CN110274402A - 喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，属于热泵领域；所要解决的技术问题是提供了一种可以方便切换制冷与制热模式的喷射器增效的准二级压缩循环系统；解决该技术问题采用的技术方案为：喷射器增效的准二级压缩循环系统，包括压缩机，换热器，干燥过滤器，喷射器。压缩机出口与环境侧换热器和用户侧换热器进口相连，环境侧换热器和用户侧换热器出口均与喷射器进口相连，喷射器出口与干燥过滤器进口相连，干燥过滤器出口与压缩机进口相连，使用换向阀切换制冷制热模式，在制热模式和制冷模式时利用气液分离装置进行中间补气增焓；本发明可广泛应用于热泵领域。

Description

喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统

技术领域

本发明喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，属于热泵技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，基于热泵/制冷循环的制热/制冷系统已经成为日常生活中避寒取暖/消暑降温的一种主要手段。制冷工况下，制冷剂在室内蒸发器中蒸发吸热以消除室内余热保持舒适的室内温度；制热工况下，制冷剂在室内冷凝器中冷凝放热以保持舒适的室内温度。热泵/制冷循环的实质都是以压缩机耗电为代价，实现从低温环境中吸热，并将吸热量与压缩机功耗转换为的热量释放到高温环境中。所以，降低压缩机功耗，提高系统运行的能效比是节能减排的迫切要求。

传统热泵/制冷装置主要包括压缩机，冷凝器，蒸发器，膨胀阀等部件。在热泵的制热过程中，当室外温度较低时，系统的蒸发温度降低，在冷凝温度不变的情况下，压缩机的压比增大，排气温度升高，当排气温度超过压缩机正常的工作范围后，致使压缩机停止运行。另外，室外环境温度的降低，使得压缩机吸入制冷剂的密度随之降低，整个系统的制冷剂循环量减少，装置的制热量相应下降，不能满足室内热负荷的需求。为了扩大传统热泵的使用范围，目前使用比较多的是带补气增焓的热泵系统，在传统的热泵/制冷循环过程中，制冷剂从冷凝器流出后，经过膨胀阀节流降压，存在较大的热力学损失，但是这种方式只能单一地实现制冷或制热的目的，并不能进行模式的切换。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种可以方便切换制冷与制热模式的喷射器增效的准二级压缩循环系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，包括压缩机，换热器，干燥过滤器，喷射器，压缩机出口与换热器进口相连，换热器出口与喷射器进口相连，喷射器出口与干燥过滤器进口相连，干燥过滤器出口与压缩机进口相连；

换热器包括用户侧换热器和环境侧换热器，环境侧换热器在制热模式下起蒸发器的作用，制冷模式下起冷凝器的作用，用户侧换热器在制热模式下起冷凝器的作用，在制冷模式下起蒸发器的作用，压缩机与换热器相连处设置有第一换向阀，喷射器与干燥过滤器相连的管道上设置有第一气液分离装置。

所述的第一换向阀为三通换向阀，所述的第一换向阀的第一阀口a1与压缩机出口相连，所述的第一换向阀的第二阀口a2与环境侧换热器相连，所述的第一换向阀的第三阀口a3与用户侧换热器相连；

在制冷模式下，所述的第一换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，在制热模式下，所述的第一换向阀的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭。

所述的第一换向阀的第三阀口a3与用户侧换热器相连的管道上设置有第三节流装置，所述的第一换向阀与用户侧换热器相连的管道上 设置有第一支管道，所述的第一支管道与干燥过滤器入口相连。

所述的第一气液分离装置气态出口与干燥过滤器相连，所述的第一气液分离装置液态出口与换热器相连，所述的第一气液分离装置与换热器相连的管道上设置有第二换向阀，所述的第二换向阀为三通换向阀，所述的第二换向阀的第一阀口a1与第一气液分离装置的液态出口相连，所述的第二换向阀的第二阀口a2与环境侧换热器进口相连，所述的第二换向阀的第二阀口a2与环境侧换热器相连处设置有第一节流装置，所述的第二换向阀的第三阀口a3与用户侧换热器进口相连；

在制冷模式下，所述的第二换向阀的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第二换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。

所述的用户侧换热器与喷射器相连的管路上设置有第三换向阀，所述的第三换向阀为三通换向阀，所述的第三换向阀的第一阀口a1与用户侧换热器出口相连，所述的第三换向阀的第二阀口a2与喷射器进口相连；所述的第三换向阀的第三阀口a3与喷射器和环境侧换热器均相连；

在制冷模式下，所述的第三换向阀的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第三换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。

所述的第三换向阀的第二阀口a2与喷射器相连的管道上设置有第二气液分离装置，所述的第二气液分离装置的气相出口与压缩机相连，所述的第二气液分离装置的液相出口与喷射器相连。

所述的第三换向阀的第三阀口a3与环境侧换热器出口相连的管道上设置有第一开关阀。

所述的第三换向阀的第二阀口a2与第二气液分离装置相连的管道上设置有第二节流装置，所述的环境侧换热器与第二气液分离装置相连，相连的管道上设置有第二开关阀。

所述的压缩机与第一换向阀相连的管道上设置有油分离器。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：使用喷射器和气液分离器可以有效的回收节流过程中的膨胀功，使用换向阀，可以方便的切换制冷与制热模式，制热工况下采用中间补气的方式，可以降低压缩机的压比和排气温度，使系统在室外低温的情况下有良好的制热效果，提高系统能效比，减少能源消耗，降低运行费用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的系统连接示意图。

图2为本发明的制热循环示意图。

图3为本发明的制冷循环示意图。

图中，1为压缩机、2为喷射器、3为干燥过滤器、4为第一换向阀、5为第一气液分离装置，6为环境侧换热器、7为用户侧换热器、8为第二换向阀、9为第三换向阀、10为油分离器、11为第二气液分离装置、12为第二开关阀、13为第一开关阀、14为第三节流装置、15为第二节流装置、16为第一节流装置。

具体实施方式

如图1所示，本发明为喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，包括压缩机1，换热器，干燥过滤器3，喷射器2，压缩机1出口与换热器进口相连，换热器出口与喷射器2进口相连，喷射器2出口与干燥过滤器3进口相连，干燥过滤器3出口与压缩机1进口相连；

换热器包括用户侧换热器7和环境侧换热器6，压缩机1与换热器相连处设置有第一换向阀4，喷射器2与干燥过滤器3相连的管道上设置有第一气液分离装置5，第一换向阀4为三通换向阀，所述的第一换向阀4的第一阀口a1与压缩机1出口相连，所述的第一换向阀4的第二阀口a2与环境侧换热器6相连，所述的第一换向阀4的第三阀口a3与用户侧换热器7相连；在制冷模式下，所述的第一换向阀4的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，在制热模式下，所述的第一换向阀4的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，第一换向阀4的第三阀口a3与用户侧换热器7相连的管道上设置有第三节流装置14，所述的第一换向阀4与用户侧换热器7相连的管道上 设置有第一支管道，所述的第一支管道与干燥过滤器3入口相连，第一气液分离装置5气态出口与干燥过滤器3相连，所述的第一气液分离装置5液态出口与换热器相连，所述的第一气液分离装置5与换热器相连的管道上设置有第二换向阀8，所述的第二换向阀8为三通换向阀，所述的第二换向阀8的第一阀口a1与第一气液分离装置5的液态出口相连，所述的第二换向阀8的第二阀口a2与环境侧换热器6进口相连，所述的第二换向阀8的第二阀口a2与环境侧换热器6相连处设置有第一节流装置16，所述的第二换向阀8的第三阀口a3与用户侧换热器7进口相连；在制冷模式下，所述的第二换向阀8的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第二换向阀8的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，用户侧换热器7与喷射器2相连的管路上设置有第三换向阀9，所述的第三换向阀9为三通换向阀，所述的第三换向阀9的第一阀口a1与用户侧换热器7出口相连，所述的第三换向阀9的第二阀口a2与喷射器2进口相连；所述的第三换向阀9的第三阀口a3与喷射器2和环境侧换热器6均相连；在制冷模式下，所述的第三换向阀9的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第三换向阀9的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，第三换向阀9的第二阀口a2与喷射器2相连的管道上设置有第二气液分离装置11，所述的第二气液分离装置11的气相出口与压缩机1相连，所述的第二气液分离装置11的液相出口与喷射器2相连，第三换向阀9的第三阀口a3与环境侧换热器6出口相连的管道上设置有第一开关阀13，第三换向阀9的第二阀口a2与第二气液分离装置11相连的管道上设置有第二节流装置15，所述的环境侧换热器6与第二气液分离装置11相连，相连的管道上设置有第二开关阀12，压缩机1与第一换向阀4相连的管道上设置有油分离器10。

本发明装置有制冷和制热两种工况，图2与图3中实线表示制冷剂流通的管路，虚线表示制冷剂不流通的管路。

在制冷工况时，第一开关阀，第一换向阀的第三阀口a3、第二换向阀的第二阀口a2、第三换向阀的第二阀口a2关闭，第二开关阀打开，第一换向阀的第一阀口a1和第一换向阀的第二阀口a2连通，第二换向阀的第一阀口a1和第二换向阀的第三阀口a3连通，第三换向阀的第一阀口a1和第三换向阀的第三阀口a3连通。此种工况下，环境侧换热器5起冷凝作用，用户侧换热器起蒸发作用。压缩机出来的高温高压气态制冷剂进入油分离器中，将制冷剂中携带的润滑油分离，使其流回压缩机的储油槽中，之后制冷剂通过第一换向阀进入环境侧换热器中，换热成为液态制冷剂，之后经过第一节流装置和第一开关阀进入第一气液分离装置中，分离出的气态制冷剂进入压缩机中进行补气，液态制冷剂作为一次流体进入喷射器中，在喷射器中引射从用户侧换热器中出来的低温低压制冷剂气体，两股制冷剂在喷射器中充分混合并提升压力后，进入第二气液分离装置中，分离为饱和液态制冷剂和饱和气态制冷剂，饱和液态制冷剂经过第三换向阀，第三节流装置进入用户侧换热器中换热变为气态制冷剂，完成对外制冷，之后通过第二换向阀作为二次流体进入喷射器中，饱和气态制冷剂经过干燥过滤器回到压缩机中，完成制冷循环。

在制热工况时，第二开关阀，第一换向阀的第二阀口a2、第二换向阀的第三阀口a3、第三换向阀的第三阀口a3关闭，第一开关阀打开，第一换向阀的第一阀口a1和第一换向阀的第三阀口a3连通，第二换向阀的第一阀口a1和第二换向阀的第二阀口a2连通，第三换向阀的第一阀口a1和第三换向阀的第二阀口a2连通。此种工况下，环境侧换热器起到蒸发器作用，用户侧换热器起到冷凝器作用。压缩机中出来的高温高压气态制冷剂进入到油分离器中，将制冷剂中携带的润滑油分离，使其回流至压缩机的储油槽中，高温高压气态制冷剂经过第一换向阀，第三节流装置进入用户侧换热器中，在用户侧换热器中冷凝放热成为液态制冷剂，然后经过第二换向阀，第二节流装置进入第一气液分离装置中，在第一气液分离装置中，分离出的气态制冷剂进入压缩机中进行补气，液态制冷剂作为一次流体进入喷射器中，引射从环境侧换热器出来的低温低压制冷剂气体，两股制冷剂在喷射器中充分混合提升压力后，进入第二气液分离装置中，分离为饱和液态制冷剂和饱和气态制冷剂，饱和液态制冷剂经过第三换向阀，第一节流装置进入环境侧换热器中，在环境侧换热器中吸热蒸发为气态制冷剂，然后通过第二开关阀作为二次流体进入喷射器中，饱和气态制冷剂通过干燥过滤器进入压缩机中，完成整个制热循环。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：包括压缩机（1），换热器，干燥过滤器（3），喷射器（2），压缩机（1）出口与换热器进口相连，换热器出口与喷射器（2）进口相连，喷射器（2）出口与干燥过滤器（3）进口相连，干燥过滤器（3）出口与压缩机（1）进口相连；

换热器包括用户侧换热器（7）和环境侧换热器（6），压缩机（1）与换热器相连处设置有第一换向阀（4），喷射器（2）与干燥过滤器（3）相连的管道上设置有第一气液分离装置（5）。

2.根据权利要求1所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的第一换向阀（4）为三通换向阀，所述的第一换向阀（4）的第一阀口a1与压缩机（1）出口相连，所述的第一换向阀（4）的第二阀口a2与环境侧换热器（6）相连，所述的第一换向阀（4）的第三阀口a3与用户侧换热器（7）相连；

在制冷模式下，所述的第一换向阀（4）的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，在制热模式下，所述的第一换向阀（4）的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭。

3.根据权利要求2所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的第一换向阀（4）的第三阀口a3与用户侧换热器（7）相连的管道上设置有第三节流装置（14），所述的第一换向阀（4）与用户侧换热器（7）相连的管道上 设置有第一支管道，所述的第一支管道与干燥过滤器（3）入口相连。

4.根据权利要求2所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的第一气液分离装置（5）气态出口与干燥过滤器（3）相连，所述的第一气液分离装置（5）液态出口与换热器相连，所述的第一气液分离装置（5）与换热器相连的管道上设置有第二换向阀（8），所述的第二换向阀（8）为三通换向阀，所述的第二换向阀（8）的第一阀口a1与第一气液分离装置（5）的液态出口相连，所述的第二换向阀（8）的第二阀口a2与环境侧换热器（6）进口相连，所述的第二换向阀（8）的第二阀口a2与环境侧换热器（6）相连处设置有第一节流装置（16），所述的第二换向阀（8）的第三阀口a3与用户侧换热器（7）进口相连；

在制冷模式下，所述的第二换向阀（8）的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第二换向阀（8）的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。

5.根据权利要求1所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的用户侧换热器（7）与喷射器（2）相连的管路上设置有第三换向阀（9），所述的第三换向阀（9）为三通换向阀，所述的第三换向阀（9）的第一阀口a1与用户侧换热器（7）出口相连，所述的第三换向阀（9）的第二阀口a2与喷射器（2）进口相连；所述的第三换向阀（9）的第三阀口a3与喷射器（2）和环境侧换热器（6）均相连；

在制冷模式下，所述的第三换向阀（9）的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第三换向阀（9）的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。

6.根据权利要求5所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的第三换向阀（9）的第二阀口a2与喷射器（2）相连的管道上设置有第二气液分离装置（11），所述的第二气液分离装置（11）的气相出口与压缩机（1）相连，所述的第二气液分离装置（11）的液相出口与喷射器（2）相连。

7.根据权利要求5所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的第三换向阀（9）的第三阀口a3与环境侧换热器（6）出口相连的管道上设置有第一开关阀（13）。

8.根据权利要求6所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的第三换向阀（9）的第二阀口a2与第二气液分离装置（11）相连的管道上设置有第二节流装置（15），所述的环境侧换热器（6）与第二气液分离装置（11）相连，相连的管道上设置有第二开关阀（12）。

9.根据权利要求1所述的喷射器增效的准二级压缩制热与制冷一体化系统，其特征在于：所述的压缩机（1）与第一换向阀（4）相连的管道上设置有油分离器（10）。