專利名稱：一種變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮式熱泵系統(tǒng)，尤其涉及一種變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置，但它所供給的熱量卻是所消耗的高位能和吸取的低位能之和，在冬季供暖具有明顯的節(jié)能效果。但是熱泵系統(tǒng)特性決定了在冬季供暖時，熱泵的能量輸出與建筑物消耗隨著環(huán)境溫度的降低成相反的趨勢，這勢必影響舒適性的需要，削弱了熱泵的優(yōu)勢?；旌瞎べ|(zhì)變?nèi)萘空{(diào)節(jié)技術(shù)被應(yīng)用于熱泵系統(tǒng)，可以使熱泵系統(tǒng)滿足低溫環(huán)境下高負荷的需求，例如美國專利USA patent 4722195、USA patent5012651、中國專利00135060.9、98118641.6、03141556.3等均屬于此類發(fā)明。其中USApatent 4722195所述的系統(tǒng)，與主系統(tǒng)的節(jié)流裝置并聯(lián)的精餾裝置由精餾柱，高壓組分儲液罐，加熱器，冷卻裝置組成，通過精餾裝置將高壓組分分離，使得系統(tǒng)在低負荷要求下以較高比例的低壓組分濃度循環(huán)，而在高的負荷需求下以沖灌濃度循環(huán)。系統(tǒng)中精餾柱的加熱器的能源，從系統(tǒng)經(jīng)換熱器取得。由于從系統(tǒng)取得這些能源是通過換熱器完成的，不可避免會有傳熱溫差損失，影響精餾過程所需要的溫度，從而影響精餾效果；此外，這種做法還增加了系統(tǒng)的管路，使系統(tǒng)復(fù)雜，制造成本增加。USA patent5012651和中國專利03141556.3均帶有儲存富含高沸點工質(zhì)的儲液罐，系統(tǒng)增容時，儲存高沸點工質(zhì)的同時也將壓縮機潤滑油儲存在儲液罐中，使?jié)櫥筒荒芡ㄟ^系統(tǒng)循環(huán)帶回到壓縮機，因而壓縮機易缺油導(dǎo)致?lián)p壞。中國專利03141556.3將分離裝置放置在低壓段，需要進行特殊的保溫來避免熱量的損耗。為了克服上述缺點，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶有存儲富含低沸點工質(zhì)儲液罐的混合工質(zhì)變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)。
變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)主要包括由室外換熱器、壓縮機、第一節(jié)流裝置及室內(nèi)換熱器組成的主系統(tǒng)和由精餾柱、儲液罐、冷卻器組成的分離裝置。其中，主系統(tǒng)為壓縮機排氣口分出的第一管路經(jīng)第一平衡壓力件與第一電磁閥的一端相連，壓縮機排氣口分出的第二管路與四通換向閥的第一端口相連，四通換向閥的第二端口經(jīng)室內(nèi)換熱器分別與第一單向閥和第二單向閥的一端相連，第一單向閥分出的第一管路與第一電磁閥的另一端相連，第一單向閥分出的第二管路經(jīng)第二電磁閥與儲液罐的上部第一端口相連，第一單向閥分出的第三管路經(jīng)第二平衡壓力件與精餾柱的底部第一端口相連，第一單向閥分出的第四管路經(jīng)第五電磁閥以及第二節(jié)流裝置連接在室外換熱器和四通換向閥的第三端口之間，第一單向閥分出的第五管路經(jīng)第四單向閥連接在第三單向閥和室外換熱器的另一端口之間，精餾柱的底部第二端口經(jīng)第一節(jié)流裝置與冷卻器的一端相連，冷卻器的另一端分別與第二單向閥和第三單相閥的相連，四通換向閥的第四端口與壓縮機吸氣口相連；分離裝置為精餾柱的上部第一端口經(jīng)第三電磁閥與儲液罐的下部端口相連，精餾柱的上部第二端口經(jīng)第四電磁閥與儲液罐的上部第一端口相連，儲液罐的上部第二端口與冷卻器的一端相連，儲液罐的上部第三端口與冷卻器的另一端相連，儲液罐的上部第四端口與冷卻器的另一端相連，冷卻器在儲液罐內(nèi)部。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.分離裝置在系統(tǒng)的高壓側(cè)，實現(xiàn)高壓分離。儲存富含低沸點工質(zhì)，解決了系統(tǒng)的回油問題。
2.精餾柱進料是由冷凝器和壓縮機出口工質(zhì)組成的高溫的氣液混合物，精餾過程不需額外的熱源。
3.精餾柱熱量加入不需通過換熱器，使得換熱溫差損失降到了零，大大增加了精餾的效率，簡化了系統(tǒng)，降低了制造成本。
4.由于分離裝置處于與環(huán)境溫度相差不大的工作溫度，因此，無需進行特別的保溫處理。


附圖是變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如附圖所示，變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)主要包括由室外換熱器4、壓縮機1、第一節(jié)流裝置3b及室內(nèi)換熱器2組成的主系統(tǒng)和由精餾柱10、儲液罐6、冷卻器5組成的分離裝置。其中，主系統(tǒng)為壓縮機1排氣口分出的第一管路經(jīng)第一平衡壓力件17與第一電磁閥12a的一端相連，壓縮機1排氣口分出的第二管路與四通換向閥20的第一端口相連，四通換向閥20的第二端口經(jīng)室內(nèi)換熱器2分別與第一單向閥13c和第二單向閥15c的一端相連，第一單向閥13c分出的第一管路與第一電磁閥12a的另一端相連，第一單向閥13c分出的第二管路經(jīng)第二電磁閥7a與儲液罐6的上部第一端口相連，第一單向閥13c分出的第三管路經(jīng)第二平衡壓力件11與精餾柱10的底部第一端口相連，第一單向閥13c分出的第四管路經(jīng)第五電磁閥19以及第二節(jié)流裝置18連接在室外換熱器4和四通換向閥20的第三端口之間，第一單向閥13分出的第五管路經(jīng)第四單向閥14c連接在第三單向閥16c和室外換熱器4的另一端口之間，精餾柱10的底部第二端口經(jīng)第一節(jié)流裝置3b與冷卻器5的一端相連，冷卻器5的另一端分別與第二單向閥15c和第三單相閥16c的相連，四通換向閥20的第四端口與壓縮機1吸氣口相連；分離裝置為精餾柱10的上部第一端口經(jīng)第三電磁閥8a與儲液罐6的下部端口相連，精餾柱10的上部第二端口經(jīng)第四電磁閥9a與儲液罐6的上部第一端口相連，儲液罐6的上部第二端口與冷卻器5的一端相連，儲液罐6的上部第三端口與冷卻器5的另一端相連，儲液罐6的上部第四端口與冷卻器5的另一端相連，冷卻器5在儲液罐6內(nèi)部本發(fā)明所用的制冷工質(zhì)是兩種或兩種以上沸點不同的純質(zhì)制冷劑的混合物。該系統(tǒng)通過高低沸點工質(zhì)的分離和提取，從而改變系統(tǒng)中混合工質(zhì)運行的濃度，以滿足系統(tǒng)不同容量的需要。本發(fā)明解決了用儲存富含高沸點工質(zhì)的辦法進行容量調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的壓縮機潤滑油減少的問題，避免了壓縮機因缺油而導(dǎo)致的損壞。
所述的第一平衡壓力件17、第二平衡壓力件11、第一節(jié)流裝置3b、第二節(jié)流裝置18b是毛細管、手動調(diào)節(jié)閥或電子膨脹閥。
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的詳細工作過程。
制熱工況下，系統(tǒng)容量與用戶負荷近似相等時，系統(tǒng)定容量運行。此時，第一電磁閥12a、第二電磁閥7a、第三電磁閥8a和第四電磁閥9a都關(guān)閉。從壓縮機1出來的氣體工質(zhì)經(jīng)四通換向閥20，進入室內(nèi)換熱器2冷凝成高溫液體，經(jīng)第一單向閥13c、第二平衡壓力件11進入精餾柱底部，出來后經(jīng)第一節(jié)流裝置3b、冷卻器5、第三單向閥16c、室外換熱器4、四通換向閥20，流回壓縮機1。
當(dāng)系統(tǒng)容量比用戶負荷大時，系統(tǒng)需要減容。此時，第一電磁閥12a打開，第二電磁閥7a關(guān)閉，第三電磁閥8a打開、第四電磁閥9a打開。壓縮機1排氣口分成兩路，第一路經(jīng)四通換向閥20通向室內(nèi)換熱器2，第二路通過第一平衡壓力件17、第一電磁閥12a，與室內(nèi)換熱器2出口的液體混合成高溫的氣液混合物，通過第一單向閥13c、第二平衡壓力件11，進入精餾柱10，氣體工質(zhì)上升經(jīng)過第四電磁閥9a后進入儲液罐6上方的冷卻器5冷卻成液體，經(jīng)第三電磁閥8a回流到精餾柱10中，與上升的氣體進行精餾作用，分離出富含低沸點工質(zhì)混合物進入并儲存于儲液罐6，富含高沸點混合工質(zhì)流入精餾柱10底部，經(jīng)第一節(jié)流裝置3b、冷卻器5、第三單向閥16c、室外換熱器4，四通換向閥20，流回壓縮機1。減容完畢時，第一電磁閥12a、第二電磁閥7a、第三電磁閥8a和第四電磁閥9a都關(guān)閉，系統(tǒng)在新的容量下進行定容量運行。
當(dāng)系統(tǒng)容量比用戶負荷小時，系統(tǒng)需要增容。此時，第一電磁閥12a關(guān)閉，第二電磁閥7a打開，第三電磁閥8a打開，第四電磁閥9a關(guān)閉。制冷劑經(jīng)壓縮機1出口流經(jīng)四通換向閥20、室內(nèi)換熱器2、第一單向閥13c后分成兩路，大部分流體通過第二電磁閥7a，進入儲液罐6頂部，其余流體經(jīng)第二平衡壓力件11后進入精餾柱10底部。在壓力作用下，制冷劑流經(jīng)第三電磁閥8a進入精餾柱10，并從精餾柱10底部流出，經(jīng)第一節(jié)流裝置3b、冷卻器5、第三單向閥16c、室外換熱器4、四通換向閥20，回到壓縮機1。增容完畢時，第一電磁閥12a、第二電磁閥7a、第三電磁閥8a和第四電磁閥9a都關(guān)閉，系統(tǒng)在新的容量下進行定容量運行。
制冷工況下，系統(tǒng)通過四通換向閥和四個單向閥換向工作實現(xiàn)制冷的目的。其增容、減容以及定容量運行的原理與制熱工況時類似，這里不再描述。
為了防止壓縮機1的工作溫度高于正常值，本發(fā)明設(shè)置了第二節(jié)流裝置18b和第五電磁閥19。當(dāng)壓縮機1的工作溫度正常時，第五電磁閥19關(guān)閉。當(dāng)壓縮機1的工作溫度高于正常值時，第五電磁閥19打開，少量高壓液體制冷劑經(jīng)第五電磁閥19，在第二節(jié)流裝置中降壓后直接進入壓縮機1，在里面吸收熱量，降低壓縮機1的工作溫度。
權(quán)利要求
1.一種變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)，其特征在于，主要包括由室外換熱器(4)、壓縮機(1)、第一節(jié)流裝置(3b)及室內(nèi)換熱器(2)組成的主系統(tǒng)和由精餾柱(10)、儲液罐(6)、冷卻器(5)組成的分離裝置；其中，主系統(tǒng)為壓縮機(1)排氣口分出的第一管路經(jīng)第一平衡壓力件(17)與第一電磁閥(12a)的一端相連，壓縮機(1)排氣口分出的第二管路與四通換向閥(20)的第一端口相連，四通換向閥(20)的第二端口經(jīng)室內(nèi)換熱器(2)分別與第一單向閥(13c)和第二單向閥(15c)的一端相連，第一單向閥(13c)分出的第一管路與第一電磁閥(12a)的另一端相連，第一單向閥(13c)分出的第二管路經(jīng)第二電磁閥(7a)與儲液罐(6)的上部第一端口相連，第一單向閥(13c)分出的第三管路經(jīng)第二平衡壓力件(11)與精餾柱(10)的底部第一端口相連，第一單向閥(13c)分出的第四管路經(jīng)第五電磁閥(19)以及第二節(jié)流裝置(18b)連接在室外換熱器(4)和四通換向閥(20)的第三端口之間，第一單向閥(13c)分出的第五管路經(jīng)第四單向閥(14c)連接在第三單向閥(16c)和室外換熱器(4)的另一端口之間，精餾柱(10)的底部第二端口經(jīng)第一節(jié)流裝置(3b)與冷卻器(5)的一端相連，冷卻器(5)的另一端分別與第二單向閥(15c)和第三單相閥(16c)的相連，四通換向閥(20)的第四端口與壓縮機(1)吸氣口相連；分離裝置為精餾柱(10)的上部第一端口經(jīng)第三電磁閥(8a)與儲液罐(6)的下部端口相連，精餾柱(10)的上部第二端口經(jīng)第四電磁閥(9a)與儲液罐(6)的上部第一端口相連，儲液罐(6)的上部第二端口與冷卻器(5)的一端相連，儲液罐(6)的上部第三端口與冷卻器(5)的另一端相連，儲液罐(6)的上部第四端口與冷卻器(5)的另一端相連，冷卻器(5)在儲液罐(6)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)，其特征在于所用的制冷工質(zhì)是兩種或兩種以上沸點不同的純質(zhì)制冷劑的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)，其特征在于所述的第一平衡壓力件(17)、第二平衡壓力件(11)、第一節(jié)流裝置(3b)、第二節(jié)流裝置(18b)是毛細管、手動調(diào)節(jié)閥或電子膨脹閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變?nèi)萘繜岜孟到y(tǒng)。本系統(tǒng)包括分離裝置和主系統(tǒng)兩部分，分離裝置安裝在冷凝器出口和壓縮機出口的交匯點和第一節(jié)流裝置之間，由精餾柱和儲存富含低沸點工質(zhì)的儲液罐組成。該系統(tǒng)通過高低沸點工質(zhì)的分離和提取，從而改變系統(tǒng)中混合工質(zhì)運行的濃度，以滿足系統(tǒng)不同容量的需要。本發(fā)明解決了用儲存富含高沸點工質(zhì)的辦法進行容量調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的壓縮機潤滑油減少的問題，避免了壓縮機因缺油而導(dǎo)致的損壞。
文檔編號F25B30/00GK1818513SQ20061005002
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者陳光明, 張麗娜, 王勤, 張紹志 申請人:浙江大學(xué)