[發(fā)明專利]帶噴射器的補(bǔ)氣增焓型雙熱源熱泵循環(huán)系統(tǒng)及工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010795765.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111912142A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魚(yú)劍琳;呂小龍;劉曄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F25B30/02
• 分類(lèi)號(hào): F25B30/02;F25B9/08;F25B27/00;F25B31/00;F25B41/06;F25B49/02
• 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

1.一種帶噴射器的補(bǔ)氣增焓型雙熱源熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于：包括具有補(bǔ)氣增焓功能的壓縮機(jī)(101)，壓縮機(jī)(101)具有吸氣口、補(bǔ)氣口和排氣口，壓縮機(jī)(101)由補(bǔ)氣口分為低壓級(jí)和高壓級(jí)兩部分，從吸氣口到補(bǔ)氣口為壓縮機(jī)(101)的低壓級(jí)，從補(bǔ)氣口到排氣口為壓縮機(jī)(101)的高壓級(jí)；壓縮機(jī)(101)的排氣口與冷凝器(102)的入口相連接，冷凝器(102)的出口分為兩路，一路與一級(jí)膨脹閥(103)入口相連接，一級(jí)膨脹閥(103)出口與閃發(fā)器(104)入口相連接，閃發(fā)器(104)出口通過(guò)二級(jí)膨脹閥(105)連接蒸發(fā)器(106)的入口，閃發(fā)器(104)出來(lái)的制冷劑液體經(jīng)二級(jí)膨脹閥(105)后進(jìn)入蒸發(fā)器(106)，蒸發(fā)器(106)的出口與壓縮機(jī)(101)的吸氣口相連接；冷凝器(102)的另一出口通過(guò)膨脹調(diào)節(jié)閥(107)連接高溫?zé)嵩醇療崞?108)的入口，冷凝器(102)出來(lái)的另一路高壓制冷劑液體經(jīng)膨脹調(diào)節(jié)閥(107)進(jìn)入高溫?zé)嵩醇療崞?108)，高溫?zé)嵩醇療崞?108)的出口與噴射器(109)的一次流體入口相連接，閃發(fā)器(104)的氣相出口與噴射器(109)的二次流體入口相連接，噴射器(109)的出口與壓縮機(jī)(101)的補(bǔ)氣口相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶噴射器的補(bǔ)氣增焓型雙熱源熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于：所述噴射器(109)中來(lái)自高溫?zé)嵩醇療崞?108)出口的制冷劑為一次流體即工作流體，其壓力大于從閃發(fā)器(104)氣相出口出來(lái)的二次流體即被引射流體的壓力；所述閃發(fā)器(104)氣相出口的飽和制冷劑氣體在噴射器(109)中被來(lái)自高溫?zé)嵩醇療崞?108)出口的制冷劑引射，在噴射器(109)的混合段中混合后，在擴(kuò)壓段減速增壓并進(jìn)入壓縮機(jī)(101)的補(bǔ)氣口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶噴射器的補(bǔ)氣增焓型雙熱源熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于：所述高溫?zé)嵩醇療崞?108)，制冷劑液體直接在其內(nèi)部蒸發(fā)吸熱，將外部高溫?zé)嵩吹臒崃恐苯右胫评鋭┭h(huán)中；當(dāng)高溫?zé)嵩礊樘?yáng)能時(shí)，該集熱器為太陽(yáng)能直膨式集熱器；當(dāng)高溫?zé)嵩礊橐后w廢熱時(shí)，該集熱器為套管式換熱器。

4.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的帶噴射器的補(bǔ)氣增焓型雙熱源熱泵循環(huán)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于：當(dāng)高溫?zé)嵩醇療崞?108)吸收的熱量變化時(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)一級(jí)膨脹閥(103)、二級(jí)膨脹閥(105)和膨脹調(diào)節(jié)閥(107)的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)閃發(fā)器(104)的閃發(fā)壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射器(109)的升壓比、引射比的調(diào)節(jié)，也即實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)壓力和流量分配的調(diào)節(jié)，從而適應(yīng)熱源提供熱量的變化；

當(dāng)高溫?zé)嵩吹奈鼰崃窟^(guò)低，以至于無(wú)法保證該系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)關(guān)閉膨脹調(diào)節(jié)閥(107)使系統(tǒng)切換為帶閃發(fā)器的補(bǔ)氣增焓循環(huán)，此時(shí)高溫?zé)嵩醇療崞?108)回路被切斷，噴射器(109)中的噴嘴不工作，從噴射器(109)的二次流體入口到出口此時(shí)相當(dāng)于一條連通的制冷劑管路，其流動(dòng)阻力損失忽略不計(jì)，閃發(fā)器(104)中的飽和制冷劑氣體通過(guò)噴射器(109)的腔體部分進(jìn)入壓縮機(jī)(101)的補(bǔ)氣口，則此時(shí)系統(tǒng)即成為帶閃發(fā)器的補(bǔ)氣增焓循環(huán)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工作方法，其特征在于：所述一級(jí)膨脹閥(103)的開(kāi)度通過(guò)噴射器(109)出口的制冷劑過(guò)熱度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，當(dāng)吸熱比即高溫?zé)嵩醇療崞?108)吸熱量/蒸發(fā)器(106)吸熱量升高時(shí)，則需要減小一級(jí)膨脹閥(103)的開(kāi)度，降低閃發(fā)器(104)的閃發(fā)壓力，從而提高了噴射器(109)的升壓比，增大了噴射器(109一次流體的流量和出口流量，即增大了通過(guò)高溫?zé)嵩醇療崞?108)的制冷劑流量和壓縮機(jī)補(bǔ)氣量，從而適應(yīng)高溫?zé)嵩醇療崞?108)吸熱量的增大；反之則進(jìn)行相反的調(diào)節(jié)；

所述膨脹調(diào)節(jié)閥(107)的開(kāi)度通過(guò)高溫?zé)嵩醇療崞?108)出口高溫高壓飽和制冷劑的過(guò)熱度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證高溫?zé)嵩醇療崞?108)出口的制冷劑為飽和態(tài)或接近飽和，其最小干度的取值是保證壓縮機(jī)(101)的高壓級(jí)入口為飽和氣態(tài)，則實(shí)際上高溫?zé)嵩醇療崞?108)出口的最小干度針對(duì)不同的制冷劑低至0.86甚至0.75；另一方面，系統(tǒng)允許高溫?zé)嵩醇療崞?108)出口高溫高壓飽和制冷劑過(guò)熱，但不宜設(shè)定過(guò)高，因?yàn)楦邷責(zé)嵩醇療崞?108)出口高溫高壓飽和制冷劑的溫度越低，則噴射器(109)出口的近飽和氣中壓制冷劑溫度越低，繼而壓縮機(jī)級(jí)間冷卻的效果越好，排氣溫度則越低；膨脹調(diào)節(jié)閥(107)的開(kāi)度同時(shí)還受到一級(jí)膨脹閥(103)和噴射器(109)出口的近飽和氣中壓制冷劑的牽制，當(dāng)高溫?zé)嵩刺峁┑臒崃坎蛔阋跃S持高溫?zé)嵩醇療崞?108)出口高溫高壓飽和制冷劑的最小干度時(shí)，但仍無(wú)法保證壓縮機(jī)(101)中高壓級(jí)入口不帶液，則需要通過(guò)完全關(guān)閉膨脹調(diào)節(jié)閥(107)來(lái)切斷高溫?zé)嵩醇療崞?108)回路，使系統(tǒng)切換為帶閃發(fā)器的補(bǔ)氣增焓系統(tǒng)；

在對(duì)一級(jí)膨脹閥(103)和膨脹調(diào)節(jié)閥(107)優(yōu)先調(diào)節(jié)后，所述二級(jí)膨脹閥(105)的開(kāi)度通過(guò)蒸發(fā)器(106)出口氣態(tài)制冷劑的過(guò)熱度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，目的是保證蒸發(fā)器(106)出口的制冷劑不帶液，防止對(duì)壓縮機(jī)(101)造成液擊損傷，蒸發(fā)器(106)出口氣態(tài)制冷劑維持在一定的過(guò)熱度也有利于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。