本發(fā)明屬于熱能轉(zhuǎn)換和利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的空氣源熱泵在使用過程中當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)(例如在寒冷地區(qū)、比如我國東北等地區(qū))，無法充分地吸取環(huán)境中的熱量用于制熱、供暖或制取熱水，導(dǎo)致整個(gè)熱泵系統(tǒng)的能效較低，COP值較低，能耗較大，且還極大可能地會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜等不利現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的工作性能較差，無法滿足用戶正常使用(例如供暖、制熱、或制取熱水)的需求；而且制出的熱水溫度范圍要么較高、要么較低，制取熱水的溫度范圍有限，不能滿足用戶所需熱水溫度的需求和供暖需求。現(xiàn)有技術(shù)中跨臨界CO₂技術(shù)在供暖領(lǐng)域CO₂出氣冷器溫度較高，能效比不高；氟利昂系統(tǒng)在低溫環(huán)境下熱量急劇衰減，并受自身性質(zhì)影響，很難制出高溫?zé)崴?。因此急需要研制出一種新型的熱泵系統(tǒng)，以改善上述的不利情況。

由于現(xiàn)有技術(shù)中的空氣源熱泵在使用過程中當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)存在系統(tǒng)的能效較低，COP值較低，能耗較大，以及供暖熱水和/或制取熱水溫度范圍不能滿足用戶需求等技術(shù)問題，因此本發(fā)明研究設(shè)計(jì)出一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的空氣源熱泵存在制取熱水溫度范圍受限、不能滿足用戶需求的缺陷，從而提供一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)，其包括由第一壓縮機(jī)、第一冷凝器、第一膨脹閥、蒸發(fā)器組成的主循環(huán)回路，所述第一冷凝器用于與第一水管換熱以制取熱水或供暖，其中在所述第一冷凝器和所述第一膨脹閥之間的管路上還設(shè)置有第二冷凝器，還包括通過所述第二冷凝器與所述主循環(huán)回路復(fù)疊連接的輔助循環(huán)回路，所述輔助循環(huán)回路用于與第二水管進(jìn)行換熱以制取熱水或進(jìn)行供暖。

優(yōu)選地，所述輔助循環(huán)回路包括第二壓縮機(jī)、第二膨脹閥、第三冷凝器和所述第二冷凝器，所述第二冷凝器作為所述輔助循環(huán)回路的蒸發(fā)器，且所述第三冷凝器連接所述第二水管以對(duì)其進(jìn)行換熱。

優(yōu)選地，在所述主循環(huán)回路中、位于所述第一冷凝器和所述第二冷凝器之間還設(shè)置有渦流管，所述渦流管的進(jìn)口連至所述第一冷凝器，第一出口連至所述第二冷凝器，第二出口連接有能用于制取熱水或供暖的旁通支路。

優(yōu)選地，所述第一出口為所述渦流管的低溫出口，所述第二出口為所述渦流管的高溫出口。

優(yōu)選地，所述旁通支路上還設(shè)置有第四冷凝器，所述第四冷凝器連接有第三水管并與該第三水管進(jìn)行換熱以制取熱水或供暖。

優(yōu)選地，所述旁通支路上位于所述第四冷凝器的下游端還設(shè)置有第三膨脹閥，該旁通支路的另一端連回至所述第一壓縮機(jī)的吸氣端。

優(yōu)選地，所述第一水管、所述第二水管和所述第三水管匯合后連接至輸出水管，且在所述第一水管、所述第二水管、所述第三水管中的至少一個(gè)上設(shè)置有控制水路通斷的調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，所述第三水管連接至所述第一水管，且所述第一水管和所述第二水管通過混水閥進(jìn)行水路匯合，所述混水閥的輸出端連接至所述輸出水管，且所述混水閥還包括與自來水相連通的進(jìn)水管。

優(yōu)選地，在所述主循環(huán)回路上、位于所述第一冷凝器的下游端或位于所述第二冷凝器的下游端還設(shè)置有回?zé)崞鳎纬伤龌責(zé)崞鞯囊粨Q熱側(cè)，所述蒸發(fā)器的下游管路貫穿所述回?zé)崞?、形成所述回?zé)崞鞯牧硪粨Q熱側(cè)。

優(yōu)選地，在所述主循環(huán)回路上、位于所述第一壓縮機(jī)的吸氣端處還設(shè)置有油氣液分離器，所述油氣液分離器包括氣體出口端和油出口端，所述氣體出口端連至所述第一壓縮機(jī)的吸氣端，所述油出口端連至所述第一壓縮機(jī)的油池中。

優(yōu)選地，所述主循環(huán)回路中以及旁通支路中的冷媒為CO₂，所述輔助循環(huán)回路中的冷媒為R134a。

本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)具有如下有益效果：

1.通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)，通過在原有熱泵熱水系統(tǒng)的循環(huán)回路中的冷凝器的下游端增設(shè)一低溫級(jí)的冷凝器、并且采用輔助循環(huán)回路相復(fù)疊的方式，能夠進(jìn)一步地吸收從高溫級(jí)冷凝器中放完熱的冷媒中的熱量，使得能夠通過復(fù)疊輔助循環(huán)回路能夠進(jìn)一步制取溫度較低的水，與第一冷凝器制取的溫度較高的水一起，能夠使得制取熱水的溫度范圍大大地?cái)U(kuò)寬，實(shí)現(xiàn)了水溫的智能化調(diào)節(jié)，能夠滿足不同用戶對(duì)熱水的不同溫度的需求；

2.通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)，通過復(fù)疊系統(tǒng)的第二冷凝器換熱后使得冷媒繼續(xù)被冷卻，有效地增大了過冷度，經(jīng)過膨脹閥二次節(jié)流后比較容易使CO₂冷媒膨脹至低溫工況，在超低溫工況工作能夠提高與蒸發(fā)器的換熱效率，并且結(jié)合兩次節(jié)流均有效地提升了系統(tǒng)的能效，減小了能耗，提高了系統(tǒng)的COP值；

3.通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)，通過在第一和第二冷凝器之間設(shè)置渦流管和與渦流管出口相接的旁通支路的形式，能夠旁通一部分經(jīng)過放熱冷凝的冷媒至旁通支路中進(jìn)而用于放熱制取熱水或供暖，能夠提供另外一部分不同溫度區(qū)間的熱水，使得原有的熱水溫度范圍進(jìn)一步地得到增大，更優(yōu)地滿足不同用戶對(duì)熱水的不同溫度的需求；

4.通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)，通過在第一和第二冷凝器之間設(shè)置渦流管和與渦流管出口相接的旁通支路的形式，并使旁通支路的另一端連回至第一壓縮機(jī)的吸氣端，能夠通過該旁通支路形成主循環(huán)回路的補(bǔ)氣增焓回路，能夠在室外環(huán)境溫度較低時(shí)繼續(xù)保證循環(huán)回路中的冷媒循環(huán)流動(dòng)，防止蒸發(fā)器不工作而導(dǎo)致冷媒無法回流至壓縮機(jī)的情況的發(fā)生，并且有效地利用了渦流管熱端的熱量，提升了系統(tǒng)的能效，減小了能耗，提高COP值，且還能優(yōu)化結(jié)霜情況的出現(xiàn)。

5.通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)，通過將第一、第二、第三水管進(jìn)行匯合以及在每個(gè)水管上設(shè)置閥且配合自來水管的形式，能夠根據(jù)用戶的對(duì)水溫高低的不同需要調(diào)節(jié)和混合處滿足用戶需要的水溫的熱水，從而適用性更廣，消費(fèi)者滿意程度更高。

6.通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)，利用了跨臨界CO₂較高能效比與出高溫?zé)崴膬?yōu)勢(shì)，并且采用在循環(huán)回路中冷凝器下游端增設(shè)一低溫級(jí)的冷凝器、采用輔助循環(huán)回路相復(fù)疊的方式實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水進(jìn)水溫度較高(>40℃)并且CO₂溫度降低到臨界點(diǎn)(31℃)以下，充分利用了跨臨界CO₂熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與CO₂在超低溫度優(yōu)越的流動(dòng)性能與換熱性能，實(shí)現(xiàn)了超低溫空氣源熱泵供暖需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記表示為：

1—第一壓縮機(jī)(或稱CO₂壓縮機(jī))，2—第一冷凝器(或稱CO₂氣冷器)，3—回?zé)崞鳎?—渦流管，5—第二冷凝器(或稱低溫氣冷器)，6—第一膨脹閥(或稱第一節(jié)流閥)，7—蒸發(fā)器，8—油氣液分離器，81—?dú)怏w出口端，82—油出口端，9—第二壓縮機(jī)(或稱R134a壓縮機(jī))，10—第三冷凝器(或稱R134a冷凝器)，11—第二膨脹閥(或稱第二節(jié)流閥)，12—第四冷凝器(或稱換熱器)，13—第三膨脹閥(或稱第三節(jié)流閥)，14—調(diào)節(jié)閥，15—混水閥，16—第一水管，17—第二水管，18—第三水管，19—旁通支路，20—輸出水管，21—進(jìn)水管。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明提供一種超低溫環(huán)境下供暖供熱(可調(diào)水溫)熱泵系統(tǒng)，其包括由第一壓縮機(jī)1、第一冷凝器2、第一膨脹閥6、蒸發(fā)器7組成的主循環(huán)回路，所述第一冷凝器2用于與第一水管16換熱以制取熱水或供暖，其中在所述第一冷凝器2和所述第一膨脹閥6之間的管路上還設(shè)置有第二冷凝器5，還包括通過所述第二冷凝器5與所述主循環(huán)回路復(fù)疊連接的輔助循環(huán)回路，所述輔助循環(huán)回路用于與第二水管17進(jìn)行換熱以制取熱水或進(jìn)行供暖。

通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱(可調(diào)水溫)熱泵系統(tǒng)，通過在原有熱泵熱水系統(tǒng)的循環(huán)回路中的冷凝器的下游端增設(shè)一低溫級(jí)的冷凝器、并且采用輔助循環(huán)回路相復(fù)疊的方式，能夠進(jìn)一步地吸收從高溫級(jí)冷凝器中放完熱的冷媒中的熱量，使得能夠通過復(fù)疊輔助循環(huán)回路能夠進(jìn)一步制取溫度較低的水，與第一冷凝器制取的溫度較高的水一起，能夠使得制取熱水的溫度范圍大大地?cái)U(kuò)寬，能夠滿足不同用戶對(duì)熱水的不同溫度的需求。這里需要解釋一下的就是，之所以采用復(fù)疊輔助循環(huán)回路，是因?yàn)槿绻诘诙淠魃舷噙B接一水管路，由于此時(shí)冷媒的溫度較低，不一定能夠保證冷媒能對(duì)水進(jìn)行放熱從而制取熱水，但是采用了復(fù)疊輔助循環(huán)回路之后，便可以通過壓縮機(jī)的功耗帶動(dòng)輔助循環(huán)回路從第二冷凝器處不斷地吸取熱量、以用于制取熱水了，這是本發(fā)明的一大改進(jìn)，不僅能夠制取不同溫度區(qū)間的熱水，還能從溫度較低的冷媒處持續(xù)不斷地制取熱水，以用于制熱或供暖。

并且本發(fā)明通過采用復(fù)疊系統(tǒng)的第二冷凝器換熱后使得冷媒繼續(xù)被冷卻，有效地增大了其過冷度(能優(yōu)選被冷卻至0℃左右)，經(jīng)過膨脹閥二次節(jié)流后比較容易使CO₂冷媒膨脹至低溫工況(能優(yōu)選達(dá)到至-40℃左右左右)，在超低溫工況工作能夠提高與蒸發(fā)器的換熱效率，提高系統(tǒng)的COP值。

優(yōu)選地，所述輔助循環(huán)回路包括第二壓縮機(jī)9、第二膨脹閥11、第三冷凝器10和所述第二冷凝器5，所述第二冷凝器5作為所述輔助循環(huán)回路的蒸發(fā)器，且所述第三冷凝器10連接所述第二水管17以對(duì)其進(jìn)行換熱。通過將輔助循環(huán)回路包括第二壓縮機(jī)、第二膨脹閥、第三冷凝器和第二冷凝器，能夠使其形成一制冷或熱泵循環(huán)回路，并且通過第二冷凝器與主循環(huán)回路之間進(jìn)行熱交換，通過壓縮機(jī)做功，使得輔助循環(huán)回路從主循環(huán)回路上吸收熱量，再通過輔助循環(huán)回路上的第三冷凝器10對(duì)水進(jìn)行加熱，從而達(dá)到制取與第一冷凝器不同溫度區(qū)間的熱水，以提高供暖熱水或制熱熱水的所需溫度范圍，滿足用戶的廣泛的要求。

優(yōu)選地，在所述主循環(huán)回路中、位于所述第一冷凝器2和所述第二冷凝器5之間還設(shè)置有渦流管4，所述渦流管4的進(jìn)口連至所述第一冷凝器2，第一出口連至所述第二冷凝器5，第二出口連接有能用于制取熱水或供暖的旁通支路19。

通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱(可調(diào)水溫)熱泵系統(tǒng)，通過在第一和第二冷凝器之間設(shè)置渦流管和與渦流管出口相接的旁通支路的形式，能夠旁通一部分經(jīng)過放熱冷凝的冷媒至旁通支路中進(jìn)而用于放熱制取熱水或供暖，能夠提供另外一部分不同溫度區(qū)間的熱水，使得原有的熱水溫度范圍進(jìn)一步地得到增大，更優(yōu)地滿足不同用戶對(duì)熱水的不同溫度的需求。

優(yōu)選地，所述第一出口為所述渦流管4的低溫出口，所述第二出口為所述渦流管4的高溫出口。通過將渦流管的第一出口選擇為其低溫出口能夠使得與第二冷凝器相連接的管路中的冷媒為中壓低溫的冷媒，將第二出口選擇為高溫出口能夠使得進(jìn)入旁通支路中的冷媒為中壓高溫的冷媒，從而使得進(jìn)入旁通支路中的冷媒具有熱量、進(jìn)而能夠?qū)λ苤械乃M(jìn)行加熱，使得加熱制取熱水的過程能夠得以持續(xù)地進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述旁通支路19上還設(shè)置有第四冷凝器12，所述第四冷凝器12連接有第三水管18并與該第三水管18進(jìn)行換熱以制取熱水或供暖。這是本發(fā)明的可調(diào)水溫的熱泵熱水系統(tǒng)的能夠進(jìn)一步制取不同溫度區(qū)間的熱水的優(yōu)選實(shí)施方式，通過在旁通支路上設(shè)置第四冷凝器和第三水管，能夠通過第四冷凝器對(duì)第三水管進(jìn)行換熱，從而制取第三水管中的熱水用于制熱或供暖。

優(yōu)選地，所述旁通支路19上位于所述第四冷凝器12的下游端還設(shè)置有第三膨脹閥13，該旁通支路19的另一端連回至所述第一壓縮機(jī)1的吸氣端。

通過本發(fā)明提供的一種超低溫環(huán)境下供暖供熱(可調(diào)水溫)熱泵系統(tǒng)，通過在旁通支路上位于第三冷凝器的下游端設(shè)置第三膨脹閥的形式，并使旁通支路的另一端連回至第一壓縮機(jī)的吸氣端，能夠通過該旁通支路形成主循環(huán)回路的補(bǔ)氣增焓回路，能夠在室外環(huán)境溫度較低時(shí)繼續(xù)保證循環(huán)回路中的冷媒循環(huán)流動(dòng)，防止蒸發(fā)器不工作而導(dǎo)致冷媒無法回流至壓縮機(jī)的情況的發(fā)生，有效地提升了系統(tǒng)的能效，減小了能耗，提高COP值，且還能防止結(jié)霜情況的出現(xiàn)。

優(yōu)選地，所述第一水管16、所述第二水管17和所述第三水管18匯合后連接至輸出水管20，且在所述第一水管16、所述第二水管17、所述第三水管18中的至少一個(gè)上設(shè)置有控制水路通斷的調(diào)節(jié)閥。將三個(gè)水管匯合能夠?qū)θ齻€(gè)不同溫度區(qū)間的熱水進(jìn)行有效地混合，并且結(jié)合在三個(gè)水管中的至少一個(gè)上設(shè)置調(diào)節(jié)閥的形式，優(yōu)選三個(gè)水管上均設(shè)置調(diào)節(jié)閥，能夠根據(jù)實(shí)際需求熱水的溫度的不同，打開或關(guān)閉相應(yīng)的水管，從而形成熱水的不同混合，以滿足實(shí)際熱水溫度的需求，提高了熱泵熱水系統(tǒng)的適用性能，提高消費(fèi)者的滿意度。

優(yōu)選地，所述第三水管18連接至所述第一水管16，且所述第一水管16和所述第二水管17通過混水閥15進(jìn)行水路匯合，所述混水閥15的輸出端連接至所述輸出水管20，且所述混水閥15還包括與自來水相連通的進(jìn)水管21。通過混水閥的結(jié)構(gòu)形式能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)多路以上的水管路進(jìn)行混合，且通過還設(shè)置與自來水相連通的進(jìn)水管的結(jié)構(gòu)形式，能夠?qū)η笆鋈匪茉倩旌献⑷胱詠硭?即冷水)，從而能夠?qū)η笆龅幕旌蠠崴M(jìn)行降溫，進(jìn)而進(jìn)一步更加有效地調(diào)節(jié)熱水的溫度，實(shí)現(xiàn)熱水溫度大小調(diào)節(jié)的可控性和更加優(yōu)化的效果。

優(yōu)選地，在所述主循環(huán)回路上、位于所述第一冷凝器2的下游端或位于所述第二冷凝器5的下游端還設(shè)置有回?zé)崞?，形成所述回?zé)崞?的一換熱側(cè)，所述蒸發(fā)器7的下游管路貫穿所述回?zé)崞?、形成所述回?zé)崞?的另一換熱側(cè)。通過設(shè)置回?zé)崞?，第一能夠降低冷媒的冷凝溫度，即降低進(jìn)入蒸發(fā)器前的溫度，從而有效地提高蒸發(fā)效果、提高整個(gè)系統(tǒng)的熱泵效率，第二還能夠有效地提高進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣端的冷媒溫度，防止進(jìn)入壓縮機(jī)中的冷媒帶液從而形成液擊的現(xiàn)象的發(fā)生。

優(yōu)選地，在所述主循環(huán)回路上、位于所述第一壓縮機(jī)1的吸氣端處還設(shè)置有油氣液分離器8，所述油氣液分離器8包括氣體出口端81和油出口端82，所述氣體出口端81連至所述第一壓縮機(jī)1的吸氣端，所述油出口端82連至所述第一壓縮機(jī)1的油池中。通過在第一壓縮機(jī)吸氣端設(shè)置油氣液分離器的結(jié)構(gòu)形式，能夠?qū)M(jìn)入壓縮機(jī)中的冷媒進(jìn)行油氣和氣液的分離，防止進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口中的氣體帶油和帶液，防止液擊，也防止了壓縮機(jī)其他需要潤滑的部位缺油的情況的發(fā)生。

優(yōu)選地，所述主循環(huán)回路中以及旁通支路19中的冷媒為CO₂，所述輔助循環(huán)回路中的冷媒為R134a。這是本發(fā)明的冷媒的優(yōu)選種類，將主循環(huán)回路和旁通支路中的冷媒選擇為CO₂，是因?yàn)樵搩苫芈匪ぷ鞯沫h(huán)境是在極寒工況下，CO₂冷媒在跨臨界工況下可以制取高溫?zé)崴⑶以?40℃依然保持較低的粘度，優(yōu)越的流動(dòng)性能和傳熱性能，其恰好符合要求，使用CO₂能夠使得本發(fā)明的熱泵熱水系統(tǒng)能夠正常且良好地工作在室外低溫環(huán)境下，且維持吸熱制取熱水用以供暖或制熱；而輔助循環(huán)回路由于其屬于復(fù)疊系統(tǒng)中的類似于高溫級(jí)，其吸熱環(huán)境(即第二冷凝器)的溫度相對(duì)來說較高，因此使用常規(guī)的冷媒便可以保證其循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。

利用了跨臨界CO₂較高能效比與出高溫?zé)崴膬?yōu)勢(shì)，并且采用在循環(huán)回路中冷凝器下游端增設(shè)一低溫級(jí)的冷凝器、采用輔助循環(huán)回路相復(fù)疊的方式實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水進(jìn)水溫度較高(>40℃)并且CO₂溫度降低到臨界點(diǎn)(31℃)以下，充分利用了跨臨界CO₂熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與CO₂在超低溫度優(yōu)越的流動(dòng)性能與換熱性能，實(shí)現(xiàn)了超低溫空氣源熱泵供暖需求。

下面介紹一下本發(fā)明的工作原理和優(yōu)選實(shí)施例

本發(fā)明一種帶渦流管可調(diào)水溫的高效R134a/CO₂(跨臨界)熱泵系統(tǒng)，其包括CO₂壓縮機(jī)1、CO₂氣冷器2、回?zé)崞?、渦流管4、低溫氣冷器5、第一節(jié)流閥6、蒸發(fā)器7、油液氣分離器8組成的CO₂熱泵系統(tǒng)，包括R134a壓縮機(jī)9、R134a冷凝器10、第二節(jié)流閥11、低溫氣冷器5組成的R134a熱泵系統(tǒng)，包括渦流管4、換熱器12、第三節(jié)流閥13、油液氣分離器8組成的渦流管旁路系統(tǒng)，包括CO₂氣冷器2、R134a冷凝器10、換熱器12、調(diào)節(jié)閥14、混水閥15組成的水路系統(tǒng)。

所述CO₂壓縮機(jī)1進(jìn)口連接油液氣分離器8的氣出口，回油口連接油液氣分離器8底部油分離口，出口連接CO₂氣冷器2制冷劑進(jìn)口；所述CO₂氣冷器2一側(cè)進(jìn)口連接CO₂壓縮機(jī)1，出口連接回?zé)崞?進(jìn)口，另一側(cè)進(jìn)口連接自來水，出口連接混水閥15；所述回?zé)崞?一側(cè)進(jìn)口連接蒸發(fā)器7出口，出口連接油液氣分離器8進(jìn)口，回?zé)崞?另一側(cè)進(jìn)口連接CO₂氣冷器2，出口連接渦流管4；所述渦流管4進(jìn)口為中溫的氣體，熱端出口連接換熱器12進(jìn)口，冷端出口連接低溫氣冷器5一側(cè)進(jìn)口；所述低溫氣冷器5一側(cè)進(jìn)口連接渦流管4冷端出口，出口連接第一節(jié)流閥6，低溫氣冷器5另一側(cè)進(jìn)口連接第二節(jié)流閥11出口連接R134a壓縮機(jī)9；所述第一節(jié)流閥6進(jìn)口連接低溫氣冷器5，出口連接蒸發(fā)器7；所述蒸發(fā)器7一側(cè)連接環(huán)境，另一側(cè)進(jìn)口連接第一節(jié)流閥6，出口連接回?zé)崞?；所述回?zé)崞?一側(cè)進(jìn)口連接蒸發(fā)器7出口，出口連接油液氣分離器8進(jìn)口，回?zé)崞?另一側(cè)進(jìn)口連接CO₂氣冷器2，出口連接渦流管4；所述油液氣分離器8進(jìn)氣口連接回?zé)崞?出口與節(jié)流閥13出口，所述油液氣分離器8氣出口連接壓縮機(jī)1吸氣口，油液氣分離器8油出口連接壓縮機(jī)1回油口。

所述R134a冷凝器10一側(cè)進(jìn)口連接R134a壓縮機(jī)9排氣口，出口連接第二節(jié)流閥11，另一側(cè)進(jìn)口連接自來水，出口連接混水閥15。

本發(fā)明專利可在環(huán)境溫度-30℃運(yùn)行，所述蒸發(fā)器7所處環(huán)境溫度可達(dá)-35℃；復(fù)疊高溫級(jí)的R134a冷凝器10可達(dá)到60℃進(jìn)水，70℃出水；所述CO₂氣冷器2可達(dá)到40℃進(jìn)水，95℃出水；所述CO2熱泵系統(tǒng)為跨臨界循環(huán)，所述CO₂熱泵系統(tǒng)含有渦流管4與低溫氣冷器5，所述換熱器12可由渦流管4熱端出口CO₂氣體與自來水換熱，使較高溫度的水進(jìn)入氣冷器2的熱水主路，繼而連接混水閥15；所述CO₂熱泵系統(tǒng)含有兩個(gè)氣冷器，并且低溫氣冷器與R134a復(fù)疊，所述混水閥13可由95℃進(jìn)水、70℃進(jìn)水與自來水進(jìn)水混合，用戶可通過調(diào)節(jié)不同閥門開度達(dá)到不同的水溫。

比如在環(huán)境溫度-30℃時(shí)，所述蒸發(fā)器7蒸發(fā)溫度-35℃；復(fù)疊高溫級(jí)的R134a冷凝器10可達(dá)到40℃進(jìn)水，70℃出水；所述CO₂氣冷器2可達(dá)到40℃進(jìn)水，95℃出水；所述CO₂熱泵系統(tǒng)為跨臨界循環(huán)，所述渦流管4進(jìn)口為高壓，50℃的狀態(tài)，熱端出口為70℃(質(zhì)量流量減小)進(jìn)入換熱器12與水換熱使較高溫度的水進(jìn)入氣冷器2的熱水主路，繼而連接混水閥15；所述CO₂熱泵系統(tǒng)含有兩個(gè)氣冷器，并且低溫氣冷器與R134a復(fù)疊，所述混水閥13可由95℃進(jìn)水、70℃進(jìn)水與自來水進(jìn)水混合，用戶可通過調(diào)節(jié)不同閥門開度達(dá)到不同的水溫。

以上所述僅是本專利的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本專利的保護(hù)范圍，比如回?zé)崞?3)的刪減、節(jié)流閥的替換等，低溫氣冷器復(fù)疊端并不局限于R134a，其他中高溫制冷劑也在保護(hù)范圍之內(nèi)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各有利方式可以自由地組合、疊加。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。