[發明專利]一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統及循環方法

有效

• 申請號: 202011066476.7
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112229085B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 白濤;陸宇;晏剛;魚劍琳
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F25B7/00
• 分類號: F25B7/00;F25B9/08;F25B30/02;F25B40/06;F25B43/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統，其特征在于，采用雙壓縮機獨立運行，通過噴射器和氣液分離器將兩個子系統進行耦合，實現雙溫區和大溫跨制熱；所述系統包括：低壓側壓縮機(101)、低溫側冷凝器(102)、第一節流裝置(103)、氣液分離器(104-1)、第二節流裝置(105)、低溫側蒸發器(106)、噴射器(107)、高溫側蒸發器(108)、高壓側壓縮機(109)和高溫側冷凝器(110)；

所述低壓側壓縮機(101)排氣口與低溫側冷凝器(102)入口相連，低溫側冷凝器(102)出口與第一節流裝置(103)進口相連；低溫側冷凝器(102)供熱介質出口與高溫側冷凝器(110)供熱介質入口相連；第一節流裝置(103)出口與氣液分離器(104-1)入口相連，氣液分離器(104-1)氣體出口與高壓側壓縮機(109)、高溫側冷凝器(110)和噴射器(107)一次流入口依次相連，氣液分離器(104-1)液體出口與第二節流裝置(105)、低溫側蒸發器(106)和噴射器(107)的二次流入口依次相連；噴射器(107)出口與高溫側蒸發器(108)入口相連，高溫側蒸發器(108)出口與低壓側壓縮機(101)入口相連；形成完整的熱泵循環系統。

2.根據權利要求1所述的一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統，其特征在于：設置了氣液分離器(104-1)，使得經過低溫側冷凝器(102)和第一節流裝置(103)后，壓力較高的氣態工質進入高壓側壓縮機(109)吸氣口，提高了壓縮機的吸氣壓力，降低壓縮機壓比，提升了系統性能。

3.一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統，其特征在于，采用雙壓縮機獨立運行，通過噴射器和回熱器將兩個壓縮機進行耦合，實現雙溫區和大溫跨制熱；所述系統包括：低壓側壓縮機(101)、低溫側冷凝器(102)、第一節流裝置(103)、回熱器(104-2)、第二節流裝置(105)、低溫側蒸發器(106)、噴射器(107)、高溫側蒸發器(108)、高壓側壓縮機(109)和高溫側冷凝器(110)；

所述低壓側壓縮機(101)排氣口與低溫側冷凝器(102)入口相連，低溫側冷凝器(102)出口分為兩路，一路與回熱器(104-2)高壓側入口相連，另一路與第一節流裝置(103)進口相連；低溫側冷凝器(102)供熱介質出口與高溫側冷凝器110)供熱介質入口相連；第一節流裝置(103)出口與回熱器(104-2)低壓側入口相連，回熱器(104-2)低壓側出口與高壓側壓縮機(109)、高溫側冷凝器(110)和噴射器(107)一次流入口依次相連；回熱器(104-2)高壓側出口與第二節流裝置(105)、低溫側蒸發器(106)和噴射器(107)的二次流入口依次相連；噴射器(107)出口與高溫側蒸發器(108)入口相連，高溫側蒸發器(108)出口與低壓側壓縮機(101)入口相連；形成完整的熱泵循環系統。

4.根據權利要求1或3所述的一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統，其特征在于：高溫側冷凝器(110)出口的制冷劑工質和低溫側蒸發器(106)出口的制冷劑工質分別進入噴射器(107)一次流和二次流入口；不僅有效提高了噴射器(107)的引射能力，還回收了液態工質節流過程中的膨脹功，提升了低壓側壓縮機(101)的吸氣壓力，降低了壓縮機壓比，提高了系統能效。

5.根據權利要求1或3所述的一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統，其特征在于：所述系統具有雙冷凝壓力和冷凝溫度，降低換熱溫差，減少傳熱過程中的不可逆損失，提高換熱效率及系統能效。

6.根據權利要求1或3所述的一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統，其特征在于：所屬系統具有雙蒸發溫度，且在噴射器(107)的升壓縮作用下能夠獲得更低的蒸發溫度，適應更低環境溫度的供熱需求。

7.根據權利要求1或3所述的一種適用于大溫跨的低溫熱泵循環系統，其特征在于：所述低壓側壓縮機(101)和高壓側壓縮機(109)為螺桿壓縮機、渦旋壓縮機、滾動轉子壓縮機、活塞壓縮機或具有雙吸排氣口的壓縮機。