一种多级喷射式热泵系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种多级喷射式热泵系统，包括第一压缩机、第二压缩机、冷凝器、换热器、第一蒸发器、第二蒸发器、第一喷射器、第二喷射器、节流元件，以及填充于系统中的工质。本实用新型专利技术解决了单级喷射的热泵系统降低系统的消耗功能力有限的问题。本实用新型专利技术通过采用第一喷射器和第二喷射器形成了两级喷射，能够更大程度上回收节流元件的膨胀功、节省压缩过程的消耗功，从而降低循环系统的能量消耗，提高热泵系统的效率。高热泵系统的效率。高热泵系统的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多级喷射式热泵系统


[0001]本技术涉及热泵节能
，更具体地，涉及一种多级喷射式热泵系统。

技术介绍

[0002]热泵循环一般由压缩、冷凝、节流以及蒸发四个主要的热力过程组成。在循环中采用非共沸工质，可利用其温度滑移，减少平均换热温差，能有效降低系统的不可逆损失。但在某些情况下，由于非共沸工质组分固定，温度滑移不变，无法调整温度滑移与换热温度变化进行匹配，导致传热效果降低，不可逆损失增大；同时在冷凝过程中，由于液相工质不断析出，液膜的厚度不断增加，传热热阻增大，导致传热性能下降，而在蒸发过程中，随着蒸发过程的进行，工质传热系数先增大后减小，存在峰值。因此，如何加强循环的传热效率、减少传热过程的不可逆损失以及减少循环过程的能量损耗是本领域专业技术人员研究的主要方向。
[0003]公开号为CN 110296543 A的中国专利文献，公开了一种带喷射的气液分离换热的制冷或热泵系统，采用非共沸混合工质，同时利用抽液管和抽气管抽取饱和工质，调节热力循环中工质的组分；通过冷凝器抽离饱和液相工质，使冷凝器内剩余工质的干度提高；通过蒸发器抽离饱和气相工质，使得蒸发器内剩余工质的干度降低；另外，利用喷射器引射蒸发器中的饱和气相工质，增加了压缩机中间级的补气量，进一步有效地解决了空气源制冷或热泵系统在低环境温度时制热量衰减的问题。
[0004]但上述方案仍然存在一些问题，采用一级喷射所能够回收的膨胀功受限，故随着用户需求的不断提高，单级喷射的循环系统的节能效率已不能满足现实使用需求，需要一种更加节能、经济、环保、高效的改善方案。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术单级喷射的热泵系统降低系统的消耗功能力有限的不足，提供一种多级喷射式热泵系统。本技术不仅能够回收膨胀功，还能节省压缩功，相比一级喷射，进一步降低了系统的消耗功，提高了系统的运行效率。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0007]一种多级喷射式热泵系统，包括第二压缩机，入口连接第二压缩机的出口的冷凝器，冷凝器的出口分为两路，第一路连接有第一喷射器的引射入口，第二路连接有换热器的冷却入口；一端连接换热器的冷却出口的节流元件，连接节流元件另一端的第一蒸发器的入口，第一蒸发器的出口分为三路，第一路与第一喷射器的被引射工质入口连接，第二路连接有第二喷射器的被引射工质入口，第三路连接有第一压缩机的入口，第一压缩机的出口与第二压缩机的入口连接；第一喷射器的混合出口与换热器的加热入口连接，换热器的加热出口与第二喷射器的引射入口连接，第二喷射器的混合出口连接有第二蒸发器的入口，第二蒸发器的出口也与第二压缩机的入口连接；还包括填充于系统中的工质。
[0008]这样，通过采用第一喷射器和第二喷射器形成了双级喷射，能够更大程度上回收
节流元件的膨胀功、节省压缩过程的消耗功，从而降低循环系统的能量消耗，提高热泵系统的效率；同时利用双级喷射，实现两级压缩中间冷却，有效解决了空气源热泵系统在较低环境温度时制热量降低的问题。
[0009]进一步的，工质为非共沸混合工质。
[0010]这样，通过采用非共沸混合工质，由于非共沸工质组分固定，具有温度滑移的特性，与单一工质相比，可以减少换热温差，降低换热过程的不可逆性，提高运行效率，应用于热泵系统中能够减少系统的不可逆性，合理利用非共沸混合工质的温度滑移特性，结合不同换热单元能够对非共沸混合工质的组分进行调控，调整其传热系数。
[0011]进一步的，冷凝器为分液冷凝器，分液冷凝器包括冷凝联箱，设于冷凝联箱内腔中的冷凝换热管，以及连接冷凝换热管与冷凝联箱内腔壁的用于将冷凝管程分开的第一隔板，冷凝联箱上开设有紧邻第一隔板且位于第一隔板上方的分液出口，分液出口与第一喷射器的引射入口连接。
[0012]需要说明的是，对于分液冷凝过程，气相工质在进入冷凝器后会冷凝出冷凝饱和液相工质，液相工质的堆积会阻碍气相工质进行换热，传热系数降低，分液冷凝通过将一定量完成冷凝的冷凝饱和液相工质进行分离，增大了工质的干度，传热系数得到提高，换热能力随之提高，除此之外还改变了冷凝器中剩余工质的组分，实现组分调控的目的。
[0013]进一步的，第一隔板上设有若干贯穿第一隔板的第一分液孔。
[0014]需要说明的是，第一隔板设置时，靠近分液出口的一侧表面可设置有一定坡度，这样方便冷凝液排入分液出口；同时通过合理调节第一隔板上分液孔尺寸及数量、分液出口的口径也可以调控冷凝分液出口的工质组分和流量，从而使分液冷凝器内剩余工质的组分发生变化，改变其热物性参数，调控其温度滑移。
[0015]进一步的，第一蒸发器为分相蒸发器，分相蒸发器包括蒸发联箱，设于蒸发联箱内腔中的蒸发换热管，设置在靠近蒸发入口一端用于将蒸发管程分开的第二隔板，以及设置在靠近蒸发出口一端用于将蒸发管程分开的第三隔板，在蒸发联箱上开设有紧邻第二隔板且位于第二隔板上方的液相出口，在蒸发联箱上还开设有紧邻第三隔板且位于第三隔板下方的气相出口，液相出口与第二喷射器的被引射工质入口连接，气相出口与第一喷射器的被引射工质入口连接。
[0016]需要说明的是，第二隔板设置时，靠近分液出口的一侧表面可设置有一定坡度，这样方便未蒸发完全的液相工质从液相出口排出；同时对于分相蒸发过程，气液两相的工质进入蒸发器，随着蒸发过程的进行，工质的干度逐渐增大，工质的传热系数先增大后减小，分相蒸发在蒸发始端，通过将一定量未完全蒸发的液相工质分离，增大工质的干度，能够提高传热系数，而在蒸发末端，再将一定量气相工质分离，减小工质的干度，使工质维持在较高传热系数下进行蒸发，提高了传热效率，除此之外还改变了蒸发器中剩余工质的组分，也实现了组分调控的目的。
[0017]进一步的，第二隔板上设有若干贯穿第二隔板的第二分液孔。
[0018]需要说明的是，通过合理设计第二隔板上分液孔尺寸及数量、液相出口的口径和气相出口的口径，也可以调节蒸发液相出口以及蒸发气相出口的工质组分和流量，从而使第一蒸发器内剩余工质的组分发生变化，改变其热物性参数，调控其温度滑移。
[0019]这样，通过同时利用分液冷凝和分相蒸发，实现了对热力循环系统中工质干度的
调控，从而使工质的传热系数提高，冷凝器和第一蒸发器的换热能力得到增强。
[0020]进一步的，冷凝器与第一喷射器的引射入口之间还连接有第一调节阀，第一蒸发器与第一喷射器的被引射工质入口之间还连接有第二调节阀，第一蒸发器与第二喷射器的被引射工质入口之间还连接有第三调节阀。
[0021]这样，改变调节阀的开度，通过调节管路工质的流量，调节阀实现了调控热力循环系统中工质组分变化，能够改变工质的热物性参数，调节其温度滑移，使换热单元与冷热源的平均换热温差降低，减少系统在换热过程中的不可逆性；同时组分调控可以使温度滑移的程度发生改变，能够更好地适应不同工况下的换热过程，进一步降低了系统的损失，换热能力得到提高。
[0022]进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级喷射式热泵系统，其特征在于，包括第二压缩机(102)，入口连接所述第二压缩机(102)的出口的冷凝器(103)，所述冷凝器(103)的出口分为两路，第一路连接有第一喷射器(108)的引射入口，第二路连接有换热器(104)的冷却入口；一端连接所述换热器(104)的冷却出口的节流元件(105)，连接所述节流元件(105)另一端的第一蒸发器(106)的入口，所述第一蒸发器(106)的出口分为三路，第一路与所述第一喷射器(108)的被引射工质入口连接，第二路连接有第二喷射器(109)的被引射工质入口，第三路连接有第一压缩机(101)的入口，所述第一压缩机(101)的出口与所述第二压缩机的入口连接；所述第一喷射器(108)的混合出口与所述换热器(104)的加热入口连接，所述换热器(104)的加热出口与所述第二喷射器(109)的引射入口连接，所述第二喷射器(109)的混合出口连接有第二蒸发器(110)的入口，所述第二蒸发器(110)的出口也与所述第二压缩机(102)的入口连接；还包括填充于系统中的工质。2.根据权利要求1所述的多级喷射式热泵系统，其特征在于，所述工质为非共沸混合工质。3.根据权利要求2所述的多级喷射式热泵系统，其特征在于，所述冷凝器(103)为分液冷凝器，所述分液冷凝器包括冷凝联箱(1032)，设于所述冷凝联箱(1032)内腔中的冷凝换热管(1031)，以及连接所述冷凝换热管(1031)与所述冷凝联箱(1032)内腔壁的用于将冷凝管程分开的第一隔板(1034)，所述冷凝联箱(1032)上开设有紧邻所述第一隔板(1034)且位于第一隔板(1034)上方的分液出口，所述分液出口与所述第一喷射器(108)的引射入口连接。4.根据权利要求3所述的多级喷射式热泵系统，其特征在于，所述第一隔板(1034)上设有若干贯穿所述第一隔板...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锘，陈健勇，陈颖，罗向龙，黄锟腾，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：