為100°C超臨界C02，100°C超臨界CO2經過冷凝換熱器4與15°C的低溫熱源進入冷凝換熱器4進行換熱，換熱后低溫熱源變為85°C高溫熱水，熱交換后的CO2為25°C通過CO2膨脹器5降溫后為_5°C輸入到有機工質CO2換熱器I中與15°C的低溫有機工質換熱，換熱后有機工質變為7 V，CO2變為0°C進入CO2空調換熱器2繼續循環。
[0011]本發明不局限于本實施例，任何在本發明披露的技術范圍內的等同構思或者改變，均列為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.二氧化碳熱泵余熱回收系統，整個系統包括:有機工質CO2換熱器(I)，CO2空調換熱器(2)，CO2熱泵壓縮機(3)，冷凝換熱器(4)，CO2膨脹器(5)，空調進出水口(6);其特征在于:有機工質CO2換熱器(I)順次與CO2空調換熱器(2)、CO2熱泵壓縮機(3)、冷凝換熱器(4)、CO2膨脹器(5)連接，其中CO2空調換熱器(2)與空調進出水口(6)連接；低溫有機工質15°C輸入到有機工質CO2換熱器(I)中進行熱量交換，換熱后0°C氣態的CO2后通過CO2空調換熱器(2)換熱，將中介水變為5°C為建筑物制冷，制冷后25°C中介水從空調進出水口(6)返回到CO2空調換熱器(2)換熱，換熱后的CO2為23°C氣態的CO2，再通過CO2熱泵壓縮機(3)壓縮變為100°C超臨界C02，100°C超臨界CO2經過冷凝換熱器(4)與15°C的低溫熱源進入冷凝換熱器(4)進行換熱,換熱后低溫熱源變為85°C高溫熱水,熱交換后的CO2為25°C通過CO2膨脹器(5)降溫后為_5°C輸入到有機工質CO2換熱器(I)中與15°C的低溫有機工質換熱，換熱后有機工質變為7V, CO2變為0°C進入CO2空調換熱器(2)繼續循環。
【文檔編號】F25B27/02GK103615829SQ201310521295
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】婁愛宏, 姚偉君 申請人:大連葆光節能空調設備廠