本实用新型涉及空气源热泵技术领域，具体涉及一种以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵。
背景技术：
节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。能源危机正越来越严重地制约着我国国民经济的快速发展，近几年全国各地爆发的“电荒”让我们清楚地认识到这一问题的严重性，因此，节能项目的开展已经刻不容缓。
目前我国热泵热水器市场上普遍销售的空气源热泵热水器使用的是r22制冷剂，常规气候下，性能系数还是比较高的，而在我国北方地区，冬天寒冷季节环境温度均在－15℃左右，普通空气源热泵热水器性能系数比衰减至接近1，而且压缩比高，排气温度高导致系统润滑恶劣，因此r22使用环境工况受到限制。
为了解决上述技术问题，中国专利文献cn108488974a公开了一种跨临界二氧化碳空气源热泵冷、暖、水三联供系统及方法，包括压缩机、气体冷却器、回热器、蒸发器和气液分离器，压缩机的输出端与气体冷却器的输入端相连，气体冷却器的输出端与回热器的输入端相连，回热器的输出端通过一膨胀阀与蒸发器的输入端相连，蒸发器的输出端与气液分离器的输入端相连，气液分离器的输出端与回热器的输入端相连，回热器的输出端与压缩机的输入端相连。该方案中采用二氧化碳作为工作介质，虽然在一定程度上解决了能效衰减的问题，但是从气液分离器输出的制冷剂又进入回热器中吸收热量后直接进入压缩机循环，会造成进入压缩机的气体温度较高，对系统的破坏较大，此外，制冷剂也会从回热器携带一部分的液体进入压缩机中，同样影响压缩机的压缩效率。
技术实现要素：
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的具有回热循环的空气源热泵压缩效率较低的缺陷，从而提供一种压缩效率较高的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，包括：
冷却器，分别与压缩机的出口和回热器的第一进口连接；
回热器，内设有并联连接的第一管路和第二管路，所述第一管路的第一进口和第一出口分别与所述冷却器的出口和蒸发器的进口连接，所述第二管路的第二进口和第二出口分别与所述蒸发器的出口和气液分离器的进口连接；
气液分离器，出口与压缩机的进口连接。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，还包括与所述冷却器连接的进水管和出水管，所述进水管和所述出水管中水的流动方向与所述冷却器中制冷剂的流动方向相反。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，所述进水管上设有流量调节阀。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，所述出水管还与保温水箱连接。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，所述制冷剂为二氧化碳。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，还包括设于所述蒸发器和所述压缩机之间的电磁阀。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，在所述回热器和所述蒸发器之间还依次设有过滤器和电子膨胀阀。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，还包括分设在所述压缩机的出口的高压开关和所述压缩机的进口的低压开关。
所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，还包括设于所述蒸发器一侧的风机。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
1.本实用新型提供的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，从蒸发器中交换热量后的制冷剂先进入回热器吸收一部分热量后再进入气液分离器分离，分离后的气态制冷剂最终进入压缩机中循环。这样不仅使得制冷剂从蒸发器处输出后可以在回热器中尽量全部蒸发为气体，还在经过气液分离器后将其中夹杂的液体全部除去，从而保证进入压缩机中的制冷剂全部为气态，同时制冷剂的温度也会相应降低，最大程度上降低了过热气体和液体对系统的破坏，提高了压缩机的压缩效率。
2.本实用新型提供的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，与冷却器连接的进水管上流量调节阀的设置，使得可以通过调节流量调节阀的开启情况，控制从出水管流出的水温，从而快速制取所需温度的热水，提高系统能效。
3.本实用新型提供的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，以二氧化碳作为压缩循环的制冷剂，弥补了低温情况下常规制冷剂能效衰减的弊端，且使用带回热循环的制冷方式，提高了制热量及能效比。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵的示意图。
附图标记说明：
1－压缩机；2－冷却器；3－回热器；4－蒸发器；5－气液分离器；6－第一管路；7－第二管路；8－进水管；9－出水管；10－流量调节阀；11－保温水箱；12－电磁阀；13－过滤器；14－电子膨胀阀；15－高压开关；16－低压开关；17－电机；18－轴流风叶。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵的一种具体实施方式，包括压缩机1、冷却器2、回热器3、蒸发器4和气液分离器5，蒸发器4为翅片管式蒸发器。冷却器2的进口和出口分别与压缩机1的出口和回热器3的第一进口连接。回热器3内设有并联连接的第一管路6和第二管路7，第一管路6和第二管路7均为螺旋状管路，以在有效的空间内增大换热面积，且第一管路6和第二管路7尽量相互靠近设置，保证换热效率；所述第一管路6的第一进口和第一出口分别与所述冷却器2的出口和蒸发器4的进口连接，所述第二管路7的第二进口和第二出口分别与所述蒸发器4的出口和气液分离器5的进口连接，第一管路6的第一进口和第二管路7第二出口处于同一水平线，即回热器3靠上的位置，第一管路6的第一出口和第二管路7的第二进口处于同一水平线，即回热器3靠下的位置。气液分离器5的出口与压缩机1的进口连接。
制热循环过程如图1中黑色箭头方向所示，制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气体进入冷却器2，在冷却器2中与冷水进水进行热交换，从而对冷水进行加热，同时制冷剂温度降低经回热器3放热给蒸发器4输出的低温气体，温度继续降低，并进入蒸发器4中，在蒸发器4中与外界空气进行热交换并蒸发为低温低压制冷剂气体，最后再经回热器3吸收来自冷却器2放出的热量形成过热蒸汽，过热蒸汽经气液分离器5分离出含有的液体后，回流至压缩机1中，形成闭合循环。
为了方便制取热水，在所述冷却器2上还连接有进水管8和出水管9，所述进水管8和所述出水管9中水的流动方向与所述冷却器2中制冷剂的流动方向相反。即进水管8设置在下，出水管9设置在上，而制冷剂的流动方向为自上而下。
为了便于快速制取所需温度的热水，所述进水管8上设有流量调节阀10。流量调节阀10开口越大，从出水管9流出的水温温度越低，反之，流量调节阀10开口越小，从出水管9流出的水温温度越高，提高了系统能效。同时，所述出水管9还与保温水箱11连接，方便热水的存储。
为了提高系统的制热量，提高能效比，所述制冷剂为二氧化碳。
在所述蒸发器4和所述压缩机1之间还设有电磁阀12。制热循环时，电磁阀12断开。当需要对蒸发器4进行化霜时，电磁阀12闭合，制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气体，通过电磁阀12进入蒸发器4，在蒸发器4中放出热量，融化由于制热时产生的冷凝霜雪，最后再经过回热器3和气液分离器5回流至压缩机1中。如此周而复始地对蒸发器4进行加热，直至霜雪完全融化后自动转化为制热模式。
在所述回热器3和所述蒸发器4之间还依次设有过滤器13和电子膨胀阀14。从冷却器2输出的低温高压制冷剂气体经过滤器13过滤和电子膨胀阀14节流后转变为低温低压制冷剂气体。
为了便于控制整个系统的运行，还包括plc控制器、温度传感器，分设在所述压缩机1的出口的高压开关15和所述压缩机1的进口的低压开关16。
为了提高换热效率，在所述蒸发器4一侧还设有风机，风机包括电机17以及与电机17连接的轴流风叶18。
制热循环过程具体为，如图1中黑色箭头方向所示，制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气体经高压开关15进入冷却器2，在冷却器2中与冷水进水进行热交换，从而对冷水进行加热，冷水经流量调节阀10调节流量大小后，自冷却器2的底端进入，与制冷剂交换热量后，从冷却器2的顶端输出，并经出水管9输送至保温水箱11中储存，循环方向如图1中的白色箭头所示。同时制冷剂温度降低经回热器3放热给蒸发器4输出的低温气体，温度继续降低，经过滤器13和电子膨胀阀14节流后，并进入蒸发器4中，在蒸发器4中与通过电机17和轴流风叶18与外界空气进行热交换并蒸发为低温低压制冷剂气体，最后再经回热器3吸收来自冷却器2放出的热量形成过热蒸汽，过热蒸汽经气液分离器5分离出含有的液体后，经低压开关16回流至压缩机1中，形成闭合循环。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
1.一种以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，包括：
冷却器(2)，分别与压缩机(1)的出口和回热器(3)的第一进口连接；
回热器(3)，内设有并联连接的第一管路(6)和第二管路(7)，所述第一管路(6)的第一进口和第一出口分别与所述冷却器(2)的出口和蒸发器(4)的进口连接，所述第二管路(7)的第二进口和第二出口分别与所述蒸发器(4)的出口和气液分离器(5)的进口连接；
气液分离器(5)，出口与压缩机(1)的进口连接。
2.根据权利要求1所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，还包括与所述冷却器(2)连接的进水管(8)和出水管(9)，所述进水管(8)和所述出水管(9)中水的流动方向与所述冷却器(2)中制冷剂的流动方向相反。
3.根据权利要求2所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，所述进水管(8)上设有流量调节阀(10)。
4.根据权利要求2所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，所述出水管(9)还与保温水箱(11)连接。
5.根据权利要求2所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，所述制冷剂为二氧化碳。
6.根据权利要求1－5任一项所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，还包括设于所述蒸发器(4)和所述压缩机(1)之间的电磁阀(12)。
7.根据权利要求1－5任一项所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，在所述回热器(3)和所述蒸发器(4)之间还依次设有过滤器(13)和电子膨胀阀(14)。
8.根据权利要求1-5任一项所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，还包括分设在所述压缩机(1)的出口的高压开关(15)和所述压缩机(1)的进口的低压开关(16)。
9.根据权利要求1-5任一项所述的以二氧化碳为制冷剂带有回热循环的空气源热泵，其特征在于，还包括设于所述蒸发器(4)一侧的风机。
技术总结