CN106705484A - 一种喷射式换热系统 - Google Patents
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Abstract
一种喷射式换热系统,本发明涉及一种换热系统，本发明内容是为了解决现有吸收式换热系统采用溴化锂吸收式热泵中时存在：1、换热器等零部件众多，系统复杂，运行维护困难；2设备尺寸大，占地多，造价高昂；3溴化锂溶液对设备具有较强腐蚀作用，设备寿命短；4系统处于真空负压状态运行，易发生不凝性气体渗漏，系统运行稳定性差；5系统热惰性大，响应慢，调节控制困难的问题，它包括第一冷凝器、第一储液器、第一节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第一低温蒸发器、第一引射器、第一气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、调适换热器、高温热源管路和第一低温热源管路，本发明在换热领域中使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热系统，具体涉及一种喷射式换热系统
背景技术
目前由冷热两种流体构成的常规的二源换热系统都是由各类换热器构成，受到热力学第二定律和传热定律的约束，换热量存在一个极限，即热流体的出口温度不可能低于冷流体的入口温度，这导致常规二源换热系统的换热极限较小，在某些场合不能够用户需求。
为了扩大二源换热系统的换热极限，做到热流体的出口温度低于冷流体的入口温度，实现相同的热流体流量输送更多的热能，学者提出了吸收式换热和吸收式换热机组的概念，并在城市热网扩容改造、超远距离热能输送等工程实践中取得了巨大的成功。
但是在工程实践中吸收式换热系统需要利用到溴化锂吸收式热泵技术，出现了以下弊端：1换热器等零部件众多，系统复杂，运行维护困难；2设备尺寸大，占地多，造价高昂；3溴化锂溶液对设备具有较强腐蚀作用，设备寿命短；4系统处于真空负压状态运行，易发生不凝性气体渗漏，系统运行稳定性差；5系统热惰性大，响应慢，调节控制困难。
发明内容
本发明内容是为了解决现有吸收式换热系统需要利用到溴化锂吸收式热泵技术时：1、换热器等零部件众多，系统复杂，运行维护困难；2设备尺寸大，占地多，造价高昂；3溴化锂溶液对设备具有较强腐蚀作用，设备寿命短；4系统处于真空负压状态运行，易发生不凝性气体渗漏，系统运行稳定性差；5系统热惰性大，响应慢，调节控制困难的问题，进而提供一种喷射式换热系统。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：
1、它包括第一冷凝器、第一储液器、第一节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第一低温蒸发器、第一引射器、第一气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、调适换热器、高温热源管路和第一低温热源管路，第一低温热源管路依次与第一冷凝器和调适换热器连通并穿过调适换热器设置，高温热源管路依次与第一高温蒸发器、调适换热器和第一低温蒸发器连通并穿过第一低温蒸发器设置，第一引射器出口端与第三工质管路的入口端连通，第三工质管路依次与第一冷凝器、第一储液器、第一低温蒸发器和第一气液分离器的入口端连通，第一节流膨胀阀设置在第一储液器与第一低温蒸发器之间的第三工质管路上，第一气液分离器分别与第一工质管路入口端和第二工质管路入口端连通，第一工质管路依次与第一工质泵、第一高温蒸发器和第一引射器被引射工作流体入口端连通，第二工质管路出口端与第一引射器被引射流体入口端连通。
2、它包括第一冷凝器、第一储液器、第一节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第一低温蒸发器、第一引射器、第一气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、调适换热器、高温热源管路、第一低温热源管路、第二低温热源管路、第三低温热源管路和第四低温热源管路，第一低温热源管路的分别与第二低温热源管路的入口端和第三低温热源管路和的入口端连通，第三低温热源管路依次与第一冷凝器和第四低温热源管路的入口端连通，第二低温热源管路依次与调适换热器和第四低温热源管路的入口端连通，高温热源管路依次与第一高温蒸发器、调适换热器和第一低温蒸发器连通并穿过第一低温蒸发器设置，第一引射器出口端与第三工质管路的入口端连通，第三工质管路依次与第一冷凝器、第一储液器、第一低温蒸发器和第一气液分离器的入口端连通，第一节流膨胀阀设置在第一储液器与第一低温蒸发器之间的第三工质管路上，第一气液分离器分别与第一工质管路入口端和第二工质管路入口端连通，第一工质管路依次与第一工质泵、第一高温蒸发器和第一引射器被引射工作流体入口端连通，第二工质管路出口端与第一引射器被引射流体入口端连通。
3、它包括第一冷凝器、第一储液器、第一节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第一低温蒸发器、第一引射器、第一气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、调适换热器、高温热源管路和第一低温热源管路，第一低温热源管路依次与第一冷凝器和调适换热器连通并穿过调适换热器设置，高温热源管路依次与第一高温蒸发器、调适换热器和第一低温蒸发器连通并穿过第一低温蒸发器设置，第一引射器出口端与第三工质管路的入口端连通，第三工质管路依次与第一冷凝器、第一储液器、第一工质泵、第一高温蒸发器和第一气液分离器的入口端连通，第一气液分离器分别与第一工质管路入口端和第二工质管路入口端连通，第一工质管路的出口端与第一引射器被引射工作流体入口端连通，第二工质管路依次与第一低温蒸发器和第一引射器被引射流体入口端连通，第一节流膨胀阀设置在第一气液分离器和第一低温蒸发器之间的第二工质管路上。
4、它包括第一冷凝器、第一储液器、第一节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第一低温蒸发器、第一引射器、第一气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、调适换热器、高温热源管路、第一低温热源管路、第二低温热源管路、第三低温热源管路和第四低温热源管路，第一低温热源管路的出口端分别与第二低温热源管路的入口端和第三低温热源管路和的入口端连通，第三低温热源管路依次与第一冷凝器和第四低温热源管路的入口端连通，第二低温热源管路依次与调适换热器和第四低温热源管路的入口端连通，高温热源管路依次与第一高温蒸发器、调适换热器和第一低温蒸发器连通并穿过第一低温蒸发器设置，第一引射器出口端与第三工质管路的入口端连通，第三工质管路依次与第一冷凝器、第一储液器、第一工质泵、第一高温蒸发器和第一气液分离器的入口端连通，液分离器分别与第一工质管路入口端和第二工质管路入口端连通，第一工质管路的出口端与第一引射器被引射工作流体入口端连通，第二工质管路依次与第一低温蒸发器和第一引射器被引射流体入口端连通，第一节流膨胀阀设置在第一气液分离器和第一低温蒸发器之间的第二工质管路上。
5、它包括第一冷凝器、第一储液器、第一节流膨胀阀、第二节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第一低温蒸发器、第二低温蒸发器、第一引射器、第二引射器、第一气液分离器、第二气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、第四工质管路、第五工质管路、第六工质管路、调适换热器、高温热源管路和第一低温热源管路，第一低温热源管路依次与第一冷凝器和调适换热器连通并穿过调适换热器设置，高温热源管路依次与第一高温蒸发器、调适换热器、第一低温蒸发器和第二低温蒸发器连通并穿过第二低温蒸发器设置，第一引射器出口端通过第五工质管路与第二引射器被引射工作流体入口端连通，第二引射器出口端与第六工质管路的入口端连通，第六工质管路依次与第一冷凝器、第一储液器、第一低温蒸发器和第一气液分离器的入口端连通，第一节流膨胀阀设置在第一储液器和第一低温蒸发器之间的第六工质管路上，第一气液分离器分别与第一工质管路的入口端和第三工质管路的入口端连通，第一工质管路依次与第二低温蒸发器和第二气液分离器的入口端连通，第二节流膨胀阀设置在第一气液分离器和第二低温蒸发器之间的第一工质管路上，第三工质管路的出口端与第一引射器被引射流体入口端连通，第二气液分离器分别与第二工质管路的入口端和第四工质管路的入口端连通，第二工质管路依次与第一工质泵、第一高温蒸发器和第一引射器被引射工作流体入口端连通，第四工质管路的出口端与第二引射器被引射流体入口端连通。
6、它包括第一冷凝器、第一储液器、第一节流膨胀阀、第二节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第一低温蒸发器、第二低温蒸发器、第一引射器、第二引射器、第一气液分离器、第二气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、第四工质管路、第五工质管路、第六工质管路、调适换热器、高温热源管路、第一低温热源管路、第二低温热源管路、第三低温热源管路和第四低温热源管路，第一低温热源管路的出口端分别与第二低温热源管路的入口端和第三低温热源管路和的入口端连通，第三低温热源管路依次与第一冷凝器和第四低温热源管路的入口端连通，第二低温热源管路依次与调适换热器和第四低温热源管路的入口端连通，高温热源管路依次与第一高温蒸发器、调适换热器、第一低温蒸发器和第二低温蒸发器连通并穿过第二低温蒸发器设置，第一引射器出口端通过第五工质管路与第二引射器被引射工作流体入口端连通，第二引射器出口端与第六工质管路的入口端连通，第六工质管路依次与第一冷凝器、第一储液器、第一低温蒸发器和第一气液分离器的入口端连通，第一节流膨胀阀设置在第一储液器和第一低温蒸发器之间的第六工质管路上，第一气液分离器分别与第一工质管路的入口端和第三工质管路的入口端连通，第一工质管路依次与第二低温蒸发器和第二气液分离器的入口端连通，第二节流膨胀阀设置在第一气液分离器和第二低温蒸发器之间的第一工质管路上，第三工质管路的出口端与第一引射器被引射流体入口端连通，第二气液分离器分别与第二工质管路的入口端和第四工质管路的入口端连通，第二工质管路依次与第一工质泵、第一高温蒸发器和第一引射器被引射工作流体入口端连通，第四工质管路的出口端与第二引射器被引射流体入口端连通。
7、它包括第一冷凝器、第二冷凝器、第一储液器、第二储液器、第一节流膨胀阀、第二节流膨胀阀、第一工质泵、第一高温蒸发器、第二工质泵、第二高温蒸发器、第一低温蒸发器、第二低温蒸发器、第一引射器、第二引射器、第一气液分离器、第二气液分离器、第一工质管路、第二工质管路、第三工质管路、第四工质管路、第五工质管路、第六工质管路、第七工质管路、第八工质管路、调适换热器、高温热源管路、第一低温热源管路、第二低温热源管路、第三低温热源管路和第四低温热源管路，第一低温热源管路的出口端分别与第二低温热源管路的入口端和第三低温热源管路和的入口端连通，第三低温热源管路依次与第一冷凝器、第二冷凝器和第四低温热源管路的入口端连通，第二低温热源管路依次与调适换热器和第四低温热源管路的入口端连通，高温热源管路依次与第一高温蒸发器、第二高温蒸发器、调适换热器、第二低温蒸发器和第一低温蒸发器连通并穿过第一低温蒸发器设置，第一引射器出口端与第三工质管路的入口端连通，第三工质管路依次与第一冷凝器、第一储液器、第一低温蒸发器和第一气液分离器的入口端连通，第一节流膨胀阀设置在第一储液器与第一低温蒸发器之间的第三工质管路上，第一气液分离器分别与第一工质管路入口端和第二工质管路入口端连通，第一工质管路依次与第一工质泵、第一高温蒸发器和第一引射器被引射工作流体入口端连通，第二工质管路出口端与第一引射器被引射流体入口端连通，第二引射器出口端与第八工质管路的入口端连通，第八工质管路依次与第二冷凝器、第二储液器、第二低温蒸发器和第二气液分离器的入口端连通，第二节流膨胀阀设置在第二储液器与第二低温蒸发器之间的第八工质管路上，第二气液分离器分别与第六工质管路入口端和第七工质管路入口端连通，第六工质管路依次与第二工质泵、第二高温蒸发器和第二引射器被引射工作流体入口端连通，第七工质管路出口端与第二引射器被引射流体入口端连通。
本发明的有益效果是：
1、本发明中所选用的工质是纯净物质，如水、氟利昂类制冷剂、烷烃类有机物、氨等，而非溴化锂溶液一类的二元溶液，腐蚀性小，系统也无需在真空负压状态下运行，防止气体渗漏的现象发生，且系统寿命长，运行稳定性高。
2、本发明中的引射器的功能相当于吸收式换热系统中的溶液换热器和吸收器，本发明与吸收式换热系统相比，减少了溶液换热器和吸收器，取消了抽真空系统，因此本发明的结构简单，尺寸小，占地少，造价更低，方便维修和维护。
3、本发明中所选用的工质是纯净物质，其蒸发的饱和温度只与饱和压力有关，相比溴化锂溶液的蒸发温度不但与压力有关，更与溶液的浓度密切相关，因此本发明的一种喷射式换热系统的监测和控制更加简单容易。
附图说明
图1是本发明具体实施方式一方案的整体结构示意图，图2是本发明具体实施方式二方案的整体结构示意图，图3是本发明具体实施方式三方案的整体结构示意图，图4是本发明具体实施方式四方案的整体结构示意图，图5是本发明具体实施方式五方案的整体结构示意图，图6是本发明具体实施方式六方案的整体结构示意图，图7是本发明具体实施方式七方案的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种喷射式换热系统，它包括第一冷凝器2、第一储液器3、第一节流膨胀阀4、第一工质泵5、第一高温蒸发器6、第一低温蒸发器7、第一引射器8、第一气液分离器9、第一工质管路41、第二工质管路42、第三工质管路43、调适换热器10、高温热源管路61和第一低温热源管路51，第一低温热源管路51依次与第一冷凝器2和调适换热器10连通并穿过调适换热器10设置，高温热源管路61依次与第一高温蒸发器6、调适换热器10和第一低温蒸发器7连通并穿过第一低温蒸发器7设置，第一引射器8出口端与第三工质管路43的入口端连通，第三工质管路43依次与第一冷凝器2、第一储液器3、第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的入口端连通，第一节流膨胀阀4设置在第一储液器3与第一低温蒸发器7之间的第三工质管路43上，第一气液分离器9分别与第一工质管路41入口端和第二工质管路42入口端连通，第一工质管路41依次与第一工质泵5、第一高温蒸发器6和第一引射器8被引射工作流体入口端连通，第二工质管路42出口端与第一引射器8被引射流体入口端连通。
工质的热力循环过程：第一储液器3收集冷凝的液态工质，液态工质在压差的驱动下，通过第一节流膨胀阀4节流降压之后进入第一低温蒸发器7，在第一低温蒸发器7内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第一气液分离器9进行气液分离，分离后的液态工质由第一工质泵5驱动升压后进入第一高温蒸发器6，在第一高温蒸发器6内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，产生的高压工质蒸汽进入第一引射器8作为引射工作流体，在第一引射器8内引射由第一气液分离器9分离出来的低压工质蒸汽，第一引射器8出口的中压工质蒸汽再进入第一冷凝器2，在第一冷凝器2内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第一储液器3，如此就构成了工质的热力循环。第一引射器8和第一节流膨胀阀4营造了第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的低压环境，第一引射器8和第一工质泵5营造了第一高温蒸发器6的高压环境。
高温热源的放热过程：高温热源通过高温热源管路61进入系统，首先在第一高温蒸发器6内放热，加热高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第一次降温，之后高温热源在调适换热器10内放热，加热低温热源使之升温，同时高温热源实现第二次降温，最后高温热源在第一低温蒸发器7内放热，加热低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第三次降温。高温热源通过三次降温之后可实现出口温度低于低温热源的进口温度。
低温热源的吸热过程：低温热源通过第一低温热源管路51进入系统，首先在第一冷凝器2内吸热，冷凝工质蒸汽，同时实现低温热源的第一次升温，之后低温热源在调适换热器10内吸热，降低高温热源的温度使之满足工质热力循环的温度要求，同时实现低温热源的第二次升温。
如此，高温热源和低温热源进出系统之后，实现了热量从高温热源向低温热源的转移和交换，而且高温热源的出口温度可低于低温热源的进口温度，实现了二源换热系统的超大温差换热。
当低温热源的进口温度偏低，而出口温度要求较高时，适合采用本实施方案。
设置第一气液分离器9的理由如下：在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的管路系统上设置了第一气液分离器9，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的液态工质形成串联流动的形式，优先保障低温蒸发器的蒸发流量需求，根据质量守恒原理，未蒸发的液态工质自然能够满足第一高温蒸发器6的蒸发流量需求，这种系统结构设置可以自适应地满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的工质流量分配，充分保证系统的稳定工作，降低系统的控制难度。
设置调适换热器10的理由如下：当系统正常运行时，工质热力循环的状态是明确的，即第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7各自的蒸发温度是明确的，而且二者之间的换热量比值也是明确的。如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，将会出现高温热源的温降过程无法同时满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的蒸发温度和换热量之比的要求，使得系统无法实现。
例如系统设计要求的高温热源的进口温度为155℃，出口温度为35℃，第一高温蒸发器6的蒸发温度为100℃，第一低温蒸发器7的蒸发温度为30℃，第一高温蒸发器6与第一低温蒸发器7之间的换热量比值为10:6，那么如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，则高温热源在第一高温蒸发器6内的最大温降为55℃，在第一低温蒸发器7的最小温降为65℃，无论如何是无法满足换热量之比为10:6的要求的。
因此本发明在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的高温热源管路61上增加设置了调适换热器10，它可以自适应地调整第一低温蒸发器7的高温热源的进口温度，实现低温换热器7换热量的调节，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比满足热力循环的要求。
仍然针对上述例子，设计第一高温蒸发器6出口高温热源温度为105℃，增加调适换热器10之后，调适换热器10出口高温热源温度可以调节为65℃，第一低温蒸发器7的出口高温热源温度为35℃，则高温热源在第一高温蒸发器6内的温降为50℃，在第一低温蒸发器7内的温降为30℃，忽略高温热源的比热变化，则可以满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比为10:6的热力循环的要求。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种喷射式换热系统，它包括第一冷凝器2、第一储液器3、第一节流膨胀阀4、第一工质泵5、第一高温蒸发器6、第一低温蒸发器7、第一引射器8、第一气液分离器9、第一工质管路41、第二工质管路42、第三工质管路43、调适换热器10、高温热源管路61、第一低温热源管路51、第二低温热源管路52、第三低温热源管路53和第四低温热源管路54，第一低温热源管路51的分别与第二低温热源管路52的入口端和第三低温热源管路53和的入口端连通，第三低温热源管路53依次与第一冷凝器2和第四低温热源管路54的入口端连通，第二低温热源管路52依次与调适换热器10和第四低温热源管路54的入口端连通，高温热源管路61依次与第一高温蒸发器6、调适换热器10和第一低温蒸发器7连通并穿过第一低温蒸发器7设置，第一引射器8出口端与第三工质管路43的入口端连通，第三工质管路43依次与第一冷凝器2、第一储液器3、第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的入口端连通，第一节流膨胀阀4设置在第一储液器3与第一低温蒸发器7之间的第三工质管路43上，第一气液分离器9分别与第一工质管路41入口端和第二工质管路42入口端连通，第一工质管路41依次与第一工质泵5、第一高温蒸发器6和第一引射器8被引射工作流体入口端连通，第二工质管路42出口端与第一引射器8被引射流体入口端连通。
本实施方式与实施方式一的区别在于低温热源的吸热过程有所不同：低温热源通过第一低温热源管路51进入系统之后分成两路，一路通过第三低温热源管路53在第一冷凝器2内吸热，冷凝工质蒸汽，同时实现该路低温热源的温度提升，另一路通过第二低温热源管路52在调适换热器10内吸热，降低高温热源的温度使之满足热力循环的温度要求，同时实现该路低温热源的温度提升，升温之后的两路低温热源最后汇合并入第四低温热源管路54而流出系统。
工质的热力循环过程：第一储液器3收集冷凝的液态工质，液态工质在压差的驱动下，通过第一节流膨胀阀4节流降压之后进入第一低温蒸发器7，在第一低温蒸发器7内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第一气液分离器9进行气液分离，分离后的液态工质由第一工质泵5驱动升压后进入第一高温蒸发器6，在第一高温蒸发器6内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，产生的高压工质蒸汽进入第一引射器8作为引射工作流体，在第一引射器8内引射由第一气液分离器9分离出来的低压工质蒸汽，第一引射器8出口的中压工质蒸汽再进入第一冷凝器2，在第一冷凝器2内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第一储液器3，如此就构成了工质的热力循环。第一引射器8和第一节流膨胀阀4营造了第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的低压环境，第一引射器8和第一工质泵5营造了第一高温蒸发器6的高压环境。
高温热源的放热过程：高温热源通过高温热源管路61进入系统，首先在第一高温蒸发器6内放热，加热高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第一次降温，之后高温热源在调适换热器10内放热，加热低温热源使之升温，同时高温热源实现第二次降温，最后高温热源在第一低温蒸发器7内放热，加热低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第三次降温。高温热源通过三次降温之后可实现出口温度低于低温热源的进口温度。
当低温热源的进口温度偏高，而出口温度要求不高时，适合采用本实施方案。因为当低温热源的进口温度偏高时，在低温热源侧仍然将第一冷凝器2和调适换热器10采用串联连接，将使得调适换热器10的低温热源进口温度过高而失去调适作用，而在低温热源侧仍然将第一冷凝器2和调适换热器10采用串联连接则可以避免该问题。
设置第一气液分离器9的理由如下：在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的管路系统上设置了第一气液分离器9，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的液态工质形成串联流动的形式，优先保障低温蒸发器的蒸发流量需求，根据质量守恒原理，未蒸发的液态工质自然能够满足第一高温蒸发器6的蒸发流量需求，这种系统结构设置可以自适应地满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的工质流量分配，充分保证系统的稳定工作，降低系统的控制难度。
设置调适换热器10的理由如下：当系统正常运行时，工质热力循环的状态是明确的，即第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7各自的蒸发温度是明确的，而且二者之间的换热量比值也是明确的。如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，将会出现高温热源的温降过程无法同时满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的蒸发温度和换热量之比的要求，使得系统无法实现。
例如系统设计要求的高温热源的进口温度为155℃，出口温度为35℃，第一高温蒸发器6的蒸发温度为100℃，第一低温蒸发器7的蒸发温度为30℃，第一高温蒸发器6与第一低温蒸发器7之间的换热量比值为10:6，那么如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，则高温热源在第一高温蒸发器6内的最大温降为55℃，在第一低温蒸发器7的最小温降为65℃，无论如何是无法满足换热量之比为10:6的要求的。
因此本发明在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的高温热源管路61上增加设置了调适换热器10，它可以自适应地调整第一低温蒸发器7的高温热源的进口温度，实现低温换热器7换热量的调节，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比满足热力循环的要求。
仍然针对上述例子，设计第一高温蒸发器6出口高温热源温度为105℃，增加调适换热器10之后，调适换热器10出口高温热源温度可以调节为65℃，第一低温蒸发器7的出口高温热源温度为35℃，则高温热源在第一高温蒸发器6内的温降为50℃，在第一低温蒸发器7内的温降为30℃，忽略高温热源的比热变化，则可以满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比为10:6的热力循环的要求。
具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式所述一种喷射式换热系统，它包括第一冷凝器2、第一储液器3、第一节流膨胀阀4、第一工质泵5、第一高温蒸发器6、第一低温蒸发器7、第一引射器8、第一气液分离器9、第一工质管路41、第二工质管路42、第三工质管路43、调适换热器10、高温热源管路61和第一低温热源管路51，第一低温热源管路51依次与第一冷凝器2和调适换热器10连通并穿过调适换热器10设置，高温热源管路61依次与第一高温蒸发器6、调适换热器10和第一低温蒸发器7连通并穿过第一低温蒸发器7设置，第一引射器8出口端与第三工质管路43的入口端连通，第三工质管路43依次与第一冷凝器2、第一储液器3、第一工质泵5、第一高温蒸发器6和第一气液分离器9的入口端连通，第一气液分离器9分别与第一工质管路41入口端和第二工质管路42入口端连通，第一工质管路41的出口端与第一引射器8被引射工作流体入口端连通，第二工质管路42依次与第一低温蒸发器7和第一引射器8被引射流体入口端连通，第一节流膨胀阀4设置在第一气液分离器9和第一低温蒸发器7之间的第二工质管路42上。
工质的热力循环过程：第一储液器3收集冷凝的液态工质，液态工质由第一工质泵5驱动升压后进入第一高温蒸发器6，在第一高温蒸发器6内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第一气液分离器9进行气液分离，分离后的液态工质通过第一节流膨胀阀4节流降压之后进入第一低温蒸发器7，在第一低温蒸发器7内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，第一气液分离器9分离出来的高压工质蒸汽进入第一引射器8作为引射工作流体，在第一引射器8内引射由第一低温蒸发器7蒸发产生的低压蒸汽，第一引射器8出口的中压工质蒸汽进入再进入第一冷凝器2，在第一冷凝器2内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第一储液器3，如此就构成了工质的热力循环。第一引射器8和第一节流膨胀阀4营造了第一低温蒸发器7的低压环境，第一引射器8和第一工质泵5营造了第一高温蒸发器6和第一气液分离器9的高压环境。
高温热源的放热过程：高温热源通过高温热源管路61进入系统，首先在第一高温蒸发器6内放热，加热高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第一次降温，之后高温热源在调适换热器10内放热，加热低温热源使之升温，同时高温热源实现第二次降温，最后高温热源在第一低温蒸发器7内放热，加热低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第三次降温。高温热源通过三次降温之后可实现出口温度低于低温热源的进口温度。
低温热源的吸热过程：低温热源通过第一低温热源管路51进入系统，首先在第一冷凝器2内吸热，冷凝工质蒸汽，同时实现低温热源的第一次升温，之后低温热源在调适换热器10内吸热，降低高温热源的温度使之满足工质热力循环的温度要求，同时实现低温热源的第二次升温。
如此，高温热源和低温热源进出系统之后，实现了热量从高温热源向低温热源的转移和交换，而且高温热源的出口温度可低于低温热源的进口温度，实现了二源换热系统的超大温差换热。
当低温热源的进口温度偏低，而出口温度要求较高时，适合采用本实施方案。
设置第一气液分离器9的理由如下：在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的管路系统上设置了第一气液分离器9，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的液态工质形成串联流动的形式，优先保障低温蒸发器的蒸发流量需求，根据质量守恒原理，未蒸发的液态工质自然能够满足第一高温蒸发器6的蒸发流量需求，这种系统结构设置可以自适应地满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的工质流量分配，充分保证系统的稳定工作，降低系统的控制难度。
设置调适换热器10的理由如下：当系统正常运行时，工质热力循环的状态是明确的，即第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7各自的蒸发温度是明确的，而且二者之间的换热量比值也是明确的。如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，将会出现高温热源的温降过程无法同时满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的蒸发温度和换热量之比的要求，使得系统无法实现。
例如系统设计要求的高温热源的进口温度为155℃，出口温度为35℃，第一高温蒸发器6的蒸发温度为100℃，第一低温蒸发器7的蒸发温度为30℃，第一高温蒸发器6与第一低温蒸发器7之间的换热量比值为10:6，那么如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，则高温热源在第一高温蒸发器6内的最大温降为55℃，在第一低温蒸发器7的最小温降为65℃，无论如何是无法满足换热量之比为10:6的要求的。
因此本发明在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的高温热源管路61上增加设置了调适换热器10，它可以自适应地调整第一低温蒸发器7的高温热源的进口温度，实现低温换热器7换热量的调节，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比满足热力循环的要求。
仍然针对上述例子，设计第一高温蒸发器6出口高温热源温度为105℃，增加调适换热器10之后，调适换热器10出口高温热源温度可以调节为65℃，第一低温蒸发器7的出口高温热源温度为35℃，则高温热源在第一高温蒸发器6内的温降为50℃，在第一低温蒸发器7内的温降为30℃，忽略高温热源的比热变化，则可以满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比为10:6的热力循环的要求。
具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式所述一种喷射式换热系统，它包括第一冷凝器2、第一储液器3、第一节流膨胀阀4、第一工质泵5、第一高温蒸发器6、第一低温蒸发器7、第一引射器8、第一气液分离器9、第一工质管路41、第二工质管路42、第三工质管路43、调适换热器10、高温热源管路61、第一低温热源管路51、第二低温热源管路52、第三低温热源管路53和第四低温热源管路54，第一低温热源管路51的出口端分别与第二低温热源管路52的入口端和第三低温热源管路53和的入口端连通，第三低温热源管路53依次与第一冷凝器2和第四低温热源管路54的入口端连通，第二低温热源管路52依次与调适换热器10和第四低温热源管路54的入口端连通，高温热源管路61依次与第一高温蒸发器6、调适换热器10和第一低温蒸发器7连通并穿过第一低温蒸发器7设置，第一引射器8出口端与第三工质管路43的入口端连通，第三工质管路43依次与第一冷凝器2、第一储液器3、第一工质泵5、第一高温蒸发器6和第一气液分离器9的入口端连通，液分离器9分别与第一工质管路41入口端和第二工质管路42入口端连通，第一工质管路41的出口端与第一引射器8被引射工作流体入口端连通，第二工质管路42依次与第一低温蒸发器7和第一引射器8被引射流体入口端连通，第一节流膨胀阀4设置在第一气液分离器9和第一低温蒸发器7之间的第二工质管路42上。
本实施方式与实施方式三的区别在于低温热源通过第一低温热源管路51进入系统之后分成两路，一路通过第三低温热源管路53在第一冷凝器2内吸热，冷凝工质蒸汽，同时实现该路低温热源的温度提升，另一路通过第二低温热源管路52在调适换热器10内吸热，降低高温热源的温度使之满足热力循环的温度要求，同时实现该路低温热源的温度提升，升温之后的两路低温热源最后汇合并入第四低温热源管路54而流出系统。
工质的热力循环过程：第一储液器3收集冷凝的液态工质，液态工质由第一工质泵5驱动升压后进入第一高温蒸发器6，在第一高温蒸发器6内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第一气液分离器9进行气液分离，分离后的液态工质通过第一节流膨胀阀4节流降压之后进入第一低温蒸发器7，在第一低温蒸发器7内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，第一气液分离器9分离出来的高压工质蒸汽进入第一引射器8作为引射工作流体，在第一引射器8内引射由第一低温蒸发器7蒸发产生的低压蒸汽，第一引射器8出口的中压工质蒸汽进入再进入第一冷凝器2，在第一冷凝器2内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第一储液器3，如此就构成了工质的热力循环。第一引射器8和第一节流膨胀阀4营造了第一低温蒸发器7的低压环境，第一引射器8和第一工质泵5营造了第一高温蒸发器6和第一气液分离器9的高压环境。
高温热源的放热过程：高温热源通过高温热源管路61进入系统，首先在第一高温蒸发器6内放热，加热高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第一次降温，之后高温热源在调适换热器10内放热，加热低温热源使之升温，同时高温热源实现第二次降温，最后高温热源在第一低温蒸发器7内放热，加热低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第三次降温。高温热源通过三次降温之后可实现出口温度低于低温热源的进口温度。
当低温热源的进口温度偏高，而出口温度要求不高时，适合采用本实施方案。因为当低温热源的进口温度偏高时，在低温热源侧仍然将第一冷凝器2和调适换热器10采用串联连接，将使得调适换热器10的低温热源进口温度过高而失去调适作用，而在低温热源侧仍然将第一冷凝器2和调适换热器10采用串联连接则可以避免该问题。
设置第一气液分离器9的理由如下：在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的管路系统上设置了第一气液分离器9，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的液态工质形成串联流动的形式，优先保障低温蒸发器的蒸发流量需求，根据质量守恒原理，未蒸发的液态工质自然能够满足第一高温蒸发器6的蒸发流量需求，这种系统结构设置可以自适应地满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的工质流量分配，充分保证系统的稳定工作，降低系统的控制难度。
设置调适换热器10的理由如下：当系统正常运行时，工质热力循环的状态是明确的，即第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7各自的蒸发温度是明确的，而且二者之间的换热量比值也是明确的。如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，将会出现高温热源的温降过程无法同时满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的蒸发温度和换热量之比的要求，使得系统无法实现。
例如系统设计要求的高温热源的进口温度为155℃，出口温度为35℃，第一高温蒸发器6的蒸发温度为100℃，第一低温蒸发器7的蒸发温度为30℃，第一高温蒸发器6与第一低温蒸发器7之间的换热量比值为10:6，那么如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，则高温热源在第一高温蒸发器6内的最大温降为55℃，在第一低温蒸发器7的最小温降为65℃，无论如何是无法满足换热量之比为10:6的要求的。
因此本发明在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的高温热源管路61上增加设置了调适换热器10，它可以自适应地调整第一低温蒸发器7的高温热源的进口温度，实现低温换热器7换热量的调节，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比满足热力循环的要求。
仍然针对上述例子，设计第一高温蒸发器6出口高温热源温度为105℃，增加调适换热器10之后，调适换热器10出口高温热源温度可以调节为65℃，第一低温蒸发器7的出口高温热源温度为35℃，则高温热源在第一高温蒸发器6内的温降为50℃，在第一低温蒸发器7内的温降为30℃，忽略高温热源的比热变化，则可以满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比为10:6的热力循环的要求。
具体实施方式五：结合图5说明本实施方式，本实施方式所述一种喷射式换热系统，它包括第一冷凝器2、第一储液器3、第一节流膨胀阀4、第二节流膨胀阀24、第一工质泵5、第一高温蒸发器6、第一低温蒸发器7、第二低温蒸发器27、第一引射器8、第二引射器28、第一气液分离器9、第二气液分离器29、第一工质管路41、第二工质管路42、第三工质管路43、第四工质管路44、第五工质管路45、第六工质管路46、调适换热器10、高温热源管路61和第一低温热源管路51，第一低温热源管路51依次与第一冷凝器2和调适换热器10连通并穿过调适换热器10设置，高温热源管路61依次与第一高温蒸发器6、调适换热器10、第一低温蒸发器7和第二低温蒸发器27连通并穿过第二低温蒸发器27设置，第一引射器8出口端通过第五工质管路45与第二引射器28被引射工作流体入口端连通，第二引射器28出口端与第六工质管路46的入口端连通，第六工质管路46依次与第一冷凝器2、第一储液器3、第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的入口端连通，第一节流膨胀阀4设置在第一储液器3和第一低温蒸发器7之间的第六工质管路46上，第一气液分离器9分别与第一工质管路41的入口端和第三工质管路43的入口端连通，第一工质管路41依次与第二低温蒸发器27和第二气液分离器29的入口端连通，第二节流膨胀阀24设置在第一气液分离器9和第二低温蒸发器27之间的第一工质管路41上，第三工质管路43的出口端与第一引射器8被引射流体入口端连通，第二气液分离器29分别与第二工质管路42的入口端和第四工质管路44的入口端连通，第二工质管路42依次与第一工质泵5、第一高温蒸发器6和第一引射器8被引射工作流体入口端连通，第四工质管路44的出口端与第二引射器28被引射流体入口端连通。
工质的热力循环过程：第一储液器3收集冷凝的液态工质，液态工质在压差的驱动下，通过第一节流膨胀阀4节流降压之后进入第一低温蒸发器7，在第一低温蒸发器7内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第一气液分离器9进行气液分离，分离后的液态工质通过第二节流膨胀阀24再次节流降压之后进入第二低温蒸发器27，在第二低温蒸发器27内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第二气液分离器29进行气液分离，分离后的液态工质由第一工质泵5驱动升压后进入第一高温蒸发器6，在第一高温蒸发器6内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，产生的高压工质蒸汽进入第一引射器8作为引射工作流体，在第一引射器8内引射由第一气液分离器9分离出来的次低压工质蒸汽，第一引射器8出口的中压工质蒸汽再进入第二引射器28作为引射工作流体，在第二引射器28内引射由第二气液分离器29分离出来的低压工质蒸汽，第二引射器28出口的次中压工质蒸汽再进入第一冷凝器2，在第一冷凝器2内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第一储液器3，如此就构成了工质的热力循环。
第一引射器8和第一节流膨胀阀4营造了第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的次低压环境，第二引射器28和第二节流膨胀阀24营造了第二低温蒸发器27和第二气液分离器29的低压环境，第一引射器8和第一工质泵5营造了第一高温蒸发器6的高压环境。
高温热源的放热过程：高温热源通过高温热源管路61进入系统，首先在第一高温蒸发器6内放热，加热高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第一次降温，之后高温热源在调适换热器10内放热，加热低温热源使之升温，同时高温热源实现第二次降温，最后高温热源在第一低温蒸发器7内放热，加热低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第三次降温。高温热源通过三次降温之后可实现出口温度低于低温热源的进口温度。
低温热源的吸热过程：低温热源通过第一低温热源管路51进入系统，首先在第一冷凝器2内吸热，冷凝工质蒸汽，同时实现低温热源的第一次升温，之后低温热源在调适换热器10内吸热，降低高温热源的温度使之满足工质热力循环的温度要求，同时实现低温热源的第二次升温。
如此，高温热源和低温热源进出系统之后，实现了热量从高温热源向低温热源的转移和交换，而且高温热源的出口温度可低于低温热源的进口温度，实现了二源换热系统的超大温差换热。
本实施方案一般称之为一段半串联方案。当高温热源的进口温度偏高，而且低温热源的进口温度偏低、出口温度要求较高时，适合采用本实施方案。因为本实施方案中高温热源在第一低温蒸发器7和第二低温蒸发器27中采用串联的方式，可以实现高温热源的热能在低温蒸发阶段进行梯级利用，减少了系统的不可逆程度和可用能损失，保障系统的超大温差换热效果。
设置第一气液分离器9的理由如下：在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的管路系统上设置了第一气液分离器9，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的液态工质形成串联流动的形式，优先保障低温蒸发器的蒸发流量需求，根据质量守恒原理，未蒸发的液态工质自然能够满足第一高温蒸发器6的蒸发流量需求，这种系统结构设置可以自适应地满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的工质流量分配，充分保证系统的稳定工作，降低系统的控制难度。
设置调适换热器10的理由如下：当系统正常运行时，工质热力循环的状态是明确的，即第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7各自的蒸发温度是明确的，而且二者之间的换热量比值也是明确的。如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，将会出现高温热源的温降过程无法同时满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的蒸发温度和换热量之比的要求，使得系统无法实现。
例如系统设计要求的高温热源的进口温度为155℃，出口温度为35℃，第一高温蒸发器6的蒸发温度为100℃，第一低温蒸发器7的蒸发温度为30℃，第一高温蒸发器6与第一低温蒸发器7之间的换热量比值为10:6，那么如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，则高温热源在第一高温蒸发器6内的最大温降为55℃，在第一低温蒸发器7的最小温降为65℃，无论如何是无法满足换热量之比为10:6的要求的。
因此本发明在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的高温热源管路61上增加设置了调适换热器10，它可以自适应地调整第一低温蒸发器7的高温热源的进口温度，实现低温换热器7换热量的调节，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比满足热力循环的要求。
仍然针对上述例子，设计第一高温蒸发器6出口高温热源温度为105℃，增加调适换热器10之后，调适换热器10出口高温热源温度可以调节为65℃，第一低温蒸发器7的出口高温热源温度为35℃，则高温热源在第一高温蒸发器6内的温降为50℃，在第一低温蒸发器7内的温降为30℃，忽略高温热源的比热变化，则可以满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比为10:6的热力循环的要求。
具体实施方式六：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述一种喷射式换热系统，它包括第一冷凝器2、第一储液器3、第一节流膨胀阀4、第二节流膨胀阀24、第一工质泵5、第一高温蒸发器6、第一低温蒸发器7、第二低温蒸发器27、第一引射器8、第二引射器28、第一气液分离器9、第二气液分离器29、第一工质管路41、第二工质管路42、第三工质管路43、第四工质管路44、第五工质管路45、第六工质管路46、调适换热器10、高温热源管路61、第一低温热源管路51、第二低温热源管路52、第三低温热源管路53和第四低温热源管路54，第一低温热源管路51的出口端分别与第二低温热源管路52的入口端和第三低温热源管路53和的入口端连通，第三低温热源管路53依次与第一冷凝器2和第四低温热源管路54的入口端连通，第二低温热源管路52依次与调适换热器10和第四低温热源管路54的入口端连通，高温热源管路61依次与第一高温蒸发器6、调适换热器10、第一低温蒸发器7和第二低温蒸发器27连通并穿过第二低温蒸发器27设置，第一引射器8出口端通过第五工质管路45与第二引射器28被引射工作流体入口端连通，第二引射器28出口端与第六工质管路46的入口端连通，第六工质管路46依次与第一冷凝器2、第一储液器3、第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的入口端连通，第一节流膨胀阀4设置在第一储液器3和第一低温蒸发器7之间的第六工质管路46上，第一气液分离器9分别与第一工质管路41的入口端和第三工质管路43的入口端连通，第一工质管路41依次与第二低温蒸发器27和第二气液分离器29的入口端连通，第二节流膨胀阀24设置在第一气液分离器9和第二低温蒸发器27之间的第一工质管路41上，第三工质管路43的出口端与第一引射器8被引射流体入口端连通，第二气液分离器29分别与第二工质管路42的入口端和第四工质管路44的入口端连通，第二工质管路42依次与第一工质泵5、第一高温蒸发器6和第一引射器8被引射工作流体入口端连通，第四工质管路44的出口端与第二引射器28被引射流体入口端连通。
本实施方式与实施方式五的区别在于低温热源通过第一低温热源管路51进入系统之后分成两路，一路通过第三低温热源管路53在第一冷凝器2内吸热，冷凝工质蒸汽，同时实现该路低温热源的温度提升，另一路通过第二低温热源管路52在调适换热器10内吸热，降低高温热源的温度使之满足热力循环的温度要求，同时实现该路低温热源的温度提升，升温之后的两路低温热源最后汇合并入第四低温热源管路54而流出系统。
工质的热力循环过程：第一储液器3收集冷凝的液态工质，液态工质在压差的驱动下，通过第一节流膨胀阀4节流降压之后进入第一低温蒸发器7，在第一低温蒸发器7内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第一气液分离器9进行气液分离，分离后的液态工质通过第二节流膨胀阀24再次节流降压之后进入第二低温蒸发器27，在第二低温蒸发器27内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第二气液分离器29进行气液分离，分离后的液态工质由第一工质泵5驱动升压后进入第一高温蒸发器6，在第一高温蒸发器6内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，产生的高压工质蒸汽进入第一引射器8作为引射工作流体，在第一引射器8内引射由第一气液分离器9分离出来的次低压工质蒸汽，第一引射器8出口的中压工质蒸汽再进入第二引射器28作为引射工作流体，在第二引射器28内引射由第二气液分离器29分离出来的低压工质蒸汽，第二引射器28出口的次中压工质蒸汽再进入第一冷凝器2，在第一冷凝器2内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第一储液器3，如此就构成了工质的热力循环。
第一引射器8和第一节流膨胀阀4营造了第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的次低压环境，第二引射器28和第二节流膨胀阀24营造了第二低温蒸发器27和第二气液分离器29的低压环境，第一引射器8和第一工质泵5营造了第一高温蒸发器6的高压环境。
高温热源的放热过程：高温热源通过高温热源管路61进入系统，首先在第一高温蒸发器6内放热，加热高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第一次降温，之后高温热源在调适换热器10内放热，加热低温热源使之升温，同时高温热源实现第二次降温，最后高温热源在第一低温蒸发器7内放热，加热低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第三次降温。高温热源通过三次降温之后可实现出口温度低于低温热源的进口温度。
本实施方案一般称之为一段半并联方案。当高温热源的进口温度偏高，而且低温热源的进口温度偏低、出口温度要求不高时，适合采用本实施方案。因为本实施方案中高温热源在第一低温蒸发器7和第二低温蒸发器27中采用串联的方式，可以实现高温热源的热能在低温蒸发阶段进行梯级利用，减少了系统的不可逆程度和可用能损失，保障系统的超大温差换热效果。
设置第一气液分离器9的理由如下：在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的管路系统上设置了第一气液分离器9，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的液态工质形成串联流动的形式，优先保障低温蒸发器的蒸发流量需求，根据质量守恒原理，未蒸发的液态工质自然能够满足第一高温蒸发器6的蒸发流量需求，这种系统结构设置可以自适应地满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的工质流量分配，充分保证系统的稳定工作，降低系统的控制难度。
设置调适换热器10的理由如下：当系统正常运行时，工质热力循环的状态是明确的，即第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7各自的蒸发温度是明确的，而且二者之间的换热量比值也是明确的。如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，将会出现高温热源的温降过程无法同时满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的蒸发温度和换热量之比的要求，使得系统无法实现。
例如系统设计要求的高温热源的进口温度为155℃，出口温度为35℃，第一高温蒸发器6的蒸发温度为100℃，第一低温蒸发器7的蒸发温度为30℃，第一高温蒸发器6与第一低温蒸发器7之间的换热量比值为10:6，那么如果高温热源进入第一高温蒸发器6之后直接进入第一低温蒸发器7，则高温热源在第一高温蒸发器6内的最大温降为55℃，在第一低温蒸发器7的最小温降为65℃，无论如何是无法满足换热量之比为10:6的要求的。
因此本发明在第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7之间的高温热源管路61上增加设置了调适换热器10，它可以自适应地调整第一低温蒸发器7的高温热源的进口温度，实现低温换热器7换热量的调节，使得第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比满足热力循环的要求。
仍然针对上述例子，设计第一高温蒸发器6出口高温热源温度为105℃，增加调适换热器10之后，调适换热器10出口高温热源温度可以调节为65℃，第一低温蒸发器7的出口高温热源温度为35℃，则高温热源在第一高温蒸发器6内的温降为50℃，在第一低温蒸发器7内的温降为30℃，忽略高温热源的比热变化，则可以满足第一高温蒸发器6和第一低温蒸发器7的换热量之比为10:6的热力循环的要求。
具体实施方式七：结合图7说明本实施方式，本实施方式所述一种喷射式换热系统，它包括第一冷凝器2、第二冷凝器22、第一储液器3、第二储液器23、第一节流膨胀阀4、第二节流膨胀阀24、第一工质泵5、第一高温蒸发器6、第二工质泵25、第二高温蒸发器26、第一低温蒸发器7、第二低温蒸发器27、第一引射器8、第二引射器28、第一气液分离器9、第二气液分离器29、第一工质管路41、第二工质管路42、第三工质管路43、第四工质管路44、第五工质管路45、第六工质管路46、第七工质管路47、第八工质管路48、调适换热器10、高温热源管路61、第一低温热源管路51、第二低温热源管路52、第三低温热源管路53和第四低温热源管路54，第一低温热源管路51的出口端分别与第二低温热源管路52的入口端和第三低温热源管路53和的入口端连通，第三低温热源管路53依次与第一冷凝器2、第二冷凝器22和第四低温热源管路54的入口端连通，第二低温热源管路52依次与调适换热器10和第四低温热源管路54的入口端连通，高温热源管路61依次与第一高温蒸发器6、第二高温蒸发器26、调适换热器10、第二低温蒸发器27和第一低温蒸发器7连通并穿过第一低温蒸发器7设置，第一引射器8出口端与第三工质管路43的入口端连通，第三工质管路43依次与第一冷凝器2、第一储液器3、第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的入口端连通，第一节流膨胀阀4设置在第一储液器3与第一低温蒸发器7之间的第三工质管路43上，第一气液分离器9分别与第一工质管路41入口端和第二工质管路42入口端连通，第一工质管路41依次与第一工质泵5、第一高温蒸发器6和第一引射器8被引射工作流体入口端连通，第二工质管路42出口端与第一引射器8被引射流体入口端连通，第二引射器28出口端与第八工质管路48的入口端连通，第八工质管路48依次与第二冷凝器22、第二储液器23、第二低温蒸发器27和第二气液分离器29的入口端连通，第二节流膨胀阀24设置在第二储液器23与第二低温蒸发器27之间的第八工质管路48上，第二气液分离器29分别与第六工质管路46入口端和第七工质管路47入口端连通，第六工质管路46依次与第二工质泵25、第二高温蒸发器26和第二引射器28被引射工作流体入口端连通，第七工质管路47出口端与第二引射器28被引射流体入口端连通。
第一套工质的热力循环过程：第一储液器3收集冷凝的液态工质，液态工质在压差的驱动下，通过第一节流膨胀阀4节流降压之后进入第一低温蒸发器7，在第一低温蒸发器7内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第一气液分离器9进行气液分离，分离后的液态工质由第一工质泵5驱动升压后进入第一高温蒸发器6，在第一高温蒸发器6内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，产生的高压工质蒸汽进入第一引射器8作为引射工作流体，在第一引射器8内引射由第一气液分离器9分离出来的低压工质蒸汽，第一引射器8出口的中压工质蒸汽再进入第一冷凝器2，在第一冷凝器2内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第一储液器3，如此就构成了第一套工质的热力循环。第一引射器8和第一节流膨胀阀4营造了第一低温蒸发器7和第一气液分离器9的低压环境，第一引射器8和第一工质泵5营造了第一高温蒸发器6的高压环境。
第二套工质的热力循环过程：第二储液器23收集冷凝的液态工质，液态工质在压差的驱动下，通过第二节流膨胀阀24节流降压之后进入第二低温蒸发器27，在第二低温蒸发器27内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，之后进入第二气液分离器29进行气液分离，分离后的液态工质由第二工质泵25驱动升压后进入第二高温蒸发器26，在第二高温蒸发器26内液态工质被高温热源加热并沸腾蒸发，产生的高压工质蒸汽进入第二引射器28作为引射工作流体，在第二引射器28内引射由第二气液分离器29分离出来的低压工质蒸汽，第二引射器28出口的中压工质蒸汽再进入第二冷凝器22，在第二冷凝器22内气态工质被低温热源冷却冷凝，冷凝之后的液态工质进入第二储液器23，如此就构成了第二套工质的热力循环。第二引射器28和第二节流膨胀阀24营造了第二低温蒸发器27和第二气液分离器29的低压环境，第二引射器28和第二工质泵25营造了第二高温蒸发器26的高压环境。
高温热源的放热过程：高温热源通过高温热源管路61进入系统，首先在第一高温蒸发器6内放热，加热第一套高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第一次降温，之后高温热源在第二高温蒸发器26内放热，加热第二套高压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第二次降温，之后高温热源在调适换热器10内放热，加热低温热源使之升温，同时高温热源实现第三次降温，之后高温热源在第二低温蒸发器27内放热，加热第二套低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第四次降温，最后高温热源在第一低温蒸发器7内放热，加热第一套低压工质使之沸腾蒸发，同时高温热源实现第五次降温。高温热源通过五次梯级降温之后可实现出口温度低于低温热源的进口温度。
低温热源的吸热过程：低温热源通过第一低温热源管路51进入系统之后分成两路，一路低温热源通过第三低温热源管路53首先在第一冷凝器2内吸热，冷凝第一套工质蒸汽，同时实现该路低温热源的第一次升温，之后在第二冷凝器22内吸热，冷凝第二套工质蒸汽，同时实现该路低温热源的第二次升温，另一路低温热源通过第二低温热源管路52在调适换热器10内吸热，降低高温热源的温度使之满足热力循环的温度要求，同时实现该路低温热源的温度提升，升温之后的两路低温热源最后汇合并入第四低温热源管路54而流出系统。
如此，高温热源和低温热源进出系统之后，实现了热量从高温热源向低温热源的转移和交换，而且高温热源的出口温度可低于低温热源的进口温度，实现了二源换热系统的超大温差换热。
本实施方案一般称之为双段并联方案。当高温热源的进口温度偏高，而且低温热源的进口温度偏低、出口温度要求不高时，适合采用本实施方案。因为本实施方案中高温热源不但在第一低温蒸发器7和第二低温蒸发器27中采用串联的方式，而且在第一高温蒸发器6和第二高温蒸发器26中也采用串联的方式，既实现高温热源的热能在低温蒸发阶段进行梯级利用，又实现高温热源的热能在高温蒸发阶段进行梯级利用，进一步减少了系统的不可逆程度和可用能损失，保障系统的超大温差换热效果。
Claims (7)
1.一种喷射式换热系统，其特征在于：它包括第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一节流膨胀阀(4)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)、第一低温蒸发器(7)、第一引射器(8)、第一气液分离器(9)、第一工质管路(41)、第二工质管路(42)、第三工质管路(43)、调适换热器(10)、高温热源管路(61)和第一低温热源管路(51)，第一低温热源管路(51)依次与第一冷凝器(2)和调适换热器(10)连通并穿过调适换热器(10)设置，高温热源管路(61)依次与第一高温蒸发器(6)、调适换热器(10)和第一低温蒸发器(7)连通并穿过第一低温蒸发器(7)设置，第一引射器(8)出口端与第三工质管路(43)的入口端连通，第三工质管路(43)依次与第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一低温蒸发器(7)和第一气液分离器(9)的入口端连通，第一节流膨胀阀(4)设置在第一储液器(3)与第一低温蒸发器(7)之间的第三工质管路(43)上，第一气液分离器(9)分别与第一工质管路(41)入口端和第二工质管路(42)入口端连通，第一工质管路(41)依次与第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)和第一引射器(8)被引射工作流体入口端连通，第二工质管路(42)出口端与第一引射器(8)被引射流体入口端连通。
2.一种喷射式换热系统，其特征在于：它包括第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一节流膨胀阀(4)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)、第一低温蒸发器(7)、第一引射器(8)、第一气液分离器(9)、第一工质管路(41)、第二工质管路(42)、第三工质管路(43)、调适换热器(10)、高温热源管路(61)、第一低温热源管路(51)、第二低温热源管路(52)、第三低温热源管路(53)和第四低温热源管路(54)，第一低温热源管路(51)的分别与第二低温热源管路(52)的入口端和第三低温热源管路(53)和的入口端连通，第三低温热源管路(53)依次与第一冷凝器(2)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，第二低温热源管路(52)依次与调适换热器(10)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，高温热源管路(61)依次与第一高温蒸发器(6)、调适换热器(10)和第一低温蒸发器(7)连通并穿过第一低温蒸发器(7)设置，第一引射器(8)出口端与第三工质管路(43)的入口端连通，第三工质管路(43)依次与第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一低温蒸发器(7)和第一气液分离器(9)的入口端连通，第一节流膨胀阀(4)设置在第一储液器(3)与第一低温蒸发器(7)之间的第三工质管路(43)上，第一气液分离器(9)分别与第一工质管路(41)入口端和第二工质管路(42)入口端连通，第一工质管路(41)依次与第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)和第一引射器(8)被引射工作流体入口端连通，第二工质管路(42)出口端与第一引射器(8)被引射流体入口端连通。
3.一种喷射式换热系统，其特征在于：它包括第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一节流膨胀阀(4)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)、第一低温蒸发器(7)、第一引射器(8)、第一气液分离器(9)、第一工质管路(41)、第二工质管路(42)、第三工质管路(43)、调适换热器(10)、高温热源管路(61)和第一低温热源管路(51)，第一低温热源管路(51)依次与第一冷凝器(2)和调适换热器(10)连通并穿过调适换热器(10)设置，高温热源管路(61)依次与第一高温蒸发器(6)、调适换热器(10)和第一低温蒸发器(7)连通并穿过第一低温蒸发器(7)设置，第一引射器(8)出口端与第三工质管路(43)的入口端连通，第三工质管路(43)依次与第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)和第一气液分离器(9)的入口端连通，第一气液分离器(9)分别与第一工质管路(41)入口端和第二工质管路(42)入口端连通，第一工质管路(41)的出口端与第一引射器(8)被引射工作流体入口端连通，第二工质管路(42)依次与第一低温蒸发器(7)和第一引射器(8)被引射流体入口端连通，第一节流膨胀阀(4)设置在第一气液分离器(9)和第一低温蒸发器(7)之间的第二工质管路(42)上。
4.一种喷射式换热系统，其特征在于：它包括第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一节流膨胀阀(4)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)、第一低温蒸发器(7)、第一引射器(8)、第一气液分离器(9)、第一工质管路(41)、第二工质管路(42)、第三工质管路(43)、调适换热器(10)、高温热源管路(61)、第一低温热源管路(51)、第二低温热源管路(52)、第三低温热源管路(53)和第四低温热源管路(54)，第一低温热源管路(51)的出口端分别与第二低温热源管路(52)的入口端和第三低温热源管路(53)和的入口端连通，第三低温热源管路(53)依次与第一冷凝器(2)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，第二低温热源管路(52)依次与调适换热器(10)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，高温热源管路(61)依次与第一高温蒸发器(6)、调适换热器(10)和第一低温蒸发器(7)连通并穿过第一低温蒸发器(7)设置，第一引射器(8)出口端与第三工质管路(43)的入口端连通，第三工质管路(43)依次与第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)和第一气液分离器(9)的入口端连通，液分离器(9)分别与第一工质管路(41)入口端和第二工质管路(42)入口端连通，第一工质管路(41)的出口端与第一引射器(8)被引射工作流体入口端连通，第二工质管路(42)依次与第一低温蒸发器(7)和第一引射器(8)被引射流体入口端连通，第一节流膨胀阀(4)设置在第一气液分离器(9)和第一低温蒸发器(7)之间的第二工质管路(42)上。
5.一种喷射式换热系统，其特征在于：它包括第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一节流膨胀阀(4)、第二节流膨胀阀(24)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)、第一低温蒸发器(7)、第二低温蒸发器(27)、第一引射器(8)、第二引射器(28)、第一气液分离器(9)、第二气液分离器(29)、第一工质管路(41)、第二工质管路(42)、第三工质管路(43)、第四工质管路(44)、第五工质管路(45)、第六工质管路(46)、调适换热器(10)、高温热源管路(61)和第一低温热源管路(51)，第一低温热源管路(51)依次与第一冷凝器(2)和调适换热器(10)连通并穿过调适换热器(10)设置，高温热源管路(61)依次与第一高温蒸发器(6)、调适换热器(10)、第一低温蒸发器(7)和第二低温蒸发器(27)连通并穿过第二低温蒸发器(27)设置，第一引射器(8)出口端通过第五工质管路(45)与第二引射器(28)被引射工作流体入口端连通，第二引射器(28)出口端与第六工质管路(46)的入口端连通，第六工质管路(46)依次与第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一低温蒸发器(7)和第一气液分离器(9)的入口端连通，第一节流膨胀阀(4)设置在第一储液器(3)和第一低温蒸发器(7)之间的第六工质管路(46)上，第一气液分离器(9)分别与第一工质管路(41)的入口端和第三工质管路(43)的入口端连通，第一工质管路(41)依次与第二低温蒸发器(27)和第二气液分离器(29)的入口端连通，第二节流膨胀阀(24)设置在第一气液分离器(9)和第二低温蒸发器(27)之间的第一工质管路(41)上，第三工质管路(43)的出口端与第一引射器(8)被引射流体入口端连通，第二气液分离器(29)分别与第二工质管路(42)的入口端和第四工质管路(44)的入口端连通，第二工质管路(42)依次与第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)和第一引射器(8)被引射工作流体入口端连通，第四工质管路(44)的出口端与第二引射器(28)被引射流体入口端连通。
6.一种喷射式换热系统，其特征在于：它包括第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一节流膨胀阀(4)、第二节流膨胀阀(24)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)、第一低温蒸发器(7)、第二低温蒸发器(27)、第一引射器(8)、第二引射器(28)、第一气液分离器(9)、第二气液分离器(29)、第一工质管路(41)、第二工质管路(42)、第三工质管路(43)、第四工质管路(44)、第五工质管路(45)、第六工质管路(46)、调适换热器(10)、高温热源管路(61)、第一低温热源管路(51)、第二低温热源管路(52)、第三低温热源管路(53)和第四低温热源管路(54)，第一低温热源管路(51)的出口端分别与第二低温热源管路(52)的入口端和第三低温热源管路(53)和的入口端连通，第三低温热源管路(53)依次与第一冷凝器(2)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，第二低温热源管路(52)依次与调适换热器(10)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，高温热源管路(61)依次与第一高温蒸发器(6)、调适换热器(10)、第一低温蒸发器(7)和第二低温蒸发器(27)连通并穿过第二低温蒸发器(27)设置，第一引射器(8)出口端通过第五工质管路(45)与第二引射器(28)被引射工作流体入口端连通，第二引射器(28)出口端与第六工质管路(46)的入口端连通，第六工质管路(46)依次与第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一低温蒸发器(7)和第一气液分离器(9)的入口端连通，第一节流膨胀阀(4)设置在第一储液器(3)和第一低温蒸发器(7)之间的第六工质管路(46)上，第一气液分离器(9)分别与第一工质管路(41)的入口端和第三工质管路(43)的入口端连通，第一工质管路(41)依次与第二低温蒸发器(27)和第二气液分离器(29)的入口端连通，第二节流膨胀阀(24)设置在第一气液分离器(9)和第二低温蒸发器(27)之间的第一工质管路(41)上，第三工质管路(43)的出口端与第一引射器(8)被引射流体入口端连通，第二气液分离器(29)分别与第二工质管路(42)的入口端和第四工质管路(44)的入口端连通，第二工质管路(42)依次与第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)和第一引射器(8)被引射工作流体入口端连通，第四工质管路(44)的出口端与第二引射器(28)被引射流体入口端连通。
7.一种喷射式换热系统，其特征在于：它包括第一冷凝器(2)、第二冷凝器(22)、第一储液器(3)、第二储液器(23)、第一节流膨胀阀(4)、第二节流膨胀阀(24)、第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)、第二工质泵(25)、第二高温蒸发器(26)、第一低温蒸发器(7)、第二低温蒸发器(27)、第一引射器(8)、第二引射器(28)、第一气液分离器(9)、第二气液分离器(29)、第一工质管路(41)、第二工质管路(42)、第三工质管路(43)、第四工质管路(44)、第五工质管路(45)、第六工质管路(46)、第七工质管路(47)、第八工质管路(48)、调适换热器(10)、高温热源管路(61)、第一低温热源管路(51)、第二低温热源管路(52)、第三低温热源管路(53)和第四低温热源管路(54)，第一低温热源管路(51)的出口端分别与第二低温热源管路(52)的入口端和第三低温热源管路(53)和的入口端连通，第三低温热源管路(53)依次与第一冷凝器(2)、第二冷凝器(22)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，第二低温热源管路(52)依次与调适换热器(10)和第四低温热源管路(54)的入口端连通，高温热源管路(61)依次与第一高温蒸发器(6)、第二高温蒸发器(26)、调适换热器(10)、第二低温蒸发器(27)和第一低温蒸发器(7)连通并穿过第一低温蒸发器(7)设置，第一引射器(8)出口端与第三工质管路(43)的入口端连通，第三工质管路(43)依次与第一冷凝器(2)、第一储液器(3)、第一低温蒸发器(7)和第一气液分离器(9)的入口端连通，第一节流膨胀阀(4)设置在第一储液器(3)与第一低温蒸发器(7)之间的第三工质管路(43)上，第一气液分离器(9)分别与第一工质管路(41)入口端和第二工质管路(42)入口端连通，第一工质管路(41)依次与第一工质泵(5)、第一高温蒸发器(6)和第一引射器(8)被引射工作流体入口端连通，第二工质管路(42)出口端与第一引射器(8)被引射流体入口端连通，第二引射器(28)出口端与第八工质管路(48)的入口端连通，第八工质管路(48)依次与第二冷凝器(22)、第二储液器(23)、第二低温蒸发器(27)和第二气液分离器(29)的入口端连通，第二节流膨胀阀(24)设置在第二储液器(23)与第二低温蒸发器(27)之间的第八工质管路(48)上，第二气液分离器(29)分别与第六工质管路(46)入口端和第七工质管路(47)入口端连通，第六工质管路(46)依次与第二工质泵(25)、第二高温蒸发器(26)和第二引射器(28)被引射工作流体入口端连通，第七工质管路(47)出口端与第二引射器(28)被引射流体入口端连通。
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| CN201611205748.0A Active CN106705484B (zh) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | 一种喷射式换热系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108387022A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-08-10 | 中国科学院力学研究所 | 一种以co2为工质的高温热泵系统 |
| CN113280525A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有过冷和预热的喷射式大温差换热系统 |
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| JPS6045340B2 (ja) * | 1978-08-02 | 1985-10-08 | 三井造船株式会社 | 冷暖房装置 |
| CN1910410A (zh) * | 2004-09-22 | 2007-02-07 | 株式会社电装 | 喷射式制冷剂循环装置 |
| CN101153757A (zh) * | 2006-09-28 | 2008-04-02 | 上海理工大学 | 新型太阳能燃气喷射制冷系统 |
| CN102434235A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-05-02 | 天津大学 | 采用喷射器的卡林那循环发电系统 |
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-
2016
- 2016-12-23 CN CN201611205748.0A patent/CN106705484B/zh active Active
Patent Citations (5)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108387022A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-08-10 | 中国科学院力学研究所 | 一种以co2为工质的高温热泵系统 |
| CN108387022B (zh) * | 2018-02-28 | 2019-02-26 | 中国科学院力学研究所 | 一种以co2为工质的高温热泵系统 |
| CN113280525A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有过冷和预热的喷射式大温差换热系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN106705484B (zh) | 2019-04-16 |
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