CN103776189B - 用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统 - Google Patents
用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103776189B CN103776189B CN201410022664.8A CN201410022664A CN103776189B CN 103776189 B CN103776189 B CN 103776189B CN 201410022664 A CN201410022664 A CN 201410022664A CN 103776189 B CN103776189 B CN 103776189B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- injector
- outlet
- heat pump
- compressor
- flash vessel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
一种用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，压缩机的出口与冷凝器的入口相连，冷凝器出口与喷射器的喷嘴入口相连，喷射器的被引射制冷剂入口与第二级闪蒸器气相出口相连，喷射器出口与第一级闪蒸器入口相连；第一级闪蒸器的饱和气态制冷剂出口与压缩机中间补气口相连，饱和液态制冷剂出口经第一级膨胀阀或毛细管后与第二级闪蒸器入口相连；第二级闪蒸器的饱和气态制冷剂出口与喷射器的被引射制冷剂入口相连接，饱和液态制冷剂出口经第二级膨胀阀或毛细管后与蒸发器入口相连接；蒸发器出口与压缩机吸气口连接；通过采用喷射器及辅助的闪蒸器实现节流过程的膨胀功回收，同时增大压缩机中间级补气量，从而改善热泵系统制热性能。
Description
技术领域
本发明属于热泵技术领域，具体涉及一种用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统。
背景技术
蒸气压缩式空气源热泵技术作为一种节能、环保的制热技术越来越多地被应用于商用建筑和住宅的供热中，如热泵型空调器与热泵热水器。随着经济发展和人民生活水平的提高，空气源热泵在我国的发展十分迅速，相关技术的研究也在不断创新。然而，当蒸气压缩式空气源热泵使用在较低室外空气环境温度下时，压缩机吸排气压差增大，压缩机吸入的制冷剂的密度减小，热泵系统内部制冷剂的循环流量减小，导致热泵系统向室内提供的热量减少，热泵系统制热性能衰减即效率与制热量降低是它存在的突出技术问题，从而影响其大范围的应用。为使空气源热泵在低温环境中高效、安全运行，人们进行了许多技术研发和改进，其中目前应用较多的是采用带补气增焓的循环系统，又称喷气增焓系统。总之，应用补气增焓系统是解决空气源热泵机组低温运行性能下降的有效技术途径之一。
目前，常用的补气增焓型热泵循环系统主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器、闪蒸器和膨胀阀或毛细管等部件；其中，压缩机为具有补气增焓功能的涡旋压缩机或两级滚动转子压缩机，其压缩过程被补气过程分成两段，成为准二级压缩过程。然而，在现有的补气增焓型热泵循环系统中，由于实现制冷剂的膨胀过程仍主要是采用节流机构膨胀阀或毛细管，因而在其节流过程产生了较大的不可逆损失，并且随着蒸发温度降低不可逆损失加大，导致循环系统性能会显著降低。实际上，制冷剂的节流过程具有可利用的膨胀功，可以在目前的补气增焓型热泵循环系统中采用附加的喷射器回收节流过程的部分膨胀功，使循环系统的性能获得提高，改善低温环境下制热性能衰减情况。
许多研究表明,在蒸气压缩循环系统上采用喷射器确实可以提高制冷与热泵装置的性能。然而，目前有关喷射器在蒸气压缩循环系统上的应用，大多数是针对常规的单级蒸气压缩式循环系统。总的来说，在补气增焓型热泵循环系统中应用喷射器的技术措施还存在空白。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，通过采用喷射器回收节流过程的膨胀功，从而使带喷射器的补气增焓型热泵循环系统具有更高的效率，降低循环装置能量消耗；并利用喷射器引射第二级闪蒸器中的气态制冷剂，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热泵系统在低环境温度时的制热量衰减问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，包括压缩机101，压缩机101的出口与冷凝器102的入口相连接，冷凝器102的出口与喷射器103的喷嘴入口相连接，喷射器103的被引射制冷剂入口与第二级闪蒸器106的气相出口相连接，喷射器103的出口与第一级闪蒸器104的入口相连接；第一级闪蒸器104出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与压缩机101中间补吸气口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口经过第一级膨胀阀或毛细管105后与第二级闪蒸器106入口相连接；第二级闪蒸器106出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与喷射器103的被引射制冷剂入口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口经过第二级膨胀阀或毛细管107后与蒸发器108入口相连接；蒸发器108出口与压缩机101吸气口连接。
所述压缩机101采用具有补气增焓功能的压缩机，其具有两级吸气口，分别为低压吸气口和中间补气口。
所述具有补气增焓功能的压缩机为涡旋压缩机或两级滚动转子压缩机。
所述喷射器103中来自冷凝器102出口的过冷液态制冷剂压力大于从第二级闪蒸器106气相出口出来的制冷剂蒸气压力。
所述第二级闪蒸器106气相出口的制冷剂蒸气在喷射器103中被来自冷凝器102出口的过冷液态制冷剂引射，在喷射器103中混合后增压并进入第一级闪蒸器104。
相比于现有的补气增焓型热泵循环系统，本发明提出的一种带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，通过采用喷射器回收节流过程的膨胀功，从而使带喷射器的补气增焓空气源热泵循环系统具有更高的效率，降低热泵系统能量消耗。同时，利用喷射器引射第二级闪蒸器中的气态制冷剂，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热泵系统在低环境温度时的制热量衰减问题。该系统是一种经济、有效、可行的改善方案，能有效提高热泵循环系统性能，可促进热泵产品节能技术的发展。
附图说明
图1是本发明制冷循环系统示意图。
图2是本发明制冷循环系统工作过程的循环压-焓图（p–h图）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，包括压缩机101，压缩机101的出口与冷凝器102的入口相连接，冷凝器102的出口与喷射器103的喷嘴入口相连接，喷射器103的被引射制冷剂入口与第二级闪蒸器106的气相出口相连接，喷射器103的出口与第一级闪蒸器104的入口相连接；第一级闪蒸器104出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与压缩机101中间补吸气口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口经过第一级膨胀阀或毛细管105后与第二级闪蒸器106入口相连接；第二级闪蒸器106出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与喷射器103的被引射制冷剂入口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口经过第二级膨胀阀或毛细管107后与蒸发器108入口相连接；蒸发器108出口与压缩机101吸气口连接。
所述压缩机101采用具有补气增焓功能的压缩机，其具有两级吸气口，分别为低压吸气口和中间补气口。
作为本发明的优选实施方式，所述具有补气增焓功能的压缩机为涡旋压缩机或两级滚动转子压缩机。
作为本发明的优选实施方式，所述喷射器103中来自冷凝器102出口的过冷液态制冷剂压力大于从第二级闪蒸器106气相出口出来的制冷剂蒸气压力。这样高压过冷液态制冷剂作为工作流体进入喷射器103的喷嘴中将压力能转化为速度能后变为低压高速气液两相混合制冷剂，从而引射从第二级闪蒸器106气相出口出来的制冷剂蒸气，并在喷射器出口形成压力高于第二级闪蒸器106气相出口的制冷剂蒸气的气液两相混合制冷剂，达到提高压缩机中间补气压力降低能耗的目的。
作为本发明的优选实施方式，所述第二级闪蒸器106气相出口的制冷剂蒸气在喷射器103中被来自冷凝器102出口的过冷液态制冷剂引射，在喷射器103中混合后增压并进入第一级闪蒸器104。这样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热泵系统在低环境温度时的制热量衰减问题。
如图2所示，为本发明制冷循环系统工作过程的循环压-焓图（p–h图），其示意的制冷系统工作过程为：压缩机101出口的高温高压过热气态制冷剂（图中2点处）在冷凝器102放出热量实现制热目的后成为高压过冷液态制冷剂(图中3点处)；冷凝器102出口的过冷液态制冷剂作为工作流体进入喷射器103的喷嘴，在喷嘴中膨胀后变为低压高速气液两相混合制冷剂（图中3’点处）；低压高速气液两相混合制冷剂与从第二级闪蒸器106出来的饱和气态制冷剂（图中8点处）在喷射器103的混合室中混合后（图中4’点处）再经喷射器103的扩压器增压成为气液两相混合制冷剂（图中4点处）后排出；喷射器103出口的气液两相混合制冷剂进入第一级闪蒸器104进行气液分离，其中从第一级闪蒸器104分离出的饱和气态制冷剂（图中5点处）返回压缩机101的中间补气口，而分离出的饱和液态制冷剂（图中6点处）通过第一级膨胀阀或毛细管105降压降温后（图中7点处）进入第二级闪蒸器106中进行气液分离，其中从第二级闪蒸器106分离出的饱和气态制冷剂（图中8点处）作为被引射制冷剂进入喷射器103的引射入口，而分离出的饱和液态制冷剂（图中9点处）通过第二级膨胀阀或毛细管107降压降温后（图中10点处）进入蒸发器108中吸热蒸发成为气态制冷剂图中1点处）；蒸发器108出口的气态制冷剂进入压缩机101吸气口，以上完成整个循环过程。
本发明的整个系统循环工作过程中存在有四个不同的工作压力,依次是冷凝器102冷凝压力、压缩机101中间补气压力、喷射器103的引射流体压力和蒸发器108蒸发压力。其中冷凝器102冷凝压力和蒸发器108蒸发压力是由循环系统的工作工况所决定（即一个冷凝温度及一个蒸发温度），这又取决于制热温度要求和空气环境温度；压缩机101中间补气压力为设计工况参数，可根据冷凝压力和蒸发压力选取；喷射器103的引射流体压力是由喷射器103的工作特性、循环中的质量守恒、动量守恒和能量守恒关系所决定。
Claims (4)
1.一种用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，包括压缩机(101)，压缩机(101)的出口与冷凝器(102)的入口相连接，其特征在于：冷凝器(102)的出口与喷射器(103)的喷嘴入口相连接，喷射器(103)的被引射制冷剂入口与第二级闪蒸器(106)的气相出口相连接，喷射器(103)的出口与第一级闪蒸器(104)的入口相连接；第一级闪蒸器(104)出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与压缩机(101)中间补吸气口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口经过第一级膨胀阀或毛细管(105)后与第二级闪蒸器(106)入口相连接；第二级闪蒸器(106)出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与喷射器(103)的被引射制冷剂入口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口经过第二级膨胀阀或毛细管(107)后与蒸发器(108)入口相连接；蒸发器(108)出口与压缩机(101)吸气口连接；所述喷射器(103)中来自冷凝器(102)出口的过冷液态制冷剂压力大于从第二级闪蒸器(106)气相出口出来的制冷剂蒸气压力。
2.根据权利要求1所述的用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，其特征在于：所述压缩机(101)采用具有补气增焓功能的压缩机，其具有两级吸气口，分别为低压吸气口和中间补气口。
3.根据权利要求2所述的用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，其特征在于：所述具有补气增焓功能的压缩机为涡旋压缩机或两级滚动转子压缩机。
4.根据权利要求1或2所述的用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统，其特征在于：所述第二级闪蒸器(106)气相出口的制冷剂蒸气在喷射器(103)中被来自冷凝器(102)出口的过冷液态制冷剂引射，在喷射器(103)中混合后增压并进入第一级闪蒸器(104)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410022664.8A CN103776189B (zh) | 2014-01-18 | 2014-01-18 | 用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410022664.8A CN103776189B (zh) | 2014-01-18 | 2014-01-18 | 用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103776189A CN103776189A (zh) | 2014-05-07 |
| CN103776189B true CN103776189B (zh) | 2016-02-24 |
Family
ID=50568732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410022664.8A Active CN103776189B (zh) | 2014-01-18 | 2014-01-18 | 用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103776189B (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104949372B (zh) * | 2015-05-29 | 2017-10-13 | 浙江工业大学 | 具有气液分离器的新型压缩辅助喷射制冷系统 |
| KR102140629B1 (ko) * | 2015-11-09 | 2020-08-03 | 벡텔 하이드로카본 테크놀로지 솔루션즈, 인코포레이티드 | 다단식 냉각을 위한 시스템들 및 방법들 |
| CN105627608B (zh) * | 2016-01-13 | 2017-11-28 | 西安交通大学 | 一种气‑气喷射器增效的自复叠蒸气压缩式制冷循环系统 |
| CN106152582A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-11-23 | 格力电器（芜湖）有限公司 | 一种空调系统 |
| CN106705308B (zh) * | 2017-02-03 | 2022-05-03 | 江苏乐科节能科技股份有限公司 | 机械闪蒸式空调制冷系统及其工作方法 |
| CN108007012B (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-21 | 浙江海洋大学 | 一种采用喷射泵的多温冷库制冷装置及其制冷方法 |
| CN109682100B (zh) * | 2018-11-02 | 2020-12-15 | 浙江理工大学 | 一种利用喷管、扩压管降低排气温度的双级压缩制冷系统 |
| CN110194045A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-09-03 | 天津商业大学 | 一种喷射增效电动汽车热泵系统 |
| CN110319612A (zh) * | 2019-06-29 | 2019-10-11 | 西安交通大学 | 喷射器增效的二氧化碳双级制冷循环系统及其工作方法 |
| CN110701810A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-17 | 中机国能炼化工程有限公司 | 一种引射增压双级串联过冷双温区制冷系统及应用 |
| WO2023172251A1 (en) | 2022-03-08 | 2023-09-14 | Bechtel Energy Technologies & Solutions, Inc. | Systems and methods for regenerative ejector-based cooling cycles |
| CN114608216A (zh) * | 2022-05-14 | 2022-06-10 | 中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 | 高能效跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统的除霜方法 |
| CN114608215A (zh) * | 2022-05-14 | 2022-06-10 | 中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 | 高能效的跨临界二氧化碳双级压缩冷热联供系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL148153B (nl) * | 1966-07-01 | 1975-12-15 | Philips Nv | Ejecteur in het bijzonder geschikt voor een inrichting voor het verwekken van koude en/of voor het vloeibaar maken van gassen. |
| NL6710359A (zh) * | 1967-07-27 | 1969-01-29 | ||
| CN1291196C (zh) * | 2004-02-18 | 2006-12-20 | 株式会社电装 | 具有多蒸发器的喷射循环 |
| JP4626531B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-02-09 | 株式会社デンソー | エジェクタ式冷凍サイクル |
| EP2596304A2 (en) * | 2010-07-23 | 2013-05-29 | Carrier Corporation | Ejector cycle refrigerant separator |
-
2014
- 2014-01-18 CN CN201410022664.8A patent/CN103776189B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103776189A (zh) | 2014-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103776189B (zh) | 用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统 | |
| CN103148629B (zh) | 用于双温直冷式电冰箱的气液两相流喷射器增效制冷系统 | |
| CN103759449B (zh) | 双喷射器增效的两级蒸气压缩式循环系统 | |
| CN103954061B (zh) | 一种喷射器过冷增效的单级蒸气压缩式循环系统 | |
| CN103486754B (zh) | 一种节能中温制冷剂/中温制冷剂复叠制冷系统 | |
| CN102563945B (zh) | 一种带双级引射喷射器的制冷循环系统 | |
| CN102042721B (zh) | 一种喷射器增效型蒸气压缩式热泵循环系统 | |
| CN105546863A (zh) | 一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统 | |
| CN204373252U (zh) | 转换式co2跨临界循环制冷系统 | |
| CN103398485A (zh) | 一种蒸气压缩制冷系统装置及过冷方法 | |
| CN103411353A (zh) | 一种空气源低温双级压缩热泵空调 | |
| CN105546864A (zh) | 一种带蒸发过冷器的自复叠蒸气压缩式制冷循环系统 | |
| CN203586629U (zh) | 一种多换热器切换的空气源热泵空调机组 | |
| CN104848574A (zh) | 一种喷射器增效的分凝式蒸气压缩制冷循环系统 | |
| CN104930741A (zh) | 具有过冷器的新型压缩辅助喷射制冷系统 | |
| CN103808101B (zh) | 一种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效制冷循环系统 | |
| CN205561339U (zh) | 一种自复叠热泵系统 | |
| CN201463395U (zh) | 带补气的两级压缩空气源热泵系统 | |
| CN204787383U (zh) | 自复叠蒸气压缩式制冷循环系统 | |
| CN104729133A (zh) | 一种用于双温直冷冰箱的双气液分离器增效制冷循环系统 | |
| CN104792054A (zh) | 一种喷射器增效的自复叠蒸气压缩式制冷循环系统 | |
| CN105423620A (zh) | 一种高效的大温升两级节流中间冷却热泵热水机 | |
| CN102563947A (zh) | 一种热管热泵组合型制冷装置 | |
| CN106705494A (zh) | 一种具有防止风侧换热器结冰功能的空气源热泵节能系统 | |
| CN201875830U (zh) | 基于潜热回收的高效热泵型热源塔溶液再生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |