一種利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置及其工作方法與流程

2023-10-29 19:16:27 2

本發明具體涉及一種利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置及其工作方法。

背景技術：

壓縮式熱泵為高效率空調、暖氣機或熱水器等設備所使用的機器，應用於工廠、實驗室及公共實施等場所，主要是用來輸送冷媒經過特定的過程進行熱交換而達到降低或升高周遭溫度的目的。壓縮式熱泵主要由蒸發器、壓縮機、膨脹閥、冷凝器所構成。

升溫型熱泵是利用低品位熱源驅動，以獲取高品位熱源一種裝置，採用的是一種自下而上的能量利用方式，具有不可逆損失小，餘熱利用範圍廣的優點，當只有一個驅動熱源時，若要向外界提供雙溫高品位熱源，可利用傳統雙效升溫型熱泵的高、低壓吸收器提供兩個供熱端，分別向外輸出熱源，此時低壓吸收器放出的熱量一部分用於加熱液態冷劑，另外一部分則用於向外輸出熱量。在這種結構型式中，由於高、低壓吸收器存在耦合關係，使得高壓吸收器的供熱溫度必然受到低壓吸收器吸收壓力的影響，而低壓吸收器的吸收壓力又受驅動熱源溫度水平的約束，這樣造成高、低壓吸收器提供的兩個供熱端的溫度不能相互獨立，即只要一個供熱溫度確定，另外一個供熱溫度也就基本被確定了。

如上所述，在一個壓縮環境下並聯了幾個膨脹閥，輸出溫度相差很小。目前，單壓縮機尚不能輸出多種不同的蒸發溫度，不同的溫度一般採用多個壓縮機實現。這種特點在一定程度上限制了系統兩個供熱端溫度調節的靈活性，減小了其適用範圍。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供一種利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置及其工作方法，採用一個壓縮機，增加設置有膨脹閥、射流負壓發生器、蒸發器，高效率實現兩種不同的蒸發溫度輸出，擴展了壓縮式熱泵系統的功能和應用範圍。

為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是：一種利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置，包括壓縮機，壓縮機的一端和冷凝器連接，冷凝器的另一端連接主膨脹閥，射流負壓發生器的一端和主膨脹閥連接，射流負壓發生器的另一端分成兩路分別和蒸發器以及副膨脹閥連接，低溫蒸發器的兩端分別連接副膨脹閥、射流負壓發生器，蒸發器進一步連接壓縮機。

優選的是，所述壓縮機通過冷凝器輸入管和冷凝器連接。

上述任一方案優選的是，所述冷凝器的另一端通過冷凝器輸出管連接主膨脹閥。

上述任一方案優選的是，所述射流負壓發生器的一端通過主汽液冷媒管和主膨脹閥連接，射流負壓發生器的另一端依次通過射流輸出管和蒸發器輸入管連接蒸發器。

上述任一方案優選的是，所述副膨脹閥的一端和蒸發器輸入管連接，副膨脹閥的另一端通過低溫蒸發器輸入管和低溫蒸發器連接，

上述任一方案優選的是，所述低溫蒸發器進一步通過低溫蒸發器輸出管和射流負壓發生器連接。

上述任一方案優選的是，所述蒸發器依次通過蒸發器輸出管和壓縮機回氣管和壓縮機連接。

本發明還提供一種利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置的工作方法，所述壓縮機的排氣口經過管路進入冷凝器，在冷凝器中放熱冷凝後進入主膨脹閥，主膨脹閥節流後的液體進入射流負壓發生器，形成射流經過輸出管路輸出，輸出的冷媒供系統使用，在射流負壓發生器輸出的冷媒一分為二，一路進入蒸發器，一路經過副膨脹閥節流膨脹後進入低溫蒸發器吸熱蒸發；低溫蒸發器內的冷媒在低壓狀態下吸熱，產生的蒸汽進入射流負壓發生器之後抽取混流最後一併經過射流輸出管輸出，實現再次利用；同時，進入蒸發器的冷媒吸熱後，蒸汽通過管路進入壓縮機實現再壓縮。

本發明的有益效果是：本發明提供一種利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置及其工作方法，壓縮機的一端和冷凝器連接，冷凝器的另一端連接主膨脹閥，射流負壓發生器的一端和主膨脹閥連接，射流負壓發生器的另一端分成兩路分別和蒸發器以及副膨脹閥連接，低溫蒸發器的兩端分別連接副膨脹閥、射流負壓發生器，蒸發器進一步連接壓縮機。本發明採用單一壓縮機高效率實現多種蒸發溫度，高效率實現兩種不同的蒸發溫度輸出；充分利用冷媒經過膨脹閥之後膨脹的動能，實現負壓，效率高；大幅度增加壓縮式熱泵蒸發器和冷凝器的溫差；擴展了壓縮式熱泵系統的功能和應用範圍。

附圖說明

圖1為本發明一優選實施例的結構示意圖；

圖2為本發明另一優選實施例的結構示意圖；

圖3為本發明再一優選實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

實施例1

如圖1所示，一種利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置，包括壓縮機1，壓縮機1的一端和冷凝器2連接，冷凝器2的另一端連接主膨脹閥3，射流負壓發生器7的一端和主膨脹閥3連接，射流負壓發生器7的另一端分成兩路分別和蒸發器5以及副膨脹閥6連接，低溫蒸發器4的兩端分別連接副膨脹閥6、射流負壓發生器7，蒸發器5進一步連接壓縮機1。

本發明進一步優化的技術方案，所述壓縮機1通過冷凝器輸入管8和冷凝器2連接。

冷凝器2的另一端通過冷凝器輸出管9連接主膨脹閥3。射流負壓發生器7的一端通過主汽液冷媒管10和主膨脹閥3連接，射流負壓發生器7的另一端依次通過射流輸出管16和蒸發器輸入管13連接蒸發器5。

副膨脹閥6的一端和蒸發器輸入管13連接，副膨脹閥6的另一端通過低溫蒸發器輸入管15和低溫蒸發器4連接，低溫蒸發器4進一步通過低溫蒸發器輸出管14和射流負壓發生器7連接。蒸發器5依次通過蒸發器輸出管12和壓縮機回氣管11和壓縮機1連接。

本發明利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置的工作方法：壓縮機1的排氣口經過管路進入冷凝器2，在冷凝器2中放熱冷凝後進入主膨脹閥3，主膨脹閥3節流後的液體進入射流負壓發生器7，形成射流經過輸出管路輸出，輸出的冷媒供系統使用，在射流負壓發生器7輸出的冷媒一分為二，一路進入蒸發器5，一路經過副膨脹閥6節流膨脹後進入低溫蒸發器4吸熱蒸發；低溫蒸發器4內的冷媒在低壓狀態下吸熱，產生的蒸汽進入射流負壓發生器7之後抽取混流最後一併經過射流輸出管16輸出，實現再次利用；同時，進入蒸發器5的冷媒吸熱後，蒸汽通過管路進入壓縮機1實現再壓縮。

具體工作方法如下所述：壓縮機1的排氣口經過冷凝器輸入管8的輸入端進入冷凝器2，在冷凝器2中放熱冷凝。根據冷媒散熱的條件形成低溫高壓液態冷媒，壓力範圍在1-10mpa之間。經冷凝器輸出管9進入主膨脹閥3，主膨脹閥3節流後的液體經過主汽液冷媒管10進入射流負壓發生器7，形成射流產生抽吸的作用，經過射流輸出管16輸出，輸出的冷媒供系統使用。從射流負壓發生器7輸出的冷媒是氣液混合狀態，之後一分為二，一路經過蒸發器輸入管13進入蒸發器5，一路經過副膨脹閥6節流膨脹後通過低溫蒸發器輸入管15進入低溫蒸發器4吸熱蒸發。進入低溫蒸發器4的冷媒由於經過副膨脹閥6節流以後壓力低於射流輸出管16內的壓力，射流輸出管16內的壓力範圍約為0.05-1mpa，蒸發器5內的壓力範圍為0.05-1mpa。進入低溫蒸發器4的冷媒工作的膨脹溫度在0.01-0.05mpa。低溫蒸發器4內的冷媒在相對更低的壓力狀態下，吸熱產生的蒸汽經過低溫蒸發器輸出管14進入射流負壓發生器7之後抽取混流，最後一併經過射流輸出管16輸出，實現再次利用。同時，進入蒸發器5的冷媒工作壓力範圍為0.05-1mpa，蒸發吸熱以後蒸汽通過蒸發器輸出管12和壓縮機回氣管11進入壓縮機1實現再壓縮。

本發明採用單一壓縮機高效率實現多種蒸發溫度，高效率實現兩種不同的蒸發溫度輸出；充分利用冷媒經過膨脹閥之後膨脹的動能，實現負壓，效率高；大幅度增加壓縮式熱泵蒸發器和冷凝器的溫差；擴展了壓縮式熱泵系統的功能和應用範圍。

實施例2

如圖2所示，與實施例1不同的是，利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置，包括壓縮機1，壓縮機1的一端通過和冷凝器2連接，冷凝器2的另一端連接主膨脹閥3，射流負壓發生器7通過管路分別和副膨脹閥6、射流負壓發生器7連接，低溫蒸發器4的兩端分別連接副膨脹閥6、射流負壓發生器7，蒸發器5的兩端分別和射流負壓發生器7以及壓縮機1連接。

壓縮機1的排氣口經過冷凝器輸入管8的輸入端進入冷凝器2，在冷凝器2中放熱冷凝，經冷凝器輸出管9的進入主膨脹閥3，主膨脹閥3節流後的液體一路經過主汽液冷媒管10進入射流負壓發生器7，一路進入副膨脹閥6，副膨脹閥6出來的冷媒吸熱蒸發變成氣態，經過低溫蒸發器輸出管14被射流負壓發生器7抽吸，合併後經過射流輸出管16、蒸發器輸入管13之後進入蒸發器5，蒸發以後汽化氣體通過蒸發器輸出管12和壓縮機回氣管11進入壓縮機1。

實施例3

如圖3所示，與實施例1不同的是，利用射流負壓的雙溫壓縮式熱泵工作裝置，包括壓縮機1，壓縮機1的一端和冷凝器2連接，冷凝器2的另一端連接主膨脹閥3，主膨脹閥3通過管路分別和副膨脹閥6、蒸發器5連接，低溫蒸發器4的兩端分別連接副膨脹閥6、射流負壓發生器7，蒸發器5的進一步連接射流負壓發生器7，射流負壓發生器7和壓縮機1連接構成迴路。

壓縮機1的排氣口經過冷凝器輸入管8的輸入端進入冷凝器2，在冷凝器2中放熱冷凝，根據冷媒散熱的條件形成低溫高壓液態冷媒，壓力低於十兆帕，1-10兆帕之間。經冷凝器輸出管9的進入主膨脹閥3，主膨脹閥3節流後的液體一分為二，一路經過蒸發器輸入管13進入蒸發器5，另一路經過主汽液冷媒管10進入副膨脹閥6，副膨脹閥6出來的冷媒吸熱汽化以後經過低溫蒸發器4之後進入低溫蒸發器輸出管14。壓縮機回氣管11可以實現抽真空，因此導致射流負壓發生器7的輸入和輸出形成壓差，蒸發器輸出管12輸出的氣體成為射流負壓發生器7射流的流體，流體到達壓縮機1。射流負壓發生器7的抽吸作用，將比低溫蒸發器4溫度更低的汽化冷媒抽吸，低溫蒸發器4和蒸發器5輸出的氣體經過射流負壓發生器7統一合併後經過壓縮機回氣管11進入壓縮機1。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。