一种复叠式热泵系统技术方案

技术编号:42660991 阅读:1 留言:0更新日期:2024-09-10 12:18
本技术涉及制热设备技术领域,具体涉及一种复叠式热泵系统,包括相连接的压缩机和冷凝器以及一次气液分离器、与一次气液分离器的气相输出端连接的气相管路、与一次气液分离器的液相输出端连接的液相管路;还包括用于分离气相工质中混有的液相工质的气相分离器和用于分离液相工质中混有的气相工质的液相分离器。通过利用一次气液分离器对冷却后的气相工质和液相工质进行初步分离后,再利用气相分离器和液相分离器分别对气相管路中混入气相工质中的少量相工质和液相管路中混入液相工质中的少量气相工质进行再次分离,让制冷剂分离效率更高,使低沸点制冷剂能获得很低的蒸发温度,能够在极端寒冷环境下吸收更多热量,提高系统制热运行的能效。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及制热设备,具体涉及一种复叠式热泵系统


技术介绍

1、单一工质单循环热泵在寒冷地区制热运行时,由于室外空气温度过低,系统蒸发温度降低,相应的蒸发压力降低,在冷凝温度不变的情况下,压缩比增大,压缩机排气温度也会随之升高,若超过压缩机的正常工作范围,会导致压缩机的频繁启停不能高效率工作甚至不能工作。自复叠热泵技术能够实现低环温制热的需求,该技术利用两种非共沸制冷剂,经过气液分离器的分离作用、中间冷却器进行两种工质之间的换热,对低温制冷剂的冷凝,使节流过后的低温工质具有更低蒸发温度,能够解决压缩比过大、系统制冷效率低等问题,比常规单一工质热泵在寒冷地区运行更稳定,比常规复叠式热泵结构更简单可靠,在寒冷地区具有更高能效。

2、但现有技术中的复叠式热泵在运行时,无法保证将低沸点气态制冷剂中混合的高沸点液态制冷剂分离完全,也无法保证高沸点液态制冷剂混合的低沸点气态制冷剂分离完全,造成分离后排气时带液,排液时带气,导致自复叠式热泵运行功率受限,其运行时的制热能力与理论计算效果相差较大。


技术实现思路

1、因此,本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的自复叠式热泵运行时制冷剂分离后排气时带液,排液时带气造成其制热能力受限的缺陷,从而提供一种复叠式热泵系统。

2、为了解决上述技术问题,本技术提供一种复叠式热泵系统,包括相连接的压缩机和冷凝器以及一次气液分离器、与一次气液分离器的气相输出端连接的气相管路、与一次气液分离器的液相输出端连接的液相管路;还包括

>3、液相分离器,用于分离液相工质中混有的气相工质,液相分离器包括第一流体输入端、第一液相输出端、以及第一气相输出端,第一流体输入端、第一液相输出端均与液相管路连通,第一气相输出端与气相管路连通;

4、气相分离器,用于分离气相工质中混有的液相工质,气相分离器包括第二流体输入端、第二气相输出端、以及第二液相输出端,第二流体输入端和第二气相输出端均与气相管路连通,第二液相输出端与液相管路连通;

5、本技术提供的复叠式热泵系统具备如下有益效果:制热运行时,压缩机排气口排出高温高压混合气态制冷剂,进入到冷凝器进行冷凝放热,高沸点制冷剂冷凝温度比低沸点制冷剂高,当流经冷凝器后,高沸点制冷剂能被冷凝成液态,低沸点制冷剂仍为气态,然后再在一次气液分离器内初步分离,液态高沸点制冷剂和气态低沸点制冷剂分别从一次气液分离器的液相管路和气相管路中输出,从气相管路中输出的混有少量液相工质的气相工质进入到气相分离器中,从液相管路中输出的混有少量气相工质的液相工质进入到液相分离器中,对制冷剂进行再次气液分离。通过利用一次气液分离器对冷却后的气相工质和液相工质进行初步分离后,再分别利用气相分离器和液相分离器分别对气相管路中混入气相工质中的少量相工质和液相管路中混入液相工质中的少量气相工质进行再次分离,让高沸点制冷剂和低沸点制冷剂分离效率更高,使低沸点制冷剂能获得很低的蒸发温度,能够在极端寒冷环境下从环境吸收更多热量,进而提高系统制热运行的能效。且高沸点制冷剂和低沸点制冷剂在进行换热前即分离完全,使得所有的低沸点均能够参与后续的换热,有利于提高换热效率,从而利于提高系统的能效。

6、可选地,第一流体输入端的出口向下倾斜设置,第二流体输入端的出口水平或向上倾斜设置。

7、本技术提供的复叠式热泵系统,通过将第一流体输入端的出口向下倾斜设置,第二流体输入端的出口水平或向上倾斜设置。使得液相分离器中通入混有少量低沸点气态制冷剂的高沸点液态制冷剂,通过使液态高沸点制冷剂在气液分离器底部充分搅拌,让其中混入的少量低沸点气态制冷剂排出;气相分离器中通入混有少量高沸点液态制冷剂的低沸点气态制冷剂,通过使气态低沸点制冷剂充分撞击壁面,将粘度较大的液态制冷剂分离。提升气液分离器对高沸点制冷剂和低沸点制冷剂的分离能力。

8、可选地,第一流体输入端出口与液相分离器的内侧壁之间的夹角为30°-60°;

9、和/或第二流体输入端出口与气相分离器的内侧壁之间的夹角为90°。

10、可选地,第一流体输入端的出口高度不高于第一气相输出端的入口高度;

11、和/或第二流体输入端的出口高度不高于第二气相输出端的入口高度。

12、可选地,第一气相输出端安装有第一减速节流阀;和/或第二液相输出端安装有第二减速节流阀。

13、本技术提供的复叠式热泵系统,设置第一减速节流阀能够控制从液相分离器的第一气相输出端输出的气态制冷剂的气流速度,防止液相分离器排气时带液;设置第二减速节流阀能够控制从气相分离器的第二液相输出端输出的液态制冷剂的液体流速,防止排液速度过大,引射混合部分气态制冷剂。

14、可选地,还包括蒸发器,气相管路的输出端与蒸发器的输入端连通,液相管路的输出端与蒸发器的输出端管路连通。

15、可选地,还包括四通阀体,其四个阀口分别与蒸发器的输出端、压缩机的输入端、冷凝器的输入端以及压缩机的输出端连通。

16、可选地,还包括中间换热器,其一侧连通在液相分离器下游的气相管路上,另一侧连通在液相分离器下游的液相管路上。

17、本技术提供的复叠式热泵系统,通过设置中间换热器令分流后的高沸点制冷剂和低沸点制冷剂之间发生热交换,进一步提升低沸点制冷剂的温度,降低后续蒸发器的运行功率,提升系统整体的制热效率。

18、可选地,液相分离器与中间换热器之间的液相管路上安装有第一节流阀;

19、和/或中间换热器下游的气相管路上安装有第二节流阀。

20、可选地,蒸发器的输出端与压缩机的输入端之间安装有辅助气液分离器。

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【技术保护点】

1.一种复叠式热泵系统,其特征在于,包括相连接的压缩机(11)和冷凝器(1)以及一次气液分离器(19)、与所述一次气液分离器(19)的气相输出端连接的气相管路(20)、与所述一次气液分离器(19)的液相输出端连接的液相管路(21);还包括

2.根据权利要求1所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一流体输入端(13)的出口向下倾斜设置,所述第二流体输入端(16)的出口水平或向上倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一流体输入端(13)出口与所述液相分离器(3)的内侧壁之间的夹角为30°-60°;

4.根据权利要求1至3任一项所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一流体输入端(13)的出口高度不高于所述第一气相输出端(15)的入口高度;

5.根据权利要求1至3任一项所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一气相输出端(15)安装有第一减速节流阀(2);和/或所述第二液相输出端(17)安装有第二减速节流阀(4)。

6.根据权利要求1至3任一项所述的复叠式热泵系统,其特征在于,还包括蒸发器(9),所述气相管路(20)的输出端与所述蒸发器(9)的输入端连通,所述液相管路(21)的输出端与所述蒸发器(9)的输出端管路连通。

7.根据权利要求6所述的复叠式热泵系统,其特征在于,还包括四通阀(12)体,其四个阀口分别与所述蒸发器(9)的输出端、所述压缩机(11)的输入端、所述冷凝器(1)的输入端以及所述压缩机(11)的输出端连通。

8.根据权利要求1至3任一项所述的复叠式热泵系统,其特征在于,还包括中间换热器(7),其一侧连通在所述液相分离器(3)下游的所述气相管路(20)上,另一侧连通在所述液相分离器(3)下游的所述液相管路(21)上。

9.根据权利要求8所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述液相分离器(3)与所述中间换热器(7)之间的所述液相管路(21)上安装有第一节流阀(6);

10.根据权利要求6所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述蒸发器(9)的输出端与所述压缩机(11)的输入端之间安装有辅助气液分离器(10)。

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【技术特征摘要】

1.一种复叠式热泵系统,其特征在于,包括相连接的压缩机(11)和冷凝器(1)以及一次气液分离器(19)、与所述一次气液分离器(19)的气相输出端连接的气相管路(20)、与所述一次气液分离器(19)的液相输出端连接的液相管路(21);还包括

2.根据权利要求1所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一流体输入端(13)的出口向下倾斜设置,所述第二流体输入端(16)的出口水平或向上倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一流体输入端(13)出口与所述液相分离器(3)的内侧壁之间的夹角为30°-60°;

4.根据权利要求1至3任一项所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一流体输入端(13)的出口高度不高于所述第一气相输出端(15)的入口高度;

5.根据权利要求1至3任一项所述的复叠式热泵系统,其特征在于,所述第一气相输出端(15)安装有第一减速节流阀(2);和/或所述第二液相输出端(17)安装有第二减速节流阀(4)。

6.根据权利要求1至3任...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨颂文王传华廖永章韦元康蒋磊
申请(专利权)人:广东万和电气有限公司
类型:新型
国别省市:

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