CN1288401C - 一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，它包括压缩机、冷凝器、贮液过冷器、喷射器、节流元件及蒸发器等构成封闭的主回路。整个系统由封闭的主回路和辅助回路构成，在主回路中贮液过冷器的辅路出口与压缩机的辅助进气口之间串接喷射器，喷射器的引射口与汽液分离器或蒸发器的出口相接；喷射器与压缩机、冷凝器、贮液过冷器构成辅助回路。贮液过冷器上部的高压制冷剂蒸汽作为喷射器的工作流体引射汽液分离器或蒸发器出口的低压制冷剂蒸汽。喷射器和节流元件提高了热泵系统的能量利用效率。贮液过冷器起到了现有热泵系统中贮液器和过冷器两个部件的作用。本发明具有能量利用效率高，可行性高，运行工况宽广；结构简单，加工安装方便等优点。

Description

一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统

技术领域

一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，属于热泵或制冷技术领域。

背景技术

用电驱动的热泵系统作为建筑物的采暖手段，来代替传统的燃煤/燃油采暖，可以大幅度提高冬季采暖的能量利用效率，并能够有效减少或杜绝向大气排放污染物。特别是在气候比较寒冷地区的中心城市，使用电动热泵带来的这种效果尤其明显。要使电驱动的热泵系统能在寒冷气候条件下稳定高效运行，就要求热泵在产生较大温升时，它的发热量衰减较小、压缩机的排气温度稳定且比较低、能量利用效率较高。然而，传统的单级压缩热泵系统是无法满足上述要求的。为了满足上述要求，中国发明专利01109633.0了提出一种适用于寒冷地区的热泵空调机组，见附图四。

在传统单级压缩热泵系统的基础上，专利01109633.0提出的热泵系统采用开设辅助进气口的涡旋压缩机(以下简称压缩机)1，并在电磁阀6出口至压缩机1辅助进气口之间并联一个辅助回路。从冷凝器2来的高压液体制冷剂在电磁阀6出口处分别流入主回路和辅助回路。流入辅助回路的液体制冷剂经辅路膨胀阀12后进入过冷器13，流入主回路的液体制冷剂直接进入过冷器13。辅助回路和主回路的制冷剂在过冷器13中产生热交换，辅助回路中的制冷剂汽化后被压缩机1的辅助进气口吸入，即向压缩机1强制补气；而主回路中的制冷剂得到过冷后，经主路膨胀阀14进入蒸发器8，在蒸发器8中制冷剂吸收外界热量后变为低压制冷剂蒸汽，被压缩机1的吸气口吸入；在压缩机1中，从吸气口、辅助吸气口吸入的制冷剂混合压缩后变为高压制冷剂气体，排出压缩机1，进入冷凝器2；在冷凝器2中，高压制冷剂气体释放热量给载热介质后变为高压的制冷剂液体，而完成工作循环。上述技术方案中，通过辅路向压缩机1补气可以增加压缩机1的排气量，增加了冷凝器2释放的热量；另一方面，主路膨胀阀14前的液体过冷可以提高蒸发器8的吸热能力。这样，可以有效地阻止热泵系统在大温升工况下的热量衰减，并能提高工作效率和扩大工况范围。

上述技术方案还存在有明显的不足之处，首先该热泵系统没有回收辅路制冷剂降压过程的压力能，来降低系统的能耗；其次系统过冷器13和贮液器15分别设置，增加了系统的部件和成本，同时也使系统的故障部位增多，降低了运行的可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种热泵或制冷系统。

本发明的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统按照图1-图3所示的技术方案实施。该系统包括有压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器5、电磁阀6、主节流元件7及蒸发器8构成封闭的工作循环回路；其特征在于：该系统还包括有贮液过冷器3和喷射器4；整个系统由封闭的主回路和辅助回路构成，主回路是由压缩机1的排气口与冷凝器2的制冷剂进口相接，冷凝器2的制冷剂出口与贮液过冷器3的进口相接，贮液过冷器3的出口与干燥过滤器5的进口相接，干燥过滤器5的出口通过电磁阀6和主节流元件7的进口相接，主节流元件7的出口与蒸发器8的制冷剂进口相接，蒸发器8的制冷剂出口通过汽液分离器9与压缩机1的进气口相接构成；辅助回路是由贮液过冷器3的辅路出口3′与喷射器4的进口相接，喷射器4的引射口4′与蒸发器8的出口至压缩机1进口之间管道上设置的任一接口相连接，喷射器4的出口通过截止阀10与压缩机1的辅助进气口1′相接后构成。

所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统中，所述的贮液过冷器3设置有进口、出口及与贮液过冷器3上部空间相通的辅路出口3′。

所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统中，喷射器4的引射口4′与汽液分离器9或蒸发器8的出口相连接。

所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统中，所述的喷射器4可以不带引射口4′，在该设置中，贮液过冷器3的辅路出口与喷射器4)的进口相接，喷射器4的出口通过截止阀10与压缩机1的辅助吸气口相接。

所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统中，所述的辅助回路中的喷射器4可用辅节流元件11替换；在该设置中，贮液过冷器3的辅路出口与辅节流元件11的进口相接，辅节流元件11的出口通过截止阀10与压缩机1的辅助吸气口相接。

本发明的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，其工作原理和部件作用如下所述：压缩机1排出的高温、高压制冷剂气体，经冷凝器2将热量传递给载热介质，如载热液体或载热气体，升温后的载热介质可用于房间采暖或作为生活热水。从冷凝器2出来的高压制冷剂液体进入贮液过冷器3。由于压力降低和吸收周围环境的热量，制冷剂液体在贮液过冷器3滞留时，部分液体汽化成饱和的高压制冷剂蒸汽并集存于贮液过冷器3的上部。这些高压制冷剂蒸汽通过贮液过冷器3的辅路出口进入喷射器4；并作为喷射器4的工作流体，来引射汽液分离器9或蒸发器8出口的低压制冷剂蒸汽。从贮液过冷器3中进入到喷射器4的制冷剂蒸汽和被引射到喷射器4的低压制冷剂蒸汽在喷射器4中混合并降速，在喷射器4的出口处成为中压制冷剂蒸汽，被压缩机1的辅助进气口吸入，这样，有效利用了贮液过冷器3出来的高压制冷剂的压力能，使热泵系统的能量效率得以提高。在贮液过冷器3中，部分液体汽化时由于吸收周围的热量而使积存在其下部的制冷剂液体得到降温，成为有较大过冷度的过冷液体后，通过干燥过滤器5和电磁阀6进入主节流元件7，在主节流元件7中，过冷的制冷剂液体压力降低而变为低压的汽液混合物进入蒸发器8，制冷剂汽液混合物在蒸发器8中通过吸收冷却介质(如冷却液体或冷却气体)的热量后蒸发为低压的制冷剂蒸汽，通过汽液分离器9除去游离的液滴后，被压缩机1的进气口吸入。在压缩机1中，从进气口吸入的低压制冷剂蒸汽经过初步压缩后，与从辅助吸气口吸入的制冷剂混合，再进一步压缩为高压制冷剂气体，并排出压缩机1、进入冷凝器2。由于制冷剂液体在进入主节流元件7时有比较大的过冷度，增大了制冷剂在蒸发器8中的吸热能力，这样，进一步提高了热泵系统的能量利用效率。该系统中，辅助回路即为补气回路。贮液过冷器3起到了图4所示的热泵系统中贮液器15和过冷器13两个部件的作用，简化了热泵系统的结构。

本发明的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统具有能量利用效率高，可行性高，运行工况宽广；结构简单，成本低，加工安装方便的优点。

附图说明

下面结合附图描述本发明的实施方式：

图1：本发明的结构示意图(可作为本发明的实施方式1)；

图2：本发明中喷射器4不带引射口4′的结构示意图；

图3：本发明中用辅节流元件11替代喷射器4的结构示意图；

图4：现有技术中一种适用于寒冷地区的热泵空调机组的结构示意图；

上述附图中的标号分别为：

1、压缩机，1′压缩机的辅助进气口，2、冷凝器，3、贮液过冷器，3′贮液过冷器的辅路出口，4、喷射器，4′引射口5、干燥过滤器，6、电磁阀，7、主节流元件，8、蒸发器，9、汽液分离器，10、截止阀，11、辅节流元件，12、辅路膨胀阀，13、过冷器，14、主路膨胀阀，15、贮液器。

具体实施方式：

本发明按照图1所示的结构示意图将市售和设计加工的部件组装为一体，实现本发明的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统。

实施方式2与实施方式1的热泵系统类似，参见图2。所不同的是喷射器4不带引射口4′，即喷射器4不引射汽液分离器9或蒸发器8出口的低压制冷剂蒸汽。贮液过冷器3辅路出口的高压制冷剂蒸汽直接进入喷射器4，膨胀降压后，通过截止阀10被压缩机1的辅助进气口吸入。这样，进一步简化了热泵系统，更便于加工安装和降低成本。

实施方式3的热泵系统与实施方式2的热泵系统类似，参见图3。所不同的是用辅节流元件11替代喷射器4。这样，贮液过冷器3上部的高压制冷剂蒸汽直接进入辅节流元件11，经辅节流元件11降低压力后，被压缩机1的辅助进气口吸入。这样，热泵系统又得到了有效的简化，结构更加紧凑，更有利于加工安装和降低成本。

上述实施方式中，各部件之间均采用常规螺纹连接或焊接，密封件也均采用常规密封圈。

Claims (5)

1.一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，包括有压缩机(1)、冷凝器(2)、干燥过滤器(5)、电磁阀(6)、节流元件(7)及蒸发器(8)构成的封闭工作循环回路；其特征在于：该系统还包括有贮液过冷器(3)和喷射器(4)；整个系统由封闭的主回路和辅助回路构成，主回路是由压缩机(1)的排气口与冷凝器(2)的制冷剂进口相接，冷凝器(2)的制冷剂出口与贮液过冷器(3)的进口相接，贮液过冷器(3)的出口与干燥过滤器(5)的进口相接，干燥过滤器(5)的出口通过电磁阀(6)和节流元件(7)的进口相接，节流元件(7)的出口与蒸发器(8)的制冷剂进口相接，蒸发器(8)的制冷剂出口通过汽液分离器(9)与压缩机(1)的进气口相接构成；辅助回路是由贮液过冷器(3)的辅路出口(3′)与喷射器(4)的进口相接，喷射器(4)的引射口(4′)与蒸发器(8)的出口至压缩机(1)进口之间管道上设置的任一接口相连接，喷射器(4)的出口通过截止阀(10)与压缩机(1)的辅助进气口(1′)相接后构成。

2.根据权利要求1所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，其特征在于：所述贮液过冷器(3)设置有进口、出口及与贮液过冷器(3)上部空间相通的辅路出口(3′)。

3、根据权利要求1或2所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，其特征在于，喷射器(4)的引射口(4′)与汽液分离器(9)或蒸发器(8)的出口相连接。

4、根据权利要求1或2所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，其特征在于，喷射器(4)可以不带引射口(4′)，在该设置中，贮液过冷器(3)的辅路出口与喷射器(4)的进口相接，喷射器(4)的出口通过截止阀(10)与压缩机(1)的辅助进气口(1′)相接。

5、根据权利要求1或2所述的一种带喷射器和贮液过冷器的热泵或制冷系统，其特征在于，辅助回路中的喷射器(4)可用辅节流元件(11)替换；在该设置中，贮液过冷器(3)的辅路出口与辅节流元件(11)的进口相接，辅节流元件(11)的出口通过截止阀(10)与压缩机(1)的辅助进气口(1′)相接。

Images