專利名稱:一種改進的壓縮式熱泵裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種改進的壓縮式熱泵裝置,包括依次連接的壓縮機、冷凝器、回?zé)釗Q熱器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器；其還包括一將蒸發(fā)器輸出的冷媒蒸汽分離為冷熱的渦流管，所述渦流管的冷端出口及熱端出口分別通過低溫冷媒蒸汽管路及高溫冷媒蒸汽管路，與所述回?zé)釗Q熱器的氣化液體入口及壓縮機連接，渦流管的壓縮冷媒蒸汽進口端與所述蒸發(fā)器的冷媒蒸汽輸出管路入口連接。本實用新型創(chuàng)新利用渦流技術(shù)，將渦流管應(yīng)用于蒸發(fā)器的輸出端，可提高蒸發(fā)環(huán)節(jié)的冷媒蒸汽輸出溫度，同時系統(tǒng)整體并不需要增加主動運動的部件，在該狀態(tài)下依然可提高蒸發(fā)環(huán)節(jié)的輸出冷媒蒸汽溫度，其改善了蒸發(fā)器換熱吸熱效率，減小壓縮機的能耗。
【專利說明】一種改進的壓縮式熱泵裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及壓縮熱泵領(lǐng)域，具體涉及一種改良效率的壓縮式熱泵裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]熱泵是一種以冷凝器放出的熱量對被調(diào)節(jié)環(huán)境進行供熱的一種制冷系統(tǒng)。就熱泵系統(tǒng)而言，它是制冷機的一種特殊使用形式，其中蒸氣壓縮式系統(tǒng)是熱泵最主要的應(yīng)用形式。熱泵與一般制冷機的區(qū)別在于，使用目的與工作的溫度區(qū)域不同，熱泵的目的在于制熱，著眼于工質(zhì)在系統(tǒng)高壓側(cè)通過換熱器與外界環(huán)境之間的熱量交換；制冷機的目的在于制冷，著眼于工質(zhì)在系統(tǒng)低壓側(cè)通過換熱器與外界之間的換熱，但兩者實質(zhì)工作原理都一樣，大多的熱泵或制冷機研究重點均在換熱器處。然而，在制熱或制冷過程中，其需要獲取的熱量主要來自于蒸發(fā)器處的蒸發(fā)環(huán)節(jié)，對于蒸發(fā)環(huán)節(jié)，由于現(xiàn)有的蒸發(fā)器輸出的冷媒蒸汽溫度是低于熱源溫度的，在某些特定的情況下，當(dāng)熱源的溫度較低時，其冷媒通過換熱蒸發(fā)獲取熱量的難度將會大大增加，換熱流動時所帶來的熱量也將變得有限，因而導(dǎo)致在蒸發(fā)環(huán)節(jié)換熱效率無法提高，無論對于制冷或制熱而言，該環(huán)節(jié)都同樣重要地影響著系統(tǒng)的整體效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種在熱源溫度較低時，利用同等冷媒狀態(tài)下仍能保持高效的輸出換熱效率的熱泵裝置。
[0004]通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的:
[0005]本實用新型提供的一種改進的壓縮式熱泵裝置，包括
[0006]壓縮機，用以將蒸發(fā)吸入的較低壓力的蒸汽壓縮為高壓冷媒蒸汽狀態(tài)；
[0007]冷凝器，將壓縮機輸出的高壓冷媒蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w；
[0008]回?zé)釗Q熱器，利用已經(jīng)液化的冷媒所攜帶的熱量，對蒸發(fā)器輸出得到的低溫冷媒蒸汽換熱及加熱；
[0009]蒸發(fā)器，對來自回?zé)釗Q熱器與蒸發(fā)器之間的節(jié)流閥的液態(tài)冷媒進行熱交換，使之吸熱蒸發(fā)，輸出為冷媒蒸汽；
[0010]所述壓縮機、冷凝器、回?zé)釗Q熱器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器依次連接；
[0011]其還包括一將蒸發(fā)器輸出的冷媒蒸汽分離為冷熱兩種蒸汽的渦流管，所述渦流管的冷端出口及熱端出口分別通過低溫冷媒蒸汽管路及高溫冷媒蒸汽管路，與所述回?zé)釗Q熱器的氣化液體入口及壓縮機連接，渦流管的壓縮冷媒蒸汽進口端與所述蒸發(fā)器的冷媒蒸汽輸出管路入口連接。
[0012]作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的進一步描述，回?zé)釗Q熱器與蒸發(fā)器之間設(shè)有一節(jié)流閥，對通入回?zé)釗Q熱器與蒸發(fā)器之間的冷媒壓差進行控制。
[0013]作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的進一步描述，所述渦流管與壓縮機之間還包括一個三通閥，所述三通閥分別與所述的高溫冷媒蒸汽管路、回?zé)釗Q熱器的升溫冷媒蒸汽管路以及壓縮機的混合冷媒蒸汽管路連接。
[0014]作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的進一步描述，所述高溫冷媒蒸汽管路處還包括一個調(diào)壓閥，調(diào)節(jié)渦流管向壓縮機的熱蒸汽輸出壓力和冷熱蒸汽輸出比例。
[0015]作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的進一步描述，所述渦流管至少為2個且相互并聯(lián)，各渦流管的冷端出口及熱端出口分別通過低溫冷媒蒸汽管路及高溫冷媒蒸汽管路，與所述回?zé)釗Q熱器的氣化液體入口及壓縮機連接，各渦流管的壓縮冷媒蒸汽進口端與所述蒸發(fā)器的冷媒蒸汽輸出管路入口連接。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]1、創(chuàng)新利用渦流技術(shù)，將渦流管應(yīng)用于蒸發(fā)器的輸出端，可提高蒸發(fā)環(huán)節(jié)的最終冷媒蒸汽輸出溫度。
[0018]2、調(diào)壓閥可平衡冷媒蒸汽的冷熱壓力差，以方便調(diào)節(jié)渦流管輸出冷熱蒸汽的輸出比例，保障渦流管升降溫工作，同時調(diào)節(jié)輸入到三通閥處用以混合的蒸汽溫度。
[0019]3、由于經(jīng)過渦流管分離降溫后的冷媒蒸汽溫度將低于冷凝器已經(jīng)液化的冷媒溫度，分離出的該部分蒸汽通過回?zé)釗Q熱器，利用冷凝器已經(jīng)液化的冷媒所含的熱量對渦流管輸出降溫的冷媒蒸汽進行循環(huán)換熱，可更大效率回收熱量，同時換熱后的冷媒蒸汽部分可直接作為升溫冷媒進入升溫冷媒蒸汽管路。
[0020]4、由于渦流管屬于一被動元件，該系統(tǒng)整體并不需要增加主動推動運動的部件，在該狀態(tài)利用輸出蒸汽的動能，提高蒸發(fā)環(huán)節(jié)的輸出冷媒蒸汽溫度，其改善了蒸發(fā)器換熱吸熱效率。
[0021]5、由于蒸發(fā)環(huán)節(jié)處溫差越大，其換熱效率將提高，此時傳統(tǒng)熱泵需要更大的功率增加節(jié)流比例來進行換熱，對于渦流管而言，僅需要利用原本沒有價值的冷媒蒸汽動能，即可最大限度地調(diào)節(jié)溫差，同時減小壓縮機的能耗、功率，對熱源的溫度、熱泵的要求進一步降低。

【附圖說明】

[0022]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2為本實用新型可采用的另一實施例。

【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖1對本實用新型進行進一步說明:
[0025]本實用新型提供的一種改進的壓縮式熱泵裝置，包括
[0026]壓縮機1，用以將蒸發(fā)吸入的較低壓力的蒸汽壓縮為高壓冷媒蒸汽狀態(tài)；
[0027]冷凝器2，將壓縮機I輸出的高壓冷媒蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w；
[0028]回?zé)釗Q熱器6，利用已經(jīng)液化的冷媒所攜帶的熱量，對蒸發(fā)器4輸出得到的低溫冷媒蒸汽換熱及加熱；
[0029]蒸發(fā)器4，對來自回?zé)釗Q熱器6與蒸發(fā)器4之間的節(jié)流閥3的液態(tài)冷媒進行熱交換，使之吸熱蒸發(fā)，輸出為冷媒蒸汽；
[0030]所述壓縮機1、冷凝器2、回?zé)釗Q熱器6、節(jié)流閥3和蒸發(fā)器4依次連接；
[0031]其還包括一將蒸發(fā)器4輸出的冷媒蒸汽分離為冷熱兩種蒸汽的渦流管5，所述渦流管5的冷端出口及熱端出口分別通過低溫冷媒蒸汽管路13及高溫冷媒蒸汽管路10，與所述回?zé)釗Q熱器6的氣化液體入口及壓縮機I連接，渦流管5的壓縮冷媒蒸汽進口端與所述蒸發(fā)器4的冷媒蒸汽輸出管路12入口連接。
[0032]作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的進一步描述，回?zé)釗Q熱器6與蒸發(fā)器4之間設(shè)有一節(jié)流閥3，對通入回?zé)釗Q熱器6與蒸發(fā)器4之間的冷媒壓差進行控制，保證回?zé)釗Q熱器6與蒸發(fā)器4之間的溫差。
[0033]作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的進一步描述，所述渦流管5與壓縮機I之間還包括一個三通閥8，所述三通閥8分別與所述的高溫冷媒蒸汽管路10、回?zé)釗Q熱器6的升溫冷媒蒸汽管路14以及壓縮機I的混合冷媒蒸汽管路9連接。
[0034]作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的進一步描述，所述高溫冷媒蒸汽管路10處還包括一個調(diào)壓閥7，調(diào)節(jié)渦流管5向壓縮機I的熱蒸汽輸出壓力和冷熱蒸汽輸出比例。
[0035]另外，由于渦流管在壓力一定的情況下且氣體流動的線速度一定時，隨著渦流管的直徑增加，其轉(zhuǎn)速必然逐漸下降，冷熱氣流的分離效果也將會隨之變差，因而作為對上述改進的壓縮式熱泵裝置的一種優(yōu)選方案，若流量較大時，優(yōu)選采用多個渦流管相互并聯(lián)的方式來滿足流量增加的需求，而非更換較大直徑的渦流管。各渦流管的冷端出口及熱端出口分別通過低溫冷媒蒸汽管路13及高溫冷媒蒸汽管路10，與所述回?zé)釗Q熱器的氣化液體入口及壓縮機連接，各渦流管的壓縮冷媒蒸汽進口端與所述蒸發(fā)器的冷媒蒸汽輸出管路12入口連接。
[0036]本實用新型的另一實施例采用的是雙回路蒸發(fā)器形式，參照圖2，其在渦流進行熱冷媒蒸汽和冷冷媒蒸汽兩股氣流分離后，將冷蒸汽輸入回蒸發(fā)器處，并直接接入三通閥處進行混合。此時則不需要選用回?zé)釗Q熱器，該方式同樣可實現(xiàn)蒸發(fā)部分的熱量充分高效分離。
[0037]以下說明該改進的壓縮式熱泵工作方法，包括如下步驟:
[0038]S1.使用壓縮機I將從蒸發(fā)器4吸入的較低壓力的蒸汽壓縮為高壓冷媒蒸汽；
[0039]S2.將壓縮機I輸出的較高壓冷媒蒸汽輸入至冷凝器2，將蒸汽通過冷凝釋放凝結(jié)熱后轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w形態(tài)；
[0040]S3.冷媒液體自冷凝器2進入回?zé)釗Q熱器6，換熱后溫度進一步下降的液態(tài)冷媒進入蒸發(fā)器4，換熱后冷媒汽化升溫的蒸汽輸出到壓縮機I進行壓縮；
[0041 ] S4.由回?zé)釗Q熱器6通過高壓管路11及節(jié)流閥3進入蒸發(fā)器4的液態(tài)冷媒經(jīng)過吸熱蒸發(fā)過程，形成蒸汽形式的氣體；
[0042]S5.蒸發(fā)器4形成的熱冷媒蒸汽與回?zé)釗Q熱器6處換熱的升溫冷媒蒸汽混合后，經(jīng)混合冷媒蒸汽管路9輸入到壓縮機I輸入端；
[0043]其中，步驟S5還包括如下步驟:在蒸發(fā)器4與混合冷媒蒸汽管路9之間設(shè)置一渦流管5，將蒸發(fā)器4形成的冷媒蒸汽經(jīng)渦流效應(yīng)處理后產(chǎn)生能量熱量分配，進一步分離為具有明顯溫度差的熱冷媒蒸汽和冷冷媒蒸汽兩股氣流，分離形成的熱冷媒蒸汽經(jīng)高溫冷媒蒸汽管路10輸出至混合冷媒蒸汽管路9。
[0044]作為對上述改進的壓縮式熱泵工作方法的進一步描述，其還設(shè)置一低溫冷媒蒸汽管路13，將渦流管5分離降溫后的冷冷媒蒸汽通過低溫冷媒蒸汽管路13輸出至回?zé)釗Q熱器6,與由冷凝器2輸入的冷媒液體換熱。
[0045]作為對上述改進的壓縮式熱泵工作方法的進一步描述，使用一個三通閥8將渦流管5分離的熱冷媒蒸汽與回?zé)釗Q熱器6換熱后的升溫冷媒蒸汽混合，并引導(dǎo)進入混合冷媒蒸汽管路9輸入至壓縮機I。
[0046]作為對上述改進的壓縮式熱泵工作方法的進一步描述，在渦流管5的熱端出口設(shè)置一調(diào)壓閥7，平衡冷熱冷媒蒸汽的壓力差，調(diào)節(jié)渦流管5向壓縮機I的熱蒸汽輸出率。
[0047]作為對上述改進的壓縮式熱泵工作方法的進一步描述，采用至少兩個相互并聯(lián)連接的渦流管5來分流增加的冷媒蒸汽流量。
[0048]以上所述并非對本實用新型的技術(shù)范圍作任何限制，凡依據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上的實施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改進的壓縮式熱泵裝置，包括: 壓縮機，用以將蒸發(fā)吸入的較低壓力的蒸汽壓縮為高壓冷媒蒸汽狀態(tài)； 冷凝器，將壓縮機輸出的高壓冷媒蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w； 回?zé)釗Q熱器，利用已經(jīng)液化的冷媒所攜帶的熱量，對蒸發(fā)器輸出得到的低溫冷媒蒸汽換熱及加熱； 蒸發(fā)器，對來自回?zé)釗Q熱器與蒸發(fā)器之間的節(jié)流閥的液態(tài)冷媒進行熱交換，使之吸熱蒸發(fā)，輸出為冷媒蒸汽； 所述壓縮機、冷凝器、回?zé)釗Q熱器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器依次連接； 其特征在于:其還包括將蒸發(fā)器輸出的冷媒蒸汽分離為冷熱兩種蒸汽的渦流管，所述渦流管的冷端出口及熱端出口分別通過低溫冷媒蒸汽管路及高溫冷媒蒸汽管路，與所述回?zé)釗Q熱器的氣化液體入口及壓縮機連接，渦流管的壓縮冷媒蒸汽進口端與所述蒸發(fā)器的冷媒蒸汽輸出管路入口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的壓縮式熱泵裝置，其特征在于:回?zé)釗Q熱器與蒸發(fā)器之間設(shè)有一節(jié)流閥，對通入回?zé)釗Q熱器與蒸發(fā)器之間的冷媒壓差進行控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的壓縮式熱泵裝置，其特征在于:所述渦流管與壓縮機之間還包括一個三通閥，所述三通閥分別與所述的高溫冷媒蒸汽管路、回?zé)釗Q熱器的升溫冷媒蒸汽管路以及壓縮機的混合冷媒蒸汽管路連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的壓縮式熱泵裝置，其特征在于:所述高溫冷媒蒸汽管路處還包括一個調(diào)壓閥，調(diào)節(jié)渦流管向壓縮機的熱蒸汽輸出壓力和冷熱蒸汽輸出比例。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的壓縮式熱泵裝置，其特征在于:所述渦流管至少為2個且相互并聯(lián)，各渦流管的冷端出口及熱端出口分別通過低溫冷媒蒸汽管路及高溫冷媒蒸汽管路，與所述回?zé)釗Q熱器的氣化液體入口及壓縮機連接，各渦流管的壓縮冷媒蒸汽進口端與所述蒸發(fā)器的冷媒蒸汽輸出管路入口連接。
【文檔編號】F25B30-02GK204268756SQ201420737794
【發(fā)明者】茍仲武 [申請人]茍仲武