CN113465205A - 相变型第四类热驱动压缩式热泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供相变型第四类热驱动压缩式热泵，属于制冷与热泵技术领域。双能压缩机有循环工质通道与高温供热器连通，高温供热器还有循环工质通道经喷管与热源蒸发器连通，热源蒸发器还有循环工质通道与膨胀增速机连通，膨胀增速机还有循环工质通道与低温供热器连通，低温供热器还有循环工质通道经第二喷管与制冷蒸发器连通，制冷蒸发器还有气态循环工质通道与双能压缩机连通和有液态循环工质通道经扩压管与热源蒸发器连通；高温供热器还有被加热介质通道、热源蒸发器还有热源介质通道、低温供热器还有冷却介质通道、制冷蒸发器还有被制冷介质通道分别与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
Description
技术领域：
本发明属于动力、制冷、供热与热泵技术领域。
背景技术：
冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；为获得冷、热和动力需求，人们需要付出设备的代价。为了降低相应的代价，人们需要简单、直接的基本技术支撑；特别是在多温差利用或多能利用情况下，或是同时满足不同的供能需求情况下，根本性的技术将为实现简单、主动、高效的能源生产和利用体系提供保障。
针对利用中温热资源同时满足高温热需求和制冷需求的情况，或利用中温热资源实现高温供热和低温供热的情况，并考虑兼顾动力资源利用或满足外部动力需求，以及遵循简单、主动和高效实现温差和能差利用的原则，本发明提出了主要由双能压缩机、膨胀增速机、喷管、热交换器为基本构成部件的相变型第四类热驱动压缩式热泵。
发明内容：
本发明主要目的是要提供相变型第四类热驱动压缩式热泵，具体发明内容分项阐述如下：
1.相变型第四类热驱动压缩式热泵，主要由双能压缩机、喷管、膨胀增速机、第二喷管、高温供热器、热源蒸发器、低温供热器和制冷蒸发器所组成；双能压缩机有循环工质通道与高温供热器连通，高温供热器还有循环工质通道经喷管与热源蒸发器连通，热源蒸发器还有循环工质通道与膨胀增速机连通，膨胀增速机还有循环工质通道与低温供热器连通，低温供热器还有循环工质通道经第二喷管与制冷蒸发器连通，制冷蒸发器还有循环工质通道与双能压缩机连通；高温供热器还有被加热介质通道与外部连通，热源蒸发器还有热源介质通道与外部连通，低温供热器还有冷却介质通道与外部连通，制冷蒸发器还有被制冷介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
2.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在第1的相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加扩压管，制冷蒸发器增设液态循环工质通道经扩压管与热源蒸发器连通，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
3.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在第1-2项所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加新增扩压管，低温供热器增设液态循环工质通道经新增扩压管与热源蒸发器连通，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
4.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在第1-3项所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加回热器，将高温供热器有循环工质通道经喷管与热源蒸发器连通调整为高温供热器有循环工质通道经回热器和喷管与热源蒸发器连通，将热源蒸发器有循环工质通道与膨胀增速机连通调整为热源蒸发器有循环工质通道经回热器与膨胀增速机连通，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
5.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在第1-4项所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加动力机，动力机连接双能压缩机并向双能压缩机提供动力，形成附加外部动力驱动的相变型第四类热驱动压缩式热泵。
6.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在第1-4项所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加工作机，膨胀增速机连接工作机并向工作机提供动力，形成附加对外提供动力负荷的相变型第四类热驱动压缩式热泵。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的相变型第四类热驱动压缩式热泵第1种原则性热力系统图。
图2是依据本发明所提供的相变型第四类热驱动压缩式热泵第2种原则性热力系统图。
图3是依据本发明所提供的相变型第四类热驱动压缩式热泵第3种原则性热力系统图。
图4是依据本发明所提供的相变型第四类热驱动压缩式热泵第4种原则性热力系统图。
图5是依据本发明所提供的相变型第四类热驱动压缩式热泵第5种原则性热力系统图。
图中，1-双能压缩机，2-喷管，3-膨胀增速机，4-第二就，5-高温供热器，6-热源蒸发器，7-低温供热器，8-制冷蒸发器，9-扩压管，10-回热器；A-新增扩压管。
具体实施方式：
首先要说明的是，在结构和流程的表述上，非必要情况下不重复进行；对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。
图1所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵是这样实现的：
(1)结构上，它主要由双能压缩机、喷管、膨胀增速机、第二喷管、高温供热器、热源蒸发器、低温供热器和制冷蒸发器所组成；双能压缩机1有循环工质通道与高温供热器5连通，高温供热器5还有循环工质通道经喷管2与热源蒸发器6连通，热源蒸发器6还有循环工质通道与膨胀增速机3连通，膨胀增速机3还有循环工质通道与低温供热器7连通，低温供热器7还有循环工质通道经第二喷管4与制冷蒸发器8连通，制冷蒸发器8还有循环工质通道与双能压缩机1连通；高温供热器5还有被加热介质通道与外部连通，热源蒸发器6还有热源介质通道与外部连通，低温供热器7还有冷却介质通道与外部连通，制冷蒸发器8还有被制冷介质通道与外部连通，膨胀增速机3连接双能压缩机1并传输动力。
(2)流程上，双能压缩机1排放的循环工质流经高温供热器5放热并冷凝，流经喷管2降压增速，流经热源蒸发器6吸热并蒸发，流经膨胀增速机3降压作功并增速，流经低温供热器7放热并冷凝，流经第二喷管4降压增速，流经制冷蒸发器8吸热并部分汽化，之后进入双能压缩机1升压升温并降速；膨胀增速机3输出的功提供给双能压缩机1作动力，或膨胀增速机3输出的功提供给双能压缩机1作动力并同时对外提供，或膨胀增速机3和外部共同向双能压缩机1提供动力；被加热介质通过高温供热器5获得高温热负荷，热源介质通过热源蒸发器6提供中温热负荷，冷却介质通过低温供热器7获得低温热负荷，被制冷介质通过供冷器8提供制冷负荷，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
图2所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加扩压管，制冷蒸发器8增设液态循环工质通道经扩压管9与热源蒸发器6连通。
(2)流程上，与图1所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵流程相比较，增加或有变化的流程是这样进行的：制冷蒸发器8的循环工质分成两路——气态循环工质流经双能压缩机1升压升温并降速之后进入高温供热器5，液态循环工质流经扩压管9降速升压之后进入热源蒸发器6吸热蒸发，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
图3所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加新增扩压管，低温供热器7增设液态循环工质通道经新增扩压管A与热源蒸发器6连通。
(2)流程上，与图1所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵流程相比较，增加或有变化的流程是这样进行的：低温供热器7的循环工质分成两路——第一路流经第二喷管4降压增速之后进入制冷蒸发器8吸热蒸发，第二路流经新增扩压管A降速升压之后进入热源蒸发器6吸热蒸发，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
图4所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵是这样实现的：
(1)结构上，在图2所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加新增扩压管，低温供热器7增设液态循环工质通道经新增扩压管A与热源蒸发器6连通。
(2)流程上，与图2所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵流程相比较，增加或有变化的流程是这样进行的：低温供热器7的循环工质分成两路——第一路流经第二喷管4降压增速之后进入制冷蒸发器8吸热蒸发，第二路流经新增扩压管A降速升压之后进入热源蒸发器6吸热蒸发，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
图5所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加回热器，将高温供热器5有循环工质通道经喷管2与热源蒸发器6连通调整为高温供热器5有循环工质通道经回热器10和喷管2与热源蒸发器6连通，将热源蒸发器6有循环工质通道与膨胀增速机3连通调整为热源蒸发器6有循环工质通道经回热器10与膨胀增速机3连通。
(2)流程上，与图1所示的相变型第四类热驱动压缩式热泵流程相比较，增加或有变化的流程是这样进行的：高温供热器5排放的循环工质流经回热器10放热和流经喷管2降压增速之后进入热源蒸发器6，热源蒸发器6排放的循环工质通道流经回热器10吸热之后进入膨胀增速机3，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的相变型第四类热驱动压缩式热泵，具有如下效果和优势：
(1)新建热能(温差)利用基本技术。
(2)通过单一循环和相变型单一工质，利用中温热能，同时实现高温供热和制冷，或同时实现高温供热、低温供热和制冷，或同时实现高温供热和低温供热。
(3)通过单一循环和相变型单一工质，利用中温热能和机械能，同时实现高温供热和制冷，或同时实现高温供热、低温供热和制冷，或同时实现高温供热和低温供热。
(4)流程合理，是实现温差有效利用的共性技术，适用性好。
(5)提供了简单、主动、高效的热能利用新技术，性能指数高。
(6)提供了简单、主动、高效的热能和机械能联用新技术，性能指数高。
(7)双能压缩机与膨胀增速机相结合，简化核心设备，有利于降低制造成本和提高性能指数。
(8)工质适用范围广，工质与工作参数之间匹配灵活，能够在较大范围内适应供能需求。
(9)扩展了热泵技术，丰富了压缩式热泵的类型，有利于更好地实现热能和机械能的高效利用。
Claims (6)
1.相变型第四类热驱动压缩式热泵，主要由双能压缩机、喷管、膨胀增速机、第二喷管、高温供热器、热源蒸发器、低温供热器和制冷蒸发器所组成；双能压缩机(1)有循环工质通道与高温供热器(5)连通，高温供热器(5)还有循环工质通道经喷管(2)与热源蒸发器(6)连通，热源蒸发器(6)还有循环工质通道与膨胀增速机(3)连通，膨胀增速机(3)还有循环工质通道与低温供热器(7)连通，低温供热器(7)还有循环工质通道经第二喷管(4)与制冷蒸发器(8)连通，制冷蒸发器(8)还有循环工质通道与双能压缩机(1)连通；高温供热器(5)还有被加热介质通道与外部连通，热源蒸发器(6)还有热源介质通道与外部连通，低温供热器(7)还有冷却介质通道与外部连通，制冷蒸发器(8)还有被制冷介质通道与外部连通，膨胀增速机(3)连接双能压缩机(1)并传输动力，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
2.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在权利要求1的相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加扩压管，制冷蒸发器(8)增设液态循环工质通道经扩压管(9)与热源蒸发器(6)连通，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
3.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在权利要求1-2所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加新增扩压管，低温供热器(7)增设液态循环工质通道经新增扩压管(A)与热源蒸发器(6)连通，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
4.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在权利要求1-3所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加回热器，将高温供热器(5)有循环工质通道经喷管(2)与热源蒸发器(6)连通调整为高温供热器(5)有循环工质通道经回热器(10)和喷管(2)与热源蒸发器(6)连通，将热源蒸发器(6)有循环工质通道与膨胀增速机(3)连通调整为热源蒸发器(6)有循环工质通道经回热器(10)与膨胀增速机(3)连通，形成相变型第四类热驱动压缩式热泵。
5.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在权利要求1-4所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加动力机，动力机连接双能压缩机(1)并向双能压缩机(1)提供动力，形成附加外部动力驱动的相变型第四类热驱动压缩式热泵。
6.相变型第四类热驱动压缩式热泵，是在权利要求1-4所述的任一一款相变型第四类热驱动压缩式热泵中，增加工作机，膨胀增速机(3)连接工作机并向工作机提供动力，形成附加对外提供动力负荷的相变型第四类热驱动压缩式热泵。
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