[發(fā)明專利]一種采用噴射器增效的多溫區(qū)和大溫跨熱泵循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911165104.7
• 申請(qǐng)日: 2019-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN110986414B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白濤;陸宇;晏剛;魚劍琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B9/08
• 分類號(hào): F25B9/08;F25B31/00;F25B40/06
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

本發(fā)明公開了一種采用噴射器增效的多溫區(qū)和大溫跨熱泵循環(huán)系統(tǒng)，包括帶中間抽氣壓縮機(jī)、串聯(lián)壓縮機(jī)和并聯(lián)壓縮機(jī)；第一冷凝器用于低溫溫區(qū)加熱，入口與壓縮機(jī)抽氣口相連；第二冷凝器用于高溫區(qū)加熱，入口與壓縮機(jī)排氣口相連；回?zé)崞鞲邏簜?cè)入口與第一冷凝器出口相連；回?zé)崞鞲邏簜?cè)出口與節(jié)流裝置相連；第一蒸發(fā)器入口與節(jié)流裝置出口，出口與噴射器二次流入口相連；第二蒸發(fā)器入口與噴射器出口相連，第二蒸發(fā)器出口與回?zé)崞鞯蛪簜?cè)入口相連；噴射器噴嘴入口與第二冷凝器出口相連，噴射器出口與第二蒸發(fā)器入口相連；該循環(huán)系統(tǒng)可以有效利壓縮機(jī)中間抽氣作用實(shí)現(xiàn)雙冷凝壓力和冷凝溫度，并提供雙溫區(qū)及大溫差供熱；可以減少蒸發(fā)器傳熱不可逆損失，有效改善系統(tǒng)的整體性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于蒸氣壓縮式熱泵供暖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用噴射器增效的多溫區(qū)和大溫跨熱泵循環(huán)系統(tǒng)。

技術(shù)背景

近年來，隨著新科技的迅猛發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，空熱泵技術(shù)得到了廣泛使用，并在空氣源熱泵熱水器、工業(yè)熱泵余熱回收等領(lǐng)域取得了良好的節(jié)能效果。目前，隨著對(duì)不同溫區(qū)供熱和高水溫供熱需求的日益迫切，多溫區(qū)供熱和和大溫差加熱技術(shù)的發(fā)展迫在眉睫。

傳統(tǒng)熱泵技術(shù)在滿足不同溫區(qū)供熱的時(shí)候通常先將水加熱到高溫，然后通過與低溫供水混合的方式，調(diào)節(jié)低溫供水溫度，這樣必然存在高低溫差較大的水混合的過程，導(dǎo)致不可逆損失的增加。同時(shí)，在獲得高溫水的同時(shí)，也需要熱泵運(yùn)行在較高的冷凝溫度下，導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能下降；另外，在一次加熱的熱泵中，當(dāng)出口水溫和入口水溫相差較大的情況下，冷凝器內(nèi)的兩相狀態(tài)的制冷劑與水存在較大的換熱溫差，從而導(dǎo)致了傳熱不可逆損失的增加，這對(duì)于熱泵系統(tǒng)的整體能效是不利的。

分析傳統(tǒng)熱泵熱水系統(tǒng)的運(yùn)行特性和循環(huán)結(jié)構(gòu)可知，可以從以下幾個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行改善：首先，單一冷凝溫度情況下，供水與工質(zhì)存在較大的換熱溫差，可以通過采用多冷凝溫度的方式，梯度加熱，使得水溫與制冷劑存在較好的溫度匹配，從而降低不可逆損失，因此采用壓縮機(jī)中間抽氣，或者多級(jí)壓縮中間排氣以及者并聯(lián)壓縮是實(shí)現(xiàn)雙冷凝溫度可行的方式；其次，與冷凝器類似，單一蒸發(fā)溫度與其熱源介質(zhì)(如空氣)的傳熱也存在較大溫差，導(dǎo)致不可逆損失的增加，因此，通過系統(tǒng)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)多溫度蒸發(fā)，與熱源介質(zhì)形成良好的溫度匹配，可以降低蒸發(fā)器不可逆損失；最后，高出水溫度工況下，冷凝壓力較高，高低壓差增大，節(jié)流不可逆損失較大，導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降，對(duì)此可以通過噴射器對(duì)節(jié)流過程膨脹功進(jìn)行回收，并用以提高壓縮機(jī)吸氣壓力，降低壓比，從而改善系統(tǒng)的整體性能。然而，目前針對(duì)多溫區(qū)以及大溫跨制熱的熱泵中噴射器技術(shù)的采用還比較缺乏。因此，發(fā)展采用噴射器增效的多溫區(qū)和大溫跨熱泵技術(shù)將具有積極的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種采用噴射器增效的多溫區(qū)和大溫跨熱泵循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)不同溫區(qū)供熱的輸出以及大的進(jìn)出水溫跨制熱，還可以有效改善系統(tǒng)的制熱性能。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供的第一種采用噴射器增效的多溫區(qū)和大溫跨熱泵循環(huán)系統(tǒng)，采用具有中間抽氣功能的壓縮機(jī)以及噴射器實(shí)現(xiàn)雙溫區(qū)制熱和大溫跨制熱；所述系統(tǒng)包括：具有中間抽氣功能的壓縮機(jī)101、第一冷凝器102、第二冷凝器103、回?zé)崞?04、節(jié)流裝置105、噴射器106、第一蒸發(fā)器107和第二蒸發(fā)器108；

所述具有中間抽氣功能的壓縮機(jī)101抽氣口與第一冷凝器102的入口相連，第一冷凝器102出口與回?zé)崞?04高壓側(cè)進(jìn)口相連；回?zé)崞?04高壓側(cè)出口與節(jié)流裝置105和第一蒸發(fā)器107入口依次相連；所述具有中間抽氣功能的壓縮機(jī)101的高壓排氣口與第二冷凝器103的入口和噴射器106的一次流入口依次相連；所述噴射器106的二次流入口與第一蒸發(fā)器107的出口相連，噴射器106的出口與第二蒸發(fā)器108的入口相連；第二蒸發(fā)器108出口與回?zé)崞?04低壓側(cè)入口相連；回?zé)崞?04低壓側(cè)出口與具有中間抽氣功能的壓縮機(jī)101的吸氣口相連，形成完整的熱泵循環(huán)系統(tǒng)；