專利名稱：一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，屬于熱泵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用電驅(qū)動的熱泵系統(tǒng)作為建筑物的采暖手段，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃煤/燃油采暖，可以大幅度提高冬季采暖的能量利用效率，并能夠有效減少或杜絕向大氣排放污染物。特別是在氣候比較寒冷地區(qū)的中心城市，使用電動熱泵帶來的這種效果尤其明顯。要使電驅(qū)動的熱泵系統(tǒng)能在寒冷氣候條件下穩(wěn)定高效運行，就要求熱泵在產(chǎn)生較大溫升時，它的發(fā)熱量衰減較小、壓縮機的排氣溫度穩(wěn)定且比較低、能量利用效率較高。然而，傳統(tǒng)的單級壓縮熱泵系統(tǒng)是無法滿足上述要求的。為了滿足上述要求，中國發(fā)明專利01109633.0了提出一種適用于寒冷地區(qū)的熱泵空調(diào)機組，見附圖四。
在傳統(tǒng)單級壓縮熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，專利01109633.0提出的熱泵系統(tǒng)采用開設(shè)輔助進(jìn)氣口的渦旋壓縮機(以下簡稱壓縮機)1，并在電磁閥6出口至壓縮機1輔助進(jìn)氣口之間并聯(lián)一個輔助回路。從冷凝器2來的高壓液體制冷劑在電磁閥6出口處分別流入主回路和輔助回路。流入輔助回路的液體制冷劑經(jīng)輔路膨脹閥12后進(jìn)入過冷器13，流入主回路的液體制冷劑直接進(jìn)入過冷器13。輔助回路和主回路的制冷劑在過冷器13中產(chǎn)生熱交換，輔助回路中的制冷劑汽化后被壓縮機1的輔助進(jìn)氣口吸入，即向壓縮機1強制補氣；而主回路中的制冷劑得到過冷后，經(jīng)主路膨脹閥14進(jìn)入蒸發(fā)器8，在蒸發(fā)器8中制冷劑吸收外界熱量后變?yōu)榈蛪褐评鋭┱羝?，被壓縮機1的吸氣口吸入；在壓縮機1中，從吸氣口、輔助吸氣口吸入的制冷劑混合壓縮后變?yōu)楦邏褐评鋭怏w，排出壓縮機1，進(jìn)入冷凝器2；在冷凝器2中，高壓制冷劑氣體釋放熱量給載熱介質(zhì)后變?yōu)楦邏旱闹评鋭┮后w，而完成工作循環(huán)。上述技術(shù)方案中，通過輔路向壓縮機1補氣可以增加壓縮機1的排氣量，增加了冷凝器2釋放的熱量；另一方面，主路膨脹閥14前的液體過冷可以提高蒸發(fā)器8的吸熱能力。這樣，可以有效地阻止熱泵系統(tǒng)在大溫升工況下的熱量衰減，并能提高工作效率和擴大工況范圍。
上述技術(shù)方案還存在有明顯的不足之處，首先該熱泵系統(tǒng)沒有回收輔路制冷劑降壓過程的壓力能，來降低系統(tǒng)的能耗；其次系統(tǒng)過冷器13和貯液器15分別設(shè)置，增加了系統(tǒng)的部件和成本，同時也使系統(tǒng)的故障部位增多，降低了運行的可靠性。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種熱泵系統(tǒng)。
本實用新型的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)按照


圖1-圖3所示的技術(shù)方案實施。該系統(tǒng)包括有壓縮機1、冷凝器2、干燥過濾器5、電磁閥6、主節(jié)流元件7及蒸發(fā)器8構(gòu)成封閉的工作循環(huán)回路；其特征在于該系統(tǒng)還包括有貯液過冷器3和噴射器4；整個系統(tǒng)由封閉的主回路和輔助回路構(gòu)成，主回路是由壓縮機1的排氣口與冷凝器2的制冷劑進(jìn)口相接，冷凝器2的制冷劑出口與貯液過冷器3的進(jìn)口相接，貯液過冷器3的出口與干燥過濾器5的進(jìn)口相接，干燥過濾器5的出口通過電磁閥6和主節(jié)流元件7的進(jìn)口相接，主節(jié)流元件7的出口與蒸發(fā)器8的制冷劑進(jìn)口相接，蒸發(fā)器8的制冷劑出口通過汽液分離器9與壓縮機1的進(jìn)氣口相接構(gòu)成；輔助回路是由貯液過冷器3的輔路出口3′與噴射器4的進(jìn)口相接，噴射器4的引射口4′與蒸發(fā)器8的出口至壓縮機1進(jìn)口之間管道上設(shè)置的任一接口相連接，噴射器4的出口通過截止閥10與壓縮機1的輔助進(jìn)氣口1′相接后構(gòu)成。
所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)中，所述的貯液過冷器3設(shè)置有進(jìn)口、出口及與貯液過冷器3上部空間相通的輔路出口3′。
所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)中，噴射器4的引射口4′與汽液分離器9或蒸發(fā)器8的出口相連接。
所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)中，所述的噴射器4可以不帶引射口4′，在該設(shè)置中，貯液過冷器3的輔路出口與噴射器4)的進(jìn)口相接，噴射器4的出口通過截至閥10與壓縮機1的輔助吸氣口相接。
所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)中，所述的輔助回路中的噴射器4可用輔節(jié)流元件11替換；在該設(shè)置中，貯液過冷器3的輔路出口與輔節(jié)流元件11的進(jìn)口相接，輔節(jié)流元件11的出口通過截至閥10與壓縮機1的輔助吸氣口相接。
本實用新型的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，其工作原理和部件作用如下所述壓縮機1排出的高溫、高壓制冷劑氣體，經(jīng)冷凝器2將熱量傳遞給載熱介質(zhì)，如載熱液體或載熱氣體，升溫后的載熱介質(zhì)可用于房間采暖或作為生活熱水。從冷凝器2出來的高壓制冷劑液體進(jìn)入貯液過冷器3。由于壓力降低和吸收周圍環(huán)境的熱量，制冷劑液體在貯液過冷器3滯留時，部分液體汽化成飽和的高壓制冷劑蒸汽并集存于貯液過冷器3的上部。這些高壓制冷劑蒸汽通過貯液過冷器3的輔路出口進(jìn)入噴射器4；并作為噴射器4的工作流體，來引射汽液分離器9或蒸發(fā)器8出口的低壓制冷劑蒸汽。從貯液過冷器3中進(jìn)入到噴射器4的制冷劑蒸汽和被引射到噴射器4的低壓制冷劑蒸汽在噴射器4中混合并降速，在噴射器4的出口處成為中壓制冷劑蒸汽，被壓縮機1的輔助進(jìn)氣口吸入，這樣，有效利用了貯液過冷器3出來的高壓制冷劑的壓力能，使熱泵系統(tǒng)的能量效率得以提高。在貯液過冷器3中，部分液體汽化時由于吸收周圍的熱量而使積存在其下部的制冷劑液體得到降溫，成為有較大過冷度的過冷液體后，通過干燥過濾器5和電磁閥6進(jìn)入主節(jié)流元件7，在主節(jié)流元件7中，過冷的制冷劑液體壓力降低而變?yōu)榈蛪旱钠夯旌衔镞M(jìn)入蒸發(fā)器8，制冷劑汽液混合物在蒸發(fā)器8中通過吸收冷卻介質(zhì)(如冷卻液體或冷卻氣體)的熱量后蒸發(fā)為低壓的制冷劑蒸汽，通過汽液分離器9除去游離的液滴后，被壓縮機1的進(jìn)氣口吸入。在壓縮機1中，從進(jìn)氣口吸入的低壓制冷劑蒸汽經(jīng)過初步壓縮后，與從輔助吸氣口吸入的制冷劑混合，再進(jìn)一步壓縮為高壓制冷劑氣體，并排出壓縮機1、進(jìn)入冷凝器2。由于制冷劑液體在進(jìn)入主節(jié)流元件7時有比較大的過冷度，增大了制冷劑在蒸發(fā)器8中的吸熱能力，這樣，進(jìn)一步提高了熱泵系統(tǒng)的能量利用效率。該系統(tǒng)中，輔助回路即為補氣回路。貯液過冷器3起到了圖4所示的熱泵系統(tǒng)中貯液器15和過冷器13兩個部件的作用，簡化了熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
本實用新型的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)具有能量利用效率高，可行性高，運行工況寬廣；結(jié)構(gòu)簡單，成本低，加工安裝方便的優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖描述本實用新型的實施方式
圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(可作為本實用新型的實施方式1)；圖2本實用新型中噴射器4不帶引射口4′的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本實用新型中用輔節(jié)流元件11替代噴射器4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4現(xiàn)有技術(shù)中一種適用于寒冷地區(qū)的熱泵空調(diào)機組的結(jié)構(gòu)示意圖；上述附圖中的標(biāo)號分別為1、壓縮機，1′壓縮機的輔助進(jìn)氣口，2、冷凝器，3、貯液過冷器，3′貯液過冷器的輔路出口，4、噴射器，4′、引射口，5、干燥過濾器，6、電磁閥，7、主節(jié)流元件，8、蒸發(fā)器，9、汽液分離器，10、截止閥，11、輔節(jié)流元件，12、輔路膨脹閥，13、過冷器，14、主路膨脹閥，15、貯液器。
具體實施方式
本實用新型按照
圖1所示的結(jié)構(gòu)示意圖將市售和設(shè)計加工的部件組裝為一體，實現(xiàn)本實用新型的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)。
實施方式2與實施方式1的熱泵系統(tǒng)類似，參見圖2。所不同的是噴射器4不帶引射口4′，即噴射器4不引射汽液分離器9或蒸發(fā)器8出口的低壓制冷劑蒸汽。貯液過冷器3輔路出口的高壓制冷劑蒸汽直接進(jìn)入噴射器4，膨脹降壓后，通過截止閥10被壓縮機1的輔助進(jìn)氣口吸入。這樣，進(jìn)一步簡化了熱泵系統(tǒng)，更便于加工安裝和降低成本。
實施方式3的熱泵系統(tǒng)與實施方式2的熱泵系統(tǒng)類似，參見圖3。所不同的是用輔節(jié)流元件11替代噴射器4。這樣，貯液過冷器3上部的高壓制冷劑蒸汽直接進(jìn)入輔節(jié)流元件11，經(jīng)輔節(jié)流元件11降低壓力后，被壓縮機1的輔助進(jìn)氣口吸入。這樣，熱泵系統(tǒng)又得到了有效的簡化，結(jié)構(gòu)更加緊湊，更有利于加工安裝和降低成本。
上述實施方式中，各部件之間均采用常規(guī)螺紋連接或焊接，密封件也均采用常規(guī)密封圈。
權(quán)利要求1.一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，包括有壓縮機(1)、冷凝器(2)、干燥過濾器(5)、電磁閥(6)、節(jié)流元件(7)及蒸發(fā)器(8)構(gòu)成的封閉工作循環(huán)回路；其特征在于該系統(tǒng)還包括有貯液過冷器(3)和噴射器(4)；整個系統(tǒng)由封閉的主回路和輔助回路構(gòu)成，主回路是由壓縮機(1)的排氣口與冷凝器(2)的制冷劑進(jìn)口相接，冷凝器(2)的制冷劑出口與貯液過冷器(3)的進(jìn)口相接，貯液過冷器(3)的出口與干燥過濾器(5)的進(jìn)口相接，干燥過濾器(5)的出口通過電磁閥(6)和節(jié)流元件(7)的進(jìn)口相接，節(jié)流元件(7)的出口與蒸發(fā)器(8)的制冷劑進(jìn)口相接，蒸發(fā)器(8)的制冷劑出口通過汽液分離器(9)與壓縮機(1)的進(jìn)氣口相接構(gòu)成；輔助回路是由貯液過冷器(3)的輔路出口(3′)與噴射器(4)的進(jìn)口相接，噴射器(4)的引射口(4′)與蒸發(fā)器(8)的出口至壓縮機(1)進(jìn)口之間管道上設(shè)置的任一接口相連接，噴射器(4)的出口通過截止閥(10)與壓縮機(1)的輔助進(jìn)氣口(1′)相接后構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述貯液過冷器(3)設(shè)置有進(jìn)口、出口及與貯液過冷器(3)上部空間相通的輔路出口(3′)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，噴射器(4)的引射口(4′)與汽液分離器(9)或蒸發(fā)器(8)的出口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，噴射器(4)可以不帶引射口(4′)，在該設(shè)置中，貯液過冷器(3)的輔路出口與噴射器(4)的進(jìn)口相接，噴射器(4)的出口通過截至閥(10)與壓縮機(1)的輔助吸氣口相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，輔助回路中的噴射器(4)可用輔節(jié)流元件(11)替換；在該設(shè)置中，貯液過冷器(3)的輔路出口與輔節(jié)流元件(11)的進(jìn)口相接，輔節(jié)流元件(11)的出口通過截至閥(10)與壓縮機(1)的輔助吸氣口相接。
專利摘要一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵系統(tǒng)，它包括壓縮機、冷凝器、貯液過冷器、噴射器、節(jié)流元件及蒸發(fā)器等構(gòu)成封閉的主回路。整個系統(tǒng)由封閉的主回路和輔助回路構(gòu)成，在主回路中貯液過冷器的輔路出口與壓縮機的輔助進(jìn)氣口之間串接噴射器，噴射器的引射口與汽液分離器或蒸發(fā)器的出口相接；噴射器與壓縮機、冷凝器、貯液過冷器構(gòu)成輔助回路。貯液過冷器上部的高壓制冷劑蒸汽作為噴射器的工作流體引射汽液分離器或蒸發(fā)器出口的低壓制冷劑蒸汽。噴射器和節(jié)流元件提高了熱泵系統(tǒng)的能量利用效率。貯液過冷器起到了現(xiàn)有熱泵系統(tǒng)中貯液器和過冷器兩個部件的作用。本實用新型具有能量利用效率高，可行性高，運行工況寬廣，結(jié)構(gòu)簡單，加工安裝方便等優(yōu)點。
文檔編號F25B9/08GK2809525SQ20052001158
公開日2006年8月23日 申請日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
發(fā)明者馬國遠(yuǎn) 申請人:北京工業(yè)大學(xué)