專利名稱：由氨循環(huán)回路與二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用天然介質(zhì)的熱泵系統(tǒng)，特別是涉及使用天然介質(zhì)的氨和二氧化碳卻能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的新型的熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了防止對(duì)地球周圍的臭氧層造成破壞和地球出現(xiàn)暖化現(xiàn)象，在蒙特利爾協(xié)議和防止地球溫暖化京都會(huì)議中，就禁止或削減使用含氟氯化碳(CFC)、氫化含氟氯化碳(HCFC)、氫化氟代烴(HFC)等制冷劑的目標(biāo)作出了決議。CFC、HCFC、HFC分別被稱作特定鹵化碳、指定鹵化碳、替代鹵化碳，對(duì)其具體的限制是，對(duì)于特定鹵化碳，到1995年末完全禁止使用，對(duì)于指定鹵化碳，預(yù)定到2020年完全禁止使用，而對(duì)于替代鹵化碳，向大氣中的排放也受到嚴(yán)格限制。這樣，在冷凍空調(diào)設(shè)備等的熱泵系統(tǒng)中，使用氨、二氧化碳、空氣、水等天然介質(zhì)就變得必要了。
但是，氨具有毒性，使用上受到很多限制，例如，若要在包括非特定大客流的超級(jí)市場(chǎng)的商品陳列櫥、飯店等在內(nèi)的各種大廈的空調(diào)的蒸發(fā)器等中使用，安全上、經(jīng)營(yíng)上存在著難度。
而作為二氧化碳?xì)怏w，其臨界溫度(31.1℃)低、常溫下的飽和壓力高(作為一個(gè)例子，例如在31.1℃時(shí)，大約為75kg/cm2Abs)，因此，在蒸發(fā)溫度較高的空調(diào)用冷凍設(shè)備中使用時(shí)效率差，不利于使用。而當(dāng)因此而必須使用壓縮機(jī)時(shí)，相關(guān)設(shè)備要有較高的耐壓性能，因而不僅重量重而且價(jià)格高；由于存在這樣的問(wèn)題，作為利用氨和二氧化碳的二元冷凍裝置等的熱泵系統(tǒng)，盡管理論上可行，但實(shí)用上存在著問(wèn)題，目前的現(xiàn)狀是幾乎未得到采用。
本發(fā)明是基于對(duì)上述背景的認(rèn)識(shí)而嘗試性地開發(fā)的一種新型的熱泵系統(tǒng)，即，將氨和二氧化碳等存在于自然界中、能夠有機(jī)地重復(fù)循環(huán)的天然介質(zhì)組合起來(lái)加以利用，而對(duì)氨的缺點(diǎn)——毒性問(wèn)題和二氧化碳的缺點(diǎn)——常溫下飽和壓力高等所帶來(lái)的問(wèn)題加以解決，并使其達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用，使之能夠進(jìn)行冷卻(冷凍)和加熱(暖風(fēng))。
發(fā)明的公開即，權(quán)利要求1所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)屬于由以氨為介質(zhì)的氨循環(huán)回路和以二氧化碳為介質(zhì)的二氧化碳循環(huán)回路組合而成的、可進(jìn)行冷卻或加熱的熱泵系統(tǒng)，其特征是，所說(shuō)二氧化碳循環(huán)回路是在不安裝壓縮機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行自然循環(huán)。
根據(jù)該發(fā)明，由二氧化碳循環(huán)回路內(nèi)不需要安裝旨在使二氧化碳介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)的壓縮機(jī)，因此，不會(huì)形成大的動(dòng)力負(fù)荷，而且不必使用任何壓力容器，能夠提供廉價(jià)的熱泵系統(tǒng)。
權(quán)利要求2所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)是在前述權(quán)利要求1所說(shuō)的要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，具有如下特征而成，即，所說(shuō)不安裝壓縮機(jī)的情況下二氧化碳介質(zhì)的循環(huán)是利用使二氧化碳循環(huán)回路內(nèi)的二氧化碳介質(zhì)形成落差而產(chǎn)生的自然循環(huán)現(xiàn)象，加之對(duì)二氧化碳循環(huán)回路內(nèi)的一部分進(jìn)行加熱或冷卻而實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)該發(fā)明，是通過(guò)對(duì)落差加以利用的自然循環(huán)現(xiàn)象，加之對(duì)二氧化碳循環(huán)回路內(nèi)的一部分進(jìn)行加熱或冷卻而使二氧化碳介質(zhì)循環(huán)的，因此，能夠可靠且高效率地運(yùn)行。
權(quán)利要求3所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)是在前述權(quán)利要求1或2所說(shuō)的要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，具有如下特征而成，即，所說(shuō)二氧化碳循環(huán)回路由冷卻運(yùn)行時(shí)起作用的二氧化碳冷凍循環(huán)回路和加熱運(yùn)行時(shí)起作用的二氧化碳加熱循環(huán)回路構(gòu)成，并且，該二氧化碳冷凍循環(huán)回路是將使二氧化碳蒸發(fā)而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器安裝在比將二氧化碳介質(zhì)冷卻、液化的級(jí)聯(lián)冷凝器低的位置上而成，而二氧化碳加熱循環(huán)回路是將使二氧化碳凝結(jié)而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行加熱的散熱器即冷卻運(yùn)行時(shí)的所說(shuō)蒸發(fā)器安裝在比將二氧化碳介質(zhì)加熱、氣化的吸熱器高的位置上而成，冷卻運(yùn)行時(shí)，使所說(shuō)氨循環(huán)回路工作而通過(guò)級(jí)聯(lián)冷凝器，將二氧化碳冷凍循環(huán)回路中的二氧化碳介質(zhì)冷卻、液化，而加熱運(yùn)行時(shí)，通過(guò)吸熱器將二氧化碳加熱循環(huán)回路中的二氧化碳介質(zhì)加熱、使之蒸發(fā)，從而使二氧化碳循環(huán)回路中的二氧化碳介質(zhì)循環(huán)。
根據(jù)該發(fā)明，級(jí)聯(lián)冷凝器和二氧化碳循環(huán)回路側(cè)的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻或加熱的蒸發(fā)器或散熱器可以由管材和板材等構(gòu)成。
權(quán)利要求4所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)是在前述權(quán)利要求1、2或3所說(shuō)的要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，具有如下特征而成，即，所說(shuō)氨循環(huán)回路的構(gòu)成部件設(shè)置在離開對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻和加熱的蒸發(fā)器或散熱器的場(chǎng)所。
根據(jù)該發(fā)明，將氨循環(huán)回路的構(gòu)成部件設(shè)置在例如戶外或屋頂?shù)冗h(yuǎn)離對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻和加熱的設(shè)備的場(chǎng)所，因此，能夠切實(shí)保證安全。
權(quán)利要求5所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)是在前述權(quán)利要求1、2、3或4所說(shuō)的要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，具有如下特征而成，即，在所說(shuō)二氧化碳循環(huán)回路內(nèi)設(shè)有對(duì)二氧化碳介質(zhì)的循環(huán)進(jìn)行二次助力的液泵。
根據(jù)該發(fā)明，與以相同目的而使用的氨作為制冷劑的鹽水冷卻器(利用顯熱者)相比，能夠以極小的液泵動(dòng)力負(fù)荷輔助二氧化碳介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)，能夠使二氧化碳介質(zhì)的循環(huán)更為可靠。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是對(duì)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的實(shí)施形式1以摘要形式加以展示的流向圖。
圖2是對(duì)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的實(shí)施形式2以摘要形式加以展示的流向圖。
圖3是對(duì)二氧化碳循環(huán)回路內(nèi)設(shè)置對(duì)二氧化碳介質(zhì)的循環(huán)進(jìn)行二次助力的液泵的實(shí)施形式以摘要形式加以展示的流向圖。
圖4是對(duì)一個(gè)冷凍循環(huán)回路(冷凍·加熱循環(huán)回路)內(nèi)設(shè)置多個(gè)目標(biāo)的蒸發(fā)器(散熱器)的實(shí)施形式以摘要形式展示的流向圖。
圖5是對(duì)氨循環(huán)回路內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)熱裝置的實(shí)施形式以摘要形式加以展示的流向圖。
圖6是對(duì)二氧化碳循環(huán)回路內(nèi)的吸熱器上，將氨循環(huán)回路的排熱(凝結(jié)熱)作為熱源加以利用的實(shí)施形式以摘要形式加以展示的流向圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形式下面，對(duì)本發(fā)明的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)1結(jié)合圖示的實(shí)施形式進(jìn)行說(shuō)明。該熱泵系統(tǒng)1并不限于專用于進(jìn)行冷凍的冷凍系統(tǒng)，也包括可有選擇地進(jìn)行冷凍和加熱的冷凍·加熱系統(tǒng)，例如，可應(yīng)用于冷藏庫(kù)和超級(jí)市場(chǎng)的商品陳列冷凍櫥，這一點(diǎn)自不待言，而且，還能夠應(yīng)用于飯店和各種辦公大廈等空調(diào)所必需的暖風(fēng)裝置等中。下面，就本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)1，將作為專門的冷凍裝置而加以應(yīng)用的形式作為實(shí)施形式1進(jìn)行說(shuō)明，將作為可有選擇地進(jìn)行冷凍和加熱的冷凍·加熱裝置加以應(yīng)用的形式作為實(shí)施形式2進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施形式1在該實(shí)施形式中，作為熱泵系統(tǒng)1，是專門只進(jìn)行冷凍的，如圖1所示，由高段一側(cè)的氨循環(huán)回路2與低段一側(cè)的二氧化碳循環(huán)回路3組合而成。
氨循環(huán)回路2，作為一個(gè)例子，以具有壓縮機(jī)4、冷凝器5、膨脹閥6、級(jí)聯(lián)冷凝器7而成，實(shí)質(zhì)上是通過(guò)該級(jí)聯(lián)冷凝器7，對(duì)二氧化碳循環(huán)回路3內(nèi)的二氧化碳進(jìn)行冷卻。此外，作為該氨循環(huán)回路2，由于介質(zhì)是具有毒性的氨，故盡可能減少其封入量，同時(shí)，將構(gòu)成氨循環(huán)回路2的部件設(shè)置在作為一個(gè)例子的戶外或屋頂，使之遠(yuǎn)離商品陳列冷凍櫥等目標(biāo)的蒸發(fā)器。
而二氧化碳循環(huán)回路3，作為一個(gè)例子，除了上述級(jí)聯(lián)冷凝器7之外，還具有節(jié)流閥8、蒸發(fā)器9而成，該循環(huán)回路中的例如節(jié)流閥8和蒸發(fā)器9或者僅蒸發(fā)器9設(shè)置在室內(nèi)，通過(guò)風(fēng)扇9a對(duì)商品陳列櫥等進(jìn)行冷卻。為了以蒸發(fā)器9部分對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻，將級(jí)聯(lián)冷凝器7設(shè)置在比蒸發(fā)器9高的位置上，在它們之間形成二氧化碳介質(zhì)的落差。
下面，對(duì)熱泵系統(tǒng)1的冷卻原理進(jìn)行說(shuō)明。首先，在氨循環(huán)回路2中，受到壓縮機(jī)4壓縮的氣態(tài)的氨在通過(guò)冷凝器5時(shí)，被冷卻水或空氣冷卻而成為液體，變成液體的氨。通過(guò)膨脹閥6膨脹到與所需低溫相應(yīng)的飽和壓力之后，在級(jí)聯(lián)冷凝器7處蒸發(fā)而變成氣體。此時(shí)，氨吸收二氧化碳循環(huán)回路3內(nèi)二氧化碳的熱量而使之液化。
另一方面，在二氧化碳循環(huán)回路3中，經(jīng)級(jí)聯(lián)冷凝器7冷卻而液化的液化二氧化碳靠對(duì)落差加以利用的自然循環(huán)現(xiàn)象而下降，流經(jīng)節(jié)流閥8而進(jìn)入對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器9內(nèi)，在這里受熱蒸發(fā)而變成氣體再次返回級(jí)聯(lián)冷凝器7中。
而對(duì)落差加以利用的自然循環(huán)現(xiàn)象本身，通常已為人們所知，例如在對(duì)精密機(jī)械零部件等進(jìn)行冷卻的熱管等中，也利用了同樣的原理。但是，這種熱管，僅限于使工作液(介質(zhì))進(jìn)行循環(huán)，并不附帶有進(jìn)一步的冷卻作用。對(duì)此，作為本發(fā)明，并不是僅僅存在對(duì)落差加以利用的自然循環(huán)現(xiàn)象，而且還具有如下特征性結(jié)構(gòu)，即，通過(guò)對(duì)液體的循環(huán)量進(jìn)行控制而冷卻或加熱二氧化碳介質(zhì)從而積極地使介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)。實(shí)施形式2在該實(shí)施形式中，熱泵系統(tǒng)1是能夠有選擇地進(jìn)行冷凍和加熱的系統(tǒng)，如圖2所示，由氨循環(huán)回路2和二氧化碳循環(huán)回路3組合而成，而作為氨循環(huán)回路2，與實(shí)施形式1大致相同，故在此省略其說(shuō)明，而對(duì)二氧化碳循環(huán)回路3進(jìn)行說(shuō)明。
二氧化碳循環(huán)回路3具有冷卻運(yùn)行時(shí)起作用的二氧化碳冷凍循環(huán)回路3A和加熱運(yùn)行時(shí)起作用的二氧化碳加熱循環(huán)回路3B。其中，二氧化碳冷凍循環(huán)回路3A與上述實(shí)施形式1大致相同，除了級(jí)聯(lián)冷凝器7之外，還具有節(jié)流閥8、蒸發(fā)器9A；而二氧化碳加熱循環(huán)回路3B具有節(jié)流閥8、散熱器9B、吸熱器10。而該吸熱器10是例如利用鍋爐等對(duì)二氧化碳加熱循環(huán)回路3B內(nèi)的二氧化碳進(jìn)行加熱而使之蒸發(fā)的裝置。蒸發(fā)器9A和散熱器9B實(shí)質(zhì)上是同一個(gè)設(shè)備，而在冷卻運(yùn)行和加熱運(yùn)行時(shí)的作用不同，故在此賦予了不同的編號(hào)。此外，在二氧化碳冷凍循環(huán)回路3A和二氧化碳加熱循環(huán)回路3B二者的連接部上，作為一個(gè)例子，設(shè)有如圖2所示的切換閥11a、11b、12a、12b。
并且，二氧化碳循環(huán)回路3中的例如節(jié)流閥8和蒸發(fā)器9A(散熱器9B)、或者僅蒸發(fā)器9A(散熱器9B)設(shè)置在室內(nèi)，通過(guò)風(fēng)扇9a進(jìn)行目標(biāo)的冷卻和加熱。而級(jí)聯(lián)冷凝器7設(shè)置在比進(jìn)行目標(biāo)的冷卻的蒸發(fā)器9A高的位置例如屋頂上，并且，吸熱器10設(shè)置在比進(jìn)行目標(biāo)的加熱的散熱器9B低的位置例如地下。通過(guò)這樣構(gòu)成，在級(jí)聯(lián)冷凝器7和蒸發(fā)器9A之間、以及吸熱器10和散熱器9B之間形成了落差。
下面，對(duì)熱泵系統(tǒng)1的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。在說(shuō)明中，分為冷卻運(yùn)行和加熱運(yùn)行進(jìn)行說(shuō)明。圖中的實(shí)線箭頭表示冷卻循環(huán)回路，虛線箭頭表示加熱循環(huán)回路。
(1)冷卻運(yùn)行冷卻運(yùn)行時(shí)，作為氨循環(huán)回路2，處于與上述實(shí)施形式1相同的狀態(tài)。而作為二氧化碳循環(huán)回路3，切換閥11a、12a打開，切換閥11b、12b關(guān)閉，僅二氧化碳冷凍循環(huán)回路3A起作用。因此，被級(jí)聯(lián)冷凝器7冷卻而液化的液化二氧化碳靠對(duì)落差加以利用的自然循環(huán)現(xiàn)象而下降，流經(jīng)節(jié)流閥8進(jìn)入對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器9A中，在該蒸發(fā)器9A中受熱而蒸發(fā)，成為氣體再次返回級(jí)聯(lián)冷凝器7。
(2)加熱運(yùn)行加熱運(yùn)行時(shí)，氨循環(huán)回路2不起作用，停止工作。
而二氧化碳循環(huán)回路3中，切換閥11b、12b打開，切換閥11a、12a關(guān)閉，僅二氧化碳加熱循環(huán)回路3B起作用。因此，被吸熱器10加熱而氣化的二氧化碳靠對(duì)落差加以利用的所謂的自然循環(huán)現(xiàn)象而上升，被引向?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行加熱的散熱器9B中，在該散熱器9B中冷卻而變成液化二氧化碳，經(jīng)由節(jié)流閥8再次返回吸熱器10中。
作為本發(fā)明，如上述實(shí)施形式1、2所述，使得二氧化碳循環(huán)回路3內(nèi)產(chǎn)生自然循環(huán)現(xiàn)象，而且還進(jìn)行冷卻或加熱，以此使二氧化碳循環(huán)回路3中的二氧化碳介質(zhì)循環(huán)，故二氧化碳循環(huán)回路3內(nèi)不需要設(shè)置壓縮機(jī)。因此，對(duì)于級(jí)聯(lián)冷凝器7和蒸發(fā)器9、9A(散熱器9B)，均不必使用大的壓力容器而可以以管材和板材等構(gòu)成。因此，即使二氧化碳循環(huán)回路3內(nèi)變成常溫而處于大約75kg/cm2Abs程度的高壓狀態(tài)，無(wú)論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上均很容易保證安全。
而旨在利用二氧化碳的潛熱的液流配管，可以使用口徑較小的配管。作為一個(gè)例子，-20℃下所需要的液化二氧化碳的容量約為利用其顯熱的氯化鈣冷卻器的1/40～1/90，僅靠液化二氧化碳的落差，也能夠以小口徑的配管將足夠量的液化二氧化碳送入蒸發(fā)器9、9A。
但是，在對(duì)二氧化碳介質(zhì)的循環(huán)進(jìn)行二次助力、以使循環(huán)更為可靠地進(jìn)行的場(chǎng)合，最好是采用循環(huán)回路內(nèi)設(shè)置液泵P的形式。這是由于，即使使用液泵P，也不會(huì)改變對(duì)二氧化碳潛熱的利用，只需極小的泵動(dòng)力負(fù)荷即可，能夠在總的熱交換效率大體不下降的情況下，經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。作為一個(gè)例子，對(duì)使用-20℃的氯化鈣冷卻器和液化二氧化碳的場(chǎng)合進(jìn)行比較，其結(jié)果，作為將冷藏庫(kù)保持在-15℃時(shí)的泵動(dòng)力也考慮在內(nèi)的總的制冷系數(shù)，使用液化二氧化碳者要優(yōu)越約30％。而將液泵P設(shè)置在二氧化碳循環(huán)回路3內(nèi)的場(chǎng)合，作為一個(gè)例子，可如圖3所示，緊挨著級(jí)聯(lián)冷凝器7的下方進(jìn)行設(shè)置。其它實(shí)施形式本發(fā)明雖然以上述實(shí)施形式為基本技術(shù)思想，但還可以作如下的改進(jìn)。即，在前面圖1～圖3所示的實(shí)施形式中，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻或加熱的蒸發(fā)器9、9A(散熱器9B)是在一個(gè)冷凍循環(huán)回路或冷凍·加熱循環(huán)回路內(nèi)設(shè)置了一個(gè)，但也可以根據(jù)需進(jìn)行冷卻或者加熱的場(chǎng)所的數(shù)量和廣度或者所需冷卻(加熱)能力等各種條件而相對(duì)應(yīng)地，例如如圖4所示地，設(shè)置多個(gè)蒸發(fā)器9、9A(散熱器9B)。而且，在這種場(chǎng)合，例如也可以將多個(gè)節(jié)流閥8歸納為一個(gè)。
此外，圖5示出在氨循環(huán)回路2內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)熱裝置13的實(shí)施形式，在夜間利用比白天廉價(jià)的夜間電力進(jìn)行儲(chǔ)熱，該儲(chǔ)存起來(lái)的熱量可用于白天的冷卻運(yùn)行，因此，能夠以良好的效率進(jìn)行運(yùn)行。
另外，圖6示出作為冷凍·加熱裝置加以應(yīng)用時(shí)可采用的實(shí)施形式，是一種在二氧化碳循環(huán)回路3內(nèi)的吸熱器10中將氨循環(huán)回路2的排熱(凝結(jié)熱)作為熱源加以利用的形式，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的進(jìn)一步提高。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)是由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的、進(jìn)行冷卻或加熱的系統(tǒng)，由于在二氧化碳循環(huán)回路中不安裝壓縮機(jī)地進(jìn)行自然循環(huán)，因此，裝置本身能夠以低成本進(jìn)行制造，適用于希望以良好的效率進(jìn)行目標(biāo)的冷凍或加熱的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)，是由以氨為介質(zhì)的氨循環(huán)回路(2)和以二氧化碳為介質(zhì)的二氧化碳循環(huán)回路(3)組合而成的、可進(jìn)行冷卻或加熱的熱泵系統(tǒng)(1)，其特征是，所說(shuō)二氧化碳循環(huán)回路(3)是在不安裝壓縮機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行自然循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)，其特征是，所說(shuō)不安裝壓縮機(jī)的情況下二氧化碳介質(zhì)的循環(huán)是利用使二氧化碳循環(huán)回路(3)內(nèi)的二氧化碳介質(zhì)形成落差而產(chǎn)生的自然循環(huán)現(xiàn)象，加之對(duì)二氧化碳循環(huán)回路(3)內(nèi)的一部分進(jìn)行加熱或冷卻而實(shí)現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求1或2所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)，其特征是，所說(shuō)二氧化碳循環(huán)回路(3)由冷卻運(yùn)行時(shí)起作用的二氧化碳冷凍循環(huán)回路(3A)和加熱運(yùn)行時(shí)起作用的二氧化碳加熱循環(huán)回路(3B)構(gòu)成，并且，該二氧化碳冷凍循環(huán)回路(3A)，是將使二氧化碳蒸發(fā)而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器(9A)安裝在比將二氧化碳介質(zhì)冷卻、液化的級(jí)聯(lián)冷凝器(7)低的位置上而成，而二氧化碳加熱循環(huán)回路(3B)是將使二氧化碳凝結(jié)而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行加熱的散熱器(9B)、即冷卻運(yùn)行時(shí)的所說(shuō)蒸發(fā)器(9A)安裝在比將二氧化碳介質(zhì)加熱、氣化的吸熱器(10)高的位置上而成，冷卻運(yùn)行時(shí)，使所說(shuō)氨循環(huán)回路(2)工作而通過(guò)級(jí)聯(lián)冷凝器(7)，將二氧化碳冷凍循環(huán)回路(3A)中的二氧化碳介質(zhì)冷卻、液化，而加熱運(yùn)行時(shí)，通過(guò)吸熱器(10)將二氧化碳加熱循環(huán)回路(3B)中的二氧化碳介質(zhì)加熱、使之蒸發(fā)，從而使二氧化碳循環(huán)回路(3)中的二氧化碳介質(zhì)循環(huán)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)，其特征是，所說(shuō)氨循環(huán)回路(2)的構(gòu)成部件設(shè)置在離開對(duì)目標(biāo)進(jìn)行冷卻或加熱的蒸發(fā)器(9、9A)或散熱器(9B)的場(chǎng)所。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所說(shuō)的由氨循環(huán)回路和二氧化碳循環(huán)回路組合而成的熱泵系統(tǒng)，其特征是，在所說(shuō)二氧化碳循環(huán)回路(3)內(nèi)設(shè)有對(duì)二氧化碳介質(zhì)的循環(huán)進(jìn)行二次助力的液泵(P)。
全文摘要
提供一種將天然介質(zhì)的氨和二氧化碳組合起來(lái)加以利用,而能夠進(jìn)行冷卻(冷凍)或加熱(暖風(fēng))的新型的熱泵系統(tǒng)。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)(1)的特征是,由氨循環(huán)回路(2)和二氧化碳循環(huán)回路(3)組合而成,二氧化碳循環(huán)回路(3)中不必安裝壓縮機(jī),而利用使循環(huán)回路內(nèi)的二氧化碳介質(zhì)形成落差而產(chǎn)生的自然循環(huán)現(xiàn)象,加之對(duì)循環(huán)回路內(nèi)的一部分進(jìn)行加熱或冷卻從而使二氧化碳介質(zhì)循環(huán),并且,氨循環(huán)回路(2)的構(gòu)成部件設(shè)置在離開進(jìn)行目標(biāo)的冷卻和加熱的設(shè)備的場(chǎng)所。
文檔編號(hào)F25B25/00GK1335923SQ99816340
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期1999年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月24日
發(fā)明者金尾英敏 申請(qǐng)人:八洋工程株式會(huì)社